FOQA基础知识介绍

FOQAFOQA基础知识基础知识及其相关法规及其相关法规中国民航科学技术研究院中国民航科学技术研究院[e-mail]@mail.castc.org.cn李春香李春香20112011年年22月月北京北京——FOQA基础知识及其相关法规中国民航科学技术研究院22报告内容一.飞行数据记录系统一.飞行数据记录系统二.ARINC系列规范二.ARINC系列规范四.FDR/QAR相关规章及标准四.FDR/QAR相关规章及标准三.FOQA通用的机载记录设备三.FOQA通用的机载记录设备五.FOQA规章及标准五.FOQA规章及标准——FOQA基础知识及其相关法规中国民航科学技术研究院33一．飞行数据记录系统惯性导航系统（INS）大气数据计算机（ADC）飞行控制计算机（FCC）飞行管理计算机（FMC）—飞机电子系统的核心性能管理计算机（PMC）飞机机载电子系统数字化和微机化在现代军、民用飞机上，系统间需要传输大量信息。随着数字技术发展和微型电子计算机出现，越来越多的航空电子设备已采用了数字化技术，目前是以微型计算机为核心进行数据的计算、处理或控制。●——FOQA基础知识及其相关法规中国民航科学技术研究院44一．飞行数据记录系统（续）由于机载航空设备及系统的计算机产生的一般都是数字信号，因此航空电子设备及系统计算机之间的通信都属于数据通信，即将数据信号加到数据传输信道上进行传输，并在接收点将原始发送的数据正确地恢复过来。机载航空电子设备及系统之间数字数据信息的传输──数据通信——FOQA基础知识及其相关法规中国民航科学技术研究院55一．飞行数据记录系统（续）现代飞机机载电子系统要求各机载航空设备使用统一的航空总线ARINC429规范是为了在航空电子设备及系统之间传输数字数据信息而制定的一个航空运输的工业标准。——FOQA基础知识及其相关法规中国民航科学技术研究院66一．飞行数据记录系统（续）飞行管理计算机FMC主要用于调度系统工作，并兼有性能管理、导航、导引等功能。它通过多路传输数据总线与传感器分系统、飞行控制分系统和控制显示分系统相交联。飞行管理计算机FMC多路传输ARINC429数据总线传感器分系统飞行控制分系统控制显示分系统…………——FOQA基础知识及其相关法规中国民航科学技术研究院77一．飞行数据记录系统（续）飞机传感器信号—DFDAU飞机上安装了收集数据的传感器，这些传感器可检测加速、空速、高度、襟翼位置、外界温度、机舱温度、气压及发动机性能等数据。传感器搜集到的所有数据将被送至飞机前端的飞行数据采集装置（DigitalFlightDataAcquisitionUnit，简称DFDAU）。DFDAU通常位于驾驶舱下方的电子设备隔舱中，在整个数据记录过程中充当中间环节的角色，它从传感器中取出数据，经ARINC429总线传输至飞行记录器。——FOQA基础知识及其相关法规中国民航科学技术研究院88一．飞行数据记录系统（续）总线接口单片机A/D信号调理电路信号调理电路信号调理电路信号调理电路信号调理电路信号调理电路ARINC429总线温度传感器压力传感器（角）位置传感器液位和流量传感器加速度和振动传感器转速传感器飞机传感器信号至ARINC429总线处理过程图飞机上安装了收集数据的传感器，这些传感器可检测加速、空速、高度、襟翼位置、外界温度、机舱温度、气压及发动机性能等数据。——FOQA基础知识及其相关法规中国民航科学技术研究院99一．飞行数据记录系统（续）飞行数据记录系统组成框图数据源（ARINC429数据总线和/或模拟参数）供电DFDR供电QAR/OQAR/WQARVHF接收(ACARS)DFDAU/FDIMUPDL/ADL飞行数据地面处理计算机工作站维修测试设备OMSDCDU机组接口DARDMUPRT机组报告VHF传送(ACARS)飞机数据采集系统的数字信息传输应符合ARINC429总线传输信息要求——FOQA基础知识及其相关法规中国民航科学技术研究院1010一．飞行数据记录系统（续）各种信号源把参数传送给数字式飞行数据采集组件DFDAU，DFDAU把这些模拟信号、数字信号、离散信号全部转换成ARINC429格式编码，再送至数字式飞行数据记录器DFDR或快速读写记录器QAR/OQAR/WQAR，记录器再以ARINC747格式记录到不同的载体上；如图所示如图所示——FOQA基础知识及其相关法规中国民航科学技术研究院1111一．飞行数据记录系统（续）DFDAU还把数据传送给数据管理组件DMU，它通过寻址报告系统ACARS由通讯系统(高频或甚高频)传输给地面SITA或ARINC网络，再由航空公司的计算机接收，以了解飞机的状态和故障；如图所示如图所示——FOQA基础知识及其相关法规中国民航科学技术研究院1212一．飞行数据记录系统（续）在应用程序控制下按用户自定义参数对数据进行处理，并按照QAR输出设备的格式生成格式化数据，输出给DAR。如图所示如图所示——FOQA基础知识及其相关法规中国民航科学技术研究院1313一．飞行数据记录系统（续）飞行数据记录系统的发展SSFDR→QAR→DAR→ACMS→ACARS其中，DAR：DigitalACMSRecorderDigitalACMSRecorder，数字式飞机状态监，数字式飞机状态监控系统记录器；控系统记录器；ACMS：AircraftConditionMonitoringSystem，飞机状态监控系统ACARSACARS：：AircraftCommunication&AddressingReportAircraftCommunication&AddressingReportSystemSystem，，飞机通信寻址和报告系统飞行数据记录系统——FOQA基础知识及其相关法规中国民航科学技术研究院1414二．ARINC系列规范ARINC—AeronauticalRadioInc美国航空无线电协会由美国各航空电子设备制造商、航空公司、飞机制造商以及其他一些国家的航空公司联合成立。——FOQA基础知识及其相关法规中国民航科学技术研究院1515二．ARINC系列规范（续）ARINC制定了一系列标准规范，以规范统一航空电子设备的技术指标、电气性能、外形以及插件等。具体包括：ARINC400、ARINC500、ARINC600、ARINC700四个系列。——FOQA基础知识及其相关法规中国民航科学技术研究院1616二．ARINC系列规范（续）ARINC700ARINC700系列性能规范系列性能规范用于定义数字式航空电子设备用于定义数字式航空电子设备以及以及B757/767/777B757/767/777、、A319/320/330A319/320/330和和MDMD--8080等系列现代等系列现代飞机。飞机。ARINC700ARINC700系列性能规范参照了系列性能规范参照了ARINC600ARINC600系列系列支持文件，现行支持文件，现行ARINC700ARINC700系列性能规范约系列性能规范约7070项左右。项左右。ARINC性能规范（Characteristics）——FOQA基础知识及其相关法规中国民航科学技术研究院1717二．ARINC系列规范（续）ARINC500ARINC500系列性能规范系列性能规范用于定义老的模拟式航空电子用于定义老的模拟式航空电子设备以及设备以及19601960年以前生产的喷气式飞机。这些规范广泛年以前生产的喷气式飞机。这些规范广泛用于早期的用于早期的B737/747B737/747、、A300A300飞机。飞机。ARINC500ARINC500系列性能系列性能规范参照了规范参照了ARINCARINC--400400系列支持文件，现行系列支持文件，现行ARINC500ARINC500系列性能规范约系列性能规范约2020项左右。项左右。ARINC性能规范（Characteristics）——FOQA基础知识及其相关法规中国民航科学技术研究院1818二．ARINC系列规范（续）ARINC747ARINC747规范规范为最新标准，它将飞行参数记为最新标准，它将飞行参数记录在以存储芯片为记录介质的固态元件上，记录录在以存储芯片为记录介质的固态元件上，记录速度可达速度可达64/128/256/1024WPS64/128/256/1024WPS，方便了记录参数的，方便了记录参数的读取和译码。读取和译码。ARINC性能规范（Characteristics）ARINC747/717/573/542：商用飞机上的飞行数据记录器规范——FOQA基础知识及其相关法规中国民航科学技术研究院1919二．ARINC系列规范（续）ARINC717ARINC717规范规范是是ARINC573ARINC573的扩展形式，采的扩展形式，采用用““超级帧超级帧””和增加记录速度至和增加记录速度至128/256WPS128/256WPS的方法的方法扩大记录参数，把模拟数据或转换后的数字信号扩大记录参数，把模拟数据或转换后的数字信号记录在磁介物质上。记录在磁介物质上。ARINC性能规范（Characteristics）ARINC747/717/573/542：商用飞机上的飞行数据记录器规范——FOQA基础知识及其相关法规中国民航科学技术研究院2020二．ARINC系列规范（续）ARINC性能规范（Characteristics）ARINC747/717/573/542：商用飞机上的飞行数据记录器规范ARINC573ARINC573规范规范采用每帧采用每帧44个副帧的帧结构的个副帧的帧结构的记录格式和记录格式和Hamilton/TeledyneHamilton/Teledyne两种标准副帧同步两种标准副帧同步字的固定编码，把模拟数据或转换后的数字信号记字的固定编码，把模拟数据或转换后的数字信号记录在磁介物质上。录在磁介物质上。——FOQA基础知识及其相关法规中国民航科学技术研究院2121二．ARINC系列规范（续）ARINC性能规范（Characteristics）ARINC747/717/573/542：商用飞机上的飞行数据记录器规范ARINC542ARINC542规范规范采用比较简单的帧结构记录格采用比较简单的帧结构记录格式，把有限的几个飞行参数按曲线形式记录在纸条式，把有限的几个飞行参数按曲线形式记录在纸条或金属箔上。或金属箔上。ARINC542ARINC542规范主要用于早期的规范主要用于早期的B737B737、、747747、、A300A300等飞机的等飞机的模拟设备，目前已经过时不用。——FOQA基础知识及其相关法规中国民航科学技术研究院2222二．ARINC系列规范（续）ARINC629、ARINC429、ARINC419规范是为了在航空电子设备之间传输数字数据信息而制定的航空运输的工业标准。ARINC429目前最为通用，ARINC629只用在Boeing777上。商用飞机上的航空总线协议——FOQA基础知识及其相关法规中国民航科学技术研究院2323二．ARINC系列规范（续）ARINC429ARINC429大部分运用在商用航空运输机大部分运用在商用航空运输机上，这包括在空中客车上，这包括在空中客车A310/A320A310/A320和和A330/A340A330/A340、、波音波音B727/B737/B747/B757/B767B727/B737/B747/B757/B767、贝尔直升机、贝尔直升机以及麦道以及麦道MDMD--1111等。等。航空数字总线—ARINC429——FOQA基础知识及其相关法规中国民航科学技术研究院2424二．ARINC系列规范（续）航空数字总线—ARINC429一.ARINC429电子性能：ARINC429是开环传输模式规范，属有多个接收设备的单总线。ARINC429发送和接收设备均采用双绞线屏蔽线传输信息，其速率为100kb/s或12.5kb/s；ARINC429通常是以脉冲形式发送传输数据的，一