1、目視助航技術與系統 基礎培訓主講：高慶吉主講：高慶吉 侯啟真侯啟真2011 .10引引 言言駕駛艙內觀察飛機白天降落駕駛艙內觀察飛機白天降落客艙內觀察飛機夜間降落客艙內觀察飛機夜間降落駕駛艙內觀察飛機夜間降落駕駛艙內觀察飛機夜間降落模擬模擬A380執行任務執行任務模擬飛行模擬飛行+空客空客A380飛行視頻飛行視頻飛機降落的驚險一幕（南航）飛機降落的驚險一幕（南航）神奇飛機降落神奇飛機降落飛機降落失敗飛機降落失敗飛機泊位引導系統飛機泊位引導系統引引 言言控制飛機手段控制飛機手段自動駕駛自動駕駛人工控制人工控制參照儀表參照儀表目視飛行目視飛行位姿位姿速度速度 下降率下降率著陸時機著陸時機飛機導航方

2、式飛機導航方式無線電導航無線電導航空中交通管制設施空中交通管制設施機載儀表導航機載儀表導航目視導航目視導航引引 言言目視助航設施目視助航設施目視助航設施目視助航設施助航燈光助航燈光（飛機的眼睛）（飛機的眼睛）機場地面機場地面標志標志標記牌標記牌引引 言言顏色顏色光強等級光強等級光照射角度光照射角度有效范圍有效范圍主要內容1.1.目視助航技術概述目視助航技術概述2.2.助航燈光助航燈光3.3.標記牌標記牌4.4.助航燈光供電與備用電源助航燈光供電與備用電源5.5.助航燈光調光及回路系統助航燈光調光及回路系統6.6.燈光系統的檢測與標定燈光系統的檢測與標定7.7.計算機監控系統計算機監控系統8.8

3、.場面活動監視與控制系統（場面活動監視與控制系統（A-SMGCSA-SMGCS）9.9.直升機助航燈光系統直升機助航燈光系統第第1 1章章 機場目視助航設施概述機場目視助航設施概述1.機場跑道分類機場跑道分類2.目視助航設施種類及其作用目視助航設施種類及其作用第第1 1章章 機場目視助航設施概述機場目視助航設施概述_ 部分機場跑道預覽：部分機場跑道預覽：北京首都國際機場 1，2，3，4，5，6虹橋機場 1 浦東機場 1鹽城機場 1法蘭克福機場 1，2華盛頓機場 1第第1 1節節 機場跑道分類機場跑道分類第第1 1章章 機場目視助航設施概述機場目視助航設施概述_第第1 1節節 機場跑道分類機場跑

4、道分類機場跑道機場跑道非儀表跑道非儀表跑道儀表跑道儀表跑道非精密進近跑道非精密進近跑道I類精密進近跑道類精密進近跑道類精密進近跑道類精密進近跑道類精密進近跑道類精密進近跑道A類類B類類C類類一、分類一、分類1 1非精密進近跑道：非精密進近跑道： 裝有目視助航設備和一種至少足以提供直線進入的方向性引導的非目裝有目視助航設備和一種至少足以提供直線進入的方向性引導的非目視助航設備的儀表跑道。視助航設備的儀表跑道。2.I2.I類精密進近跑道：類精密進近跑道： 裝有儀表著陸系統和（或）微波著陸系統以及目視助航設備，決斷高裝有儀表著陸系統和（或）微波著陸系統以及目視助航設備，決斷高度不低于度不低于6060

5、米（米（200ft200ft）能見度不小于）能見度不小于800800米或跑道視程不小于米或跑道視程不小于550550米。米。3.3.類精密進近跑道：類精密進近跑道： 裝有儀表著陸系統和（或）微波著陸系統以及目視助航設備，決斷高裝有儀表著陸系統和（或）微波著陸系統以及目視助航設備，決斷高度低于度低于6060米（米（200ft200ft）但不低于）但不低于3030米（米（100ft100ft）和跑道視程不小于）和跑道視程不小于350350米米4.4.類精密進近跑道：類精密進近跑道： 裝有儀表著陸系統和（或）微波著陸系統引導至跑道并沿其表面著裝有儀表著陸系統和（或）微波著陸系統引導至跑道并沿其表面著

6、陸的最終階段使用目視助航設備。陸的最終階段使用目視助航設備。第第1 1章章 機場目視助航設施概述機場目視助航設施概述_第第1 1節節 機場跑道分類機場跑道分類4.4.類精密進近跑道：類精密進近跑道： 裝有儀表著陸系統和（或）微波著陸系統引導至跑道并沿其表面裝有儀表著陸系統和（或）微波著陸系統引導至跑道并沿其表面著陸的最終階段使用目視助航設備。分為著陸的最終階段使用目視助航設備。分為A A、B B、C C三類三類 A A類：用于決斷高度小于類：用于決斷高度小于3030米（米（100ft100ft）或不規定決斷高度和跑）或不規定決斷高度和跑道視程小于道視程小于200200米運行。在著陸的最終階段使

7、用目視助航設備。米運行。在著陸的最終階段使用目視助航設備。 B B類：用于決斷高度小于類：用于決斷高度小于1515米（米（50ft50ft）或不規定決斷高度和跑）或不規定決斷高度和跑道視程小于道視程小于200200米運行但不小于米運行但不小于5050米運行。在著陸的最終階段使用米運行。在著陸的最終階段使用目視助航設備。目視助航設備。 C C類：用于不規定決斷高度和跑道視程限制時運行。不需憑借類：用于不規定決斷高度和跑道視程限制時運行。不需憑借目視設備基準進行著陸或滑行。目視設備基準進行著陸或滑行。第第1 1章章 機場目視助航設施概述機場目視助航設施概述_第第1 1節節 機場跑道分類機場跑道分類

8、二、飛行區指標二、飛行區指標 1 1、飛行區指標、飛行區指標： 按擬使用機場跑道的各類飛機中最長的基準飛行場地長度分為按擬使用機場跑道的各類飛機中最長的基準飛行場地長度分為1 1、2 2、3 3、4 4四個等級。四個等級。第第1 1章章 機場目視助航設施概述機場目視助航設施概述_第第1 1節節 機場跑道分類機場跑道分類飛行區指標飛行區指標飛機基準飛行場地長度飛機基準飛行場地長度1 18008002 2800 800 120012003 31200 1200 180018004 418001800二、飛行區指標二、飛行區指標 第第1 1章章 機場目視助航設施概述機場目視助航設施概述_第第1 1節

9、節 機場跑道分類機場跑道分類2、飛行區指標、飛行區指標： 按使用該機場飛行區的各類飛機中的最大翼展或最大主起落架外按使用該機場飛行區的各類飛機中的最大翼展或最大主起落架外輪外側邊的間距，分為輪外側邊的間距，分為A A、B B、C C、D D、E E、F F六個等級，兩者中取其較高值。六個等級，兩者中取其較高值。飛行區指標飛行區指標翼展（翼展（m m）主起落架外輪外側邊的間距主起落架外輪外側邊的間距（m m）A A15154.54.5B B1515 24244.54.5 6 6C C2424 36366 6 9 9D D3636 52529 9 1414E E5252 62629 9 1414F

10、 F6565 80801414 1616建議跑道最小寬度（建議跑道最小寬度（ICAO附件附件14（I）飛行區指標飛行區指標II基準代碼基準代碼飛行區指標飛行區指標I（m）基準代字基準代字ABCDEF1181823-2232330-330303045-4-45454560 第第1 1章章 機場目視助航設施概述機場目視助航設施概述_第第2 2節節 目視助航設施種類及其作用目視助航設施種類及其作用飛機目視情況下標準降落航線模式飛機目視情況下標準降落航線模式 第第1 1章章 機場目視助航設施概述機場目視助航設施概述_第第2 2節節 目視助航設施種類及其作用目視助航設施種類及其作用飛機著陸過程飛機著陸過

11、程一、飛機著陸情況一、飛機著陸情況 當飛機在巡航高度上利用當飛機在巡航高度上利用VORVOR臺或臺或ADFADF導航臺到達目的地上空時，從導航臺到達目的地上空時，從距機場距機場30305050公里處即開始截獲航向臺和下滑臺信號。一直下降到跑道公里處即開始截獲航向臺和下滑臺信號。一直下降到跑道延長線上空延長線上空3030米的決斷高度，這一階段稱為進近。在這個決斷高度上，米的決斷高度，這一階段稱為進近。在這個決斷高度上，飛行員必須對著陸或復飛作出決斷。決斷的依據主要取決于是否清晰看飛行員必須對著陸或復飛作出決斷。決斷的依據主要取決于是否清晰看到跑道。到跑道。 飛機在垂直面內曲線飛行到觸地并沿著跑道

12、表面滑行到完全停住，這一飛機在垂直面內曲線飛行到觸地并沿著跑道表面滑行到完全停住，這一階段稱為著陸。階段稱為著陸。 第第1 1章章 機場目視助航設施概述機場目視助航設施概述_第第2 2節節 目視助航設施種類及其作用目視助航設施種類及其作用二、駕駛員對目視助航設備的要求二、駕駛員對目視助航設備的要求 1 1、在著陸中，駕駛員必須控制和協調飛機、在著陸中，駕駛員必須控制和協調飛機6 6個自由度的動作：俯仰、偏轉、個自由度的動作：俯仰、偏轉、側滾，使飛機與到達跑道上接地點所要求的基準航道相一致，因此駕駛側滾，使飛機與到達跑道上接地點所要求的基準航道相一致，因此駕駛員需要：員需要： 飛機的方向、高度和

13、移動的距離報告；飛機的方向、高度和移動的距離報告； 飛機的俯仰、偏轉和側滾的情況；飛機的俯仰、偏轉和側滾的情況； 飛機的下降率、航道接近率。飛機的下降率、航道接近率。 最直接、重要的是定向引導和坡度（高度）指示。最直接、重要的是定向引導和坡度（高度）指示。 主要內容：地平線、跑道邊線、跑道入口和跑道中線主要內容：地平線、跑道邊線、跑道入口和跑道中線2 2、駕駛員能看見多大的地面：、駕駛員能看見多大的地面： 飛機在進近過程中受諸多因素影響駕駛員能看到的地面是有限的。飛機在進近過程中受諸多因素影響駕駛員能看到的地面是有限的。 第第1 1章章 機場目視助航設施概述機場目視助航設施概述_第第2 2節節

14、 目視助航設施種類及其作用目視助航設施種類及其作用三、助航設施的配置三、助航設施的配置1 1、進近燈光系統、進近燈光系統 主要包括：進近燈、入口燈和坡度燈、順序閃光燈。作用：定向引導、主要包括：進近燈、入口燈和坡度燈、順序閃光燈。作用：定向引導、距離提示、測滾引導。順閃設在常會遇到低能見度和機場燈光與周圍其他光距離提示、測滾引導。順閃設在常會遇到低能見度和機場燈光與周圍其他光源（如高速路燈等）對比不強烈的機場，作為標準進近燈光的補充。源（如高速路燈等）對比不強烈的機場，作為標準進近燈光的補充。PAPIPAPI燈燈作用與儀表著陸系統的下滑臺相似。作用與儀表著陸系統的下滑臺相似。2 2、跑道燈光系

15、統、跑道燈光系統 主要包括：跑道入口燈、跑道中線燈、跑道邊燈、接地帶燈、跑道末端燈。主要包括：跑道入口燈、跑道中線燈、跑道邊燈、接地帶燈、跑道末端燈。作用：方向、橫向、滑跑和距離方面的指示。作用：方向、橫向、滑跑和距離方面的指示。3 3、滑行道燈光系統、滑行道燈光系統 主要包括滑行道邊燈、滑行道中線燈、等待位置燈。作用滑行引導。主要包括滑行道邊燈、滑行道中線燈、等待位置燈。作用滑行引導。4 4、其他燈光、其他燈光：跑道識別燈、機場燈標、障礙物燈跑道識別燈、機場燈標、障礙物燈5 5、標志。、標志。6 6、標記牌。、標記牌。7 7、其它系統、其它系統 第第1 1章章 機場目視助航設施概述機場目視助

16、航設施概述_第第2 2節節 目視助航設施種類及其作用目視助航設施種類及其作用四、四、I I、類精密進近跑道和滑行道的燈光系統所需要的光分布與四類精密進近跑道和滑行道的燈光系統所需要的光分布與四個主要因素有關：個主要因素有關： 1.1.予期飛機在進近至著陸時，可能偏離正常的或理想的飛行航道的程度。這種予期飛機在進近至著陸時，可能偏離正常的或理想的飛行航道的程度。這種偏離包含在稱為偏離包含在稱為“飛行航道包跡飛行航道包跡”里；里； 2.2.當前和計劃使用的飛機的當前和計劃使用的飛機的“眼眼- -輪輪”高度范圍；高度范圍； 3.3.在進近、接地、滑跑、起飛和滑行等任一階段，必須在多遠處看得見光，以在

17、進近、接地、滑跑、起飛和滑行等任一階段，必須在多遠處看得見光，以及在多大的能見度變化范圍內必須提供光的引導；及在多大的能見度變化范圍內必須提供光的引導； 4.4.在飛機前方可能看到的向下視野。在飛機前方可能看到的向下視野。 確定燈的間距應考慮燈的實際性能，光束分布和提供三個燈的目視段要求，確定燈的間距應考慮燈的實際性能，光束分布和提供三個燈的目視段要求，還要考慮使燈具數量盡可能少，以便提高經濟效益還要考慮使燈具數量盡可能少，以便提高經濟效益助航燈光的特性助航燈光的特性n4C特性特性1.構形（構形（configuration）系統中各部分燈的位置和間距。系統中各部分燈的位置和間距。 助航燈光的特

18、性助航燈光的特性4C特性特性2.顏色（顏色（colour） 紅色：危險；綠色：安全、允許通過；紅色：危險；綠色：安全、允許通過； 藍色：平靜；白色：醒目藍色：平靜；白色：醒目3.光強（坎德拉光強（坎德拉candelas，cd） 光源發出的可見輻射光的強度光源發出的可見輻射光的強度,I 照度：照度：E,與物到光源的距離與物到光源的距離D平方成反比平方成反比 單位：勒克斯（單位：勒克斯（lux） 阿拉德定律：阿拉德定律： T:大氣投射系數大氣投射系數 見單位照度與距離關系圖見單位照度與距離關系圖DTDIE2助航燈光的特性助航燈光的特性4C特性特性n4.光的有效范圍（光的有效范圍（coverage）

19、 （角度，距離）（角度，距離）n背景亮度背景亮度n能見度能見度n飛行員的反映飛行員的反映眩光眩光n系統光強平衡系統光強平衡 （進近燈）：（進近燈）：（跑道入口燈、邊燈）：（跑道入口燈、邊燈）： （接地地帶燈、跑道中線燈）（接地地帶燈、跑道中線燈）= 2：1：0.33助航燈光的特性助航燈光的特性n易折性易折性燈具打破燈具打破/保持結構整體性和剛度的特性（立式燈具）保持結構整體性和剛度的特性（立式燈具）保持結構整體性和剛度最多達一個所期的最大載荷，保持結構整體性和剛度最多達一個所期的最大載荷，而在受更大的沖擊時，就會破損、扭曲、彎曲到那而在受更大的沖擊時，就會破損、扭曲、彎曲到那種對飛機危害最小的

20、程度。種對飛機危害最小的程度。n 跑道入口以里、滑行道跑道入口以里、滑行道 高度：不超過高度：不超過36cm 螺旋槳和發動機調艙與地面的凈距螺旋槳和發動機調艙與地面的凈距n 距跑道入口較遠距跑道入口較遠 據地形需要，可適當采用高支架。據地形需要，可適當采用高支架。01.8米米首都機場進近燈光系統首都機場進近燈光系統昆明機場進近立式燈具昆明機場進近立式燈具溫溫哥哥華華機機場場進進近近燈燈光光系系統統 第第1 1章章 機場目視助航設施概述機場目視助航設施概述_第第2 2節節 小結小結一、目視助航設施起兩個重要作用：一、目視助航設施起兩個重要作用： 1 1、引導飛機到目的地；、引導飛機到目的地； 2

21、 2、為安全運行管制飛機。、為安全運行管制飛機。 二、目視助航設施有如下幾種：二、目視助航設施有如下幾種： (1)(1)指示標和信號設施；指示標和信號設施； (2)(2)標志；標志； (3)(3)燈光；燈光； (4)(4)標記牌。標記牌。三、目視助航燈光的特性：三、目視助航燈光的特性：4C4C，易折，易折第5章 目視助航燈光調光及回路系統n調光系統組成調光系統組成 調光器、單相升壓變壓器、隔離變壓器、燈具、回路調光器、單相升壓變壓器、隔離變壓器、燈具、回路線纜及接插件等線纜及接插件等 n調光系統作用調光系統作用 根據根據氣象條件氣象條件、能見度能見度等要求，由等要求，由塔臺塔臺發出指令，調光器

22、將燈光發出指令，調光器將燈光光強調整到所需要的光強等級，以做到既能滿足光強調整到所需要的光強等級，以做到既能滿足飛行要求飛行要求又能又能經經濟濟地使用燈光系統。地使用燈光系統。n助航燈光的光強等級助航燈光的光強等級 民用航空機場：民用航空機場：五個五個等級等級 軍軍 用用 機機 場場 ：三個三個等級等級第5章 機場助航燈光調光及回路系統 1.調光器的工作原理及結構調光器的工作原理及結構 2.隔離變壓器及單相升壓變壓器隔離變壓器及單相升壓變壓器 3.回路絕緣技術回路絕緣技術4.燈光回路系統燈光回路系統 5.1 調光器的工作原理及結構 回路電流回路電流I IH H是由升壓變壓器初級端電壓是由升壓變

23、壓器初級端電壓U UL L決定的。假定燈光決定的。假定燈光回路總的負載為回路總的負載為Z Z，升壓變壓器的變比為，升壓變壓器的變比為M M，在理想情況下，燈光回，在理想情況下，燈光回路中的電流可以表示為：路中的電流可以表示為： I IH H = U = UH H / Z = / Z =（M / ZM / Z）U UL L由此可見，燈光回路的電流由此可見，燈光回路的電流I IH H是隨著升壓變壓器初級端輸入電壓是隨著升壓變壓器初級端輸入電壓U UL L成正比例變化的。成正比例變化的。 5.1 調光器的工作原理及結構（續）調光器首先應具備以下基本功能：（1）在規定的范圍內，任意調整燈光亮度；（2）

24、在選定了燈光等級后，能夠保持燈光亮度恒定。 (3) 顯示回路參數和狀態、檢測故障及報警提示等調光器基本結構：（1）電源電壓轉換器件及其控制電路；（2）回路電流、電壓采樣器件與信號處理電路；（3）各種顯示裝置；（4）故障檢測與保護裝置。 可控硅調光器基本原理圖可控硅調光器基本原理圖 (a)(a)正弦波正弦波(b)(b)觸發脈沖信號觸發脈沖信號 (c)(c)斬波輸出波形斬波輸出波形可控硅調光的可控硅調光的脈沖觸發原理脈沖觸發原理5.1 調光器的工作原理及結構（續）控制系統信號采集方式控制系統信號采集方式5.1 調光器的工作原理及結構（續）過流、過壓保護裝置過流、過壓保護裝置 壓敏電阻伏安特性壓敏電

25、阻伏安特性 5.1 調光器的工作原理及結構（續）調光器各模塊聯系圖 5.1 調光器的工作原理及結構（續）MCR3型型調光器工作原理調光器工作原理5.1 調光器的工作原理及結構（續）調光器工作環境條件調光器工作環境條件1. 1. 環境溫度環境溫度 一般為一般為-1040-10402. 2. 相對溫度相對溫度 一般一般80%80%3. 3. 電源條件電源條件 輸入電平為輸入電平為380V380V10%10%，50Hz50Hz4. 4. 負載條件負載條件 回路燈泡完好率回路燈泡完好率50%50%，回路對地絕緣電阻，回路對地絕緣電阻2M2M5. 5. 有較好的通風冷卻和防塵環境有較好的通風冷卻和防塵環

26、境5.1 調光器的工作原理及結構（續）主要性能參數主要性能參數1. 1. 功率功率 5 - 30kVA5 - 30kVA2. 2. 恒流精度恒流精度 0.1A(0.1A(不同產品有差別不同產品有差別) )3. 3. 切換時間切換時間 0.5s0.5s4. 4. 主、備機切換主、備機切換 自動切換時間自動切換時間1s1s5. 5. 升壓器二次額定電流升壓器二次額定電流 6.6A/8.33A6.6A/8.33A6. 6. 設有開路，短路聲光報警設有開路，短路聲光報警 7. 7. 設有五個燈光等級設有五個燈光等級 5.1 調光器的工作原理及結構（續）助航燈光光強等級與回路電流對照表助航燈光光強等級與

27、回路電流對照表調光級別調光級別 輸出電流有效值輸出電流有效值(安培安培)恒流精度恒流精度(安培安培) 5 66833650670820840 4 5266510530650670 3 435 2420440510530 2 3543340360420440 1 2835270290340360n回路諧波補償問題回路諧波補償問題(可參見附件可參見附件)5.1 5.1 調光器的工作原理及結構（續）調光器的工作原理及結構（續）諧波的分解諧波的分解諧波電流波形諧波電流波形諧波頻譜諧波頻譜(各次諧波條形圖各次諧波條形圖)5次諧波電流波形次諧波電流波形7次諧波電流波形次諧波電流波形11次諧波電流波形次諧波

28、電流波形13次諧波電流波形次諧波電流波形燈光站配電系統諧波電流分布燈光站配電系統諧波電流分布 /諧波電流引諧波電流引起電壓畸變起電壓畸變諧波引起導體過諧波引起導體過熱熱諧波電流諧波電流10KV380V380V380V諧波引起導諧波引起導體過熱體過熱 / / / / /調調光光柜柜調調光光柜柜電容組諧波電電容組諧波電流諧振，電容流諧振，電容柜不能投入或柜不能投入或過流爆電容過流爆電容諧波引起諧波引起容量下降容量下降G諧波引起負諧波引起負載能力下降載能力下降有源濾波器進行治理負載電流波形對比有源濾波器進行治理負載電流波形對比二級光工況下：三級光工況下有源濾波器治理負載電流波形對比有源濾波器治理負載

29、電流波形對比四級光工況下：（左邊為投入前，右邊為投入后）五級光工況下：（左邊為投入前，右邊為投入后）5.1 5.1 調光器的工作原理及結構（續）調光器的工作原理及結構（續）正弦波調光器原理圖5.2 隔離變壓器及單相升壓變壓器1、隔離變壓器的特點、隔離變壓器的特點（1）隔離變壓器必須不僅能夠帶正常負載工作，還要經受二次繞組）隔離變壓器必須不僅能夠帶正常負載工作，還要經受二次繞組開路和短路的工作情況。開路和短路的工作情況。（2）由于燈光電路用改變可控硅的導通角的方法進行調光，一次繞）由于燈光電路用改變可控硅的導通角的方法進行調光，一次繞組的電流不是正弦波，另外在二次繞組開路狀態下，鐵心已嚴重組的電

30、流不是正弦波，另外在二次繞組開路狀態下，鐵心已嚴重飽合，所以隔離變壓器的磁通波形也不是正弦波。因此，磁通的飽合，所以隔離變壓器的磁通波形也不是正弦波。因此，磁通的畸變引起的鐵心發熱是一個不可忽略的問題?；円鸬蔫F心發熱是一個不可忽略的問題。（3）由于要求隔離變壓器是密封的，它產生的熱量不容易發散出去。）由于要求隔離變壓器是密封的，它產生的熱量不容易發散出去。 必須使變壓器的電磁參量、鐵心尺寸、導線截面、絕緣和包封材必須使變壓器的電磁參量、鐵心尺寸、導線截面、絕緣和包封材料都滿足以上特點的要求，以保證隔離變壓器具有良好的電氣特料都滿足以上特點的要求，以保證隔離變壓器具有良好的電氣特性。性。隔離

31、變壓器5.2 隔離變壓器及單相升壓變壓器隔離變壓器及單相升壓變壓器n升壓變壓器升壓變壓器 由于機場助航燈光系統是通過改變可控硅導通角來由于機場助航燈光系統是通過改變可控硅導通角來實現輸入電壓的調整從而達到調光強的目的，所以升實現輸入電壓的調整從而達到調光強的目的，所以升壓變壓的電源波形和正常電源有區別，輸入電源不是壓變壓的電源波形和正常電源有區別，輸入電源不是完整的正弦波形，其中含有較多高次諧波分量。因此，完整的正弦波形，其中含有較多高次諧波分量。因此，升壓變壓器與一般變壓器設計又有不同之處。升壓變壓器與一般變壓器設計又有不同之處。 5.2 5.2 隔離變壓器及單相升壓變壓器隔離變壓器及單相升

32、壓變壓器5.3 回路絕緣技術nICAO要求： 線纜及接頭對地漏電流： 1uA/100m 每個隔離變壓器漏電流： 2uA/Setn單一回路設計 接線方式：間隔接線n調光器設計 按整個回路功率設計5.4 燈光回路系統 第6章 機場助航燈檢測與故障診斷技術 6.2 助航燈光系統故障診斷助航燈光系統故障診斷 6.1 助航燈光系統檢測助航燈光系統檢測 n目標目標確定系統工作的完好性和達標情況，排除系統的潛在隱患，確定系統工作的完好性和達標情況，排除系統的潛在隱患， 以保證飛行工作安全以保證飛行工作安全n任務任務檢測燈具的檢測燈具的4C特性、易折性、回路絕緣電阻等特性、易折性、回路絕緣電阻等n基本工作基本

33、工作n回路及燈具的完好性回路及燈具的完好性n 燈具等光強圖（離線檢測、在線檢測）燈具等光強圖（離線檢測、在線檢測）nPAPI燈的角度燈的角度n其它工作其它工作 6.1 助航燈光系統檢測助航燈光系統檢測 6.1.1 助航燈具離線檢測助航燈具離線檢測 主要方式主要方式實驗室光強測量系統實驗室光強測量系統直線式、折返式直線式、折返式系統構成系統構成 光學傳感器和信號變送光學傳感器和信號變送 數據采集模塊數據采集模塊運動控制及載控臺運動控制及載控臺數據處理中心模塊數據處理中心模塊 6.1.2 PAPI燈綜合測試儀燈綜合測試儀原理及使用介紹原理及使用介紹校飛校準校飛校準n跑道啟用前，飛機要校飛。跑道啟用

34、前，飛機要校飛。n開航后，定期校飛。一類機場：每年開航后，定期校飛。一類機場：每年1 1次。二類機場：次。二類機場：每半年每半年1 1次。次。n多數機場難以做到多數機場難以做到。 定期檢查定期檢查PAPI燈的原因燈的原因n更換燈具零件、更換燈泡；外力影響例如飛機尾氣、更換燈具零件、更換燈泡；外力影響例如飛機尾氣、大風、大雨、老鼠兔子挖洞等因素引起地基變化及燈大風、大雨、老鼠兔子挖洞等因素引起地基變化及燈具箱體的記憶效應等。這些都可能導致具箱體的記憶效應等。這些都可能導致PAPI指示角度指示角度產生誤差產生誤差n這些誤差，地面維護人員如果不能及時發現，對飛行這些誤差，地面維護人員如果不能及時發現

35、，對飛行是危險的。是危險的。 n因此，機場需要對因此，機場需要對PAPI燈進行定期的檢查燈進行定期的檢查地面檢查的一般方法地面檢查的一般方法n目前，燈光站利用校角儀來測試燈具的角度，將校角儀目前，燈光站利用校角儀來測試燈具的角度，將校角儀架在燈具的幾個標準點上，以此為準，調整校角儀的刻架在燈具的幾個標準點上，以此為準，調整校角儀的刻度，觀察校角儀上的水平泡處于中心位置時，即為燈具度，觀察校角儀上的水平泡處于中心位置時，即為燈具的指示角。的指示角。n它的準確性是建立在坡度燈發出的光的角度與標準點必它的準確性是建立在坡度燈發出的光的角度與標準點必須平行的基礎上的。須平行的基礎上的。n此種校準是一種

36、間接校準，可靠性低。此種校準是一種間接校準，可靠性低。 PAPI燈綜合測試儀解決的問題燈綜合測試儀解決的問題n飛機不能隨時校準；飛機不能隨時校準；費用高；費用高；難以達到難以達到附件附件1414標準標準（1 1分）；分）；校飛不能發現并調整同一個校飛不能發現并調整同一個PAPI燈三個燈泡有燈三個燈泡有時候，導致校飛后仍然存在問題；機場難以按照中國民航總局時候，導致校飛后仍然存在問題；機場難以按照中國民航總局制定的制定的機場助航燈光運行維護規程機場助航燈光運行維護規程要求進行定期檢查，以達要求進行定期檢查，以達到附件到附件14規定的要求。規定的要求。n以上因素，說明客觀上需要一套地面的測試調整設

37、備。以上因素，說明客觀上需要一套地面的測試調整設備。n我們研發我們研發PAPI燈綜合測試儀的直接誘因。石家莊機場的典型案燈綜合測試儀的直接誘因。石家莊機場的典型案例：因為責任，燈光站不敢調回；重新校飛機場沒有費用；關閉例：因為責任，燈光站不敢調回；重新校飛機場沒有費用；關閉燈光無人敢于承擔責任。燈光無人敢于承擔責任。設計指導思想設計指導思想n附件十四附件十四機場機場n機場設計手冊機場設計手冊四四n機場助航燈光運行維護規程機場助航燈光運行維護規程，結合機場助航燈光，結合機場助航燈光日常運行實際需求日常運行實際需求n充分考慮機場實際運行環境。充分考慮機場實際運行環境。PAPI燈綜測儀的設計原理燈綜

38、測儀的設計原理坡度燈水準儀三角架支桿輔助支桿h1h2h3白光區紅光區攝像機n綜測儀白天、夜間均能夠正常作業；綜測儀白天、夜間均能夠正常作業；n在能見度低的情況下，能夠正常作業；在能見度低的情況下，能夠正常作業；n綜測儀適應多種供電形式，現場無需專備綜測儀適應多種供電形式，現場無需專備220V交流電交流電源；源；n各地氣溫冷熱不均，綜測儀能夠適應環境各地氣溫冷熱不均，綜測儀能夠適應環境-10度度30度。度。n測量時間大約每盞測量時間大約每盞PAPI燈燈10分鐘。分鐘。綜測儀重點解決的問題綜測儀重點解決的問題n如何保證測量高度的準確性如何保證測量高度的準確性 1、保持水平基準的準確、保持水平基準的

39、準確 2、保證支桿的垂直度、保證支桿的垂直度 3、保證支桿的精度、保證支桿的精度 4、攝像頭對紅白過渡區識別的準確性、攝像頭對紅白過渡區識別的準確性6.1.3 助航燈具在線檢測助航燈具在線檢測(道面燈具道面燈具) 助航燈光光強檢測車助航燈光光強檢測車n通過多種光學傳感器，快速、通過多種光學傳感器，快速、在線測量每個燈具的發光強在線測量每個燈具的發光強度及顏色度及顏色n能夠對跑道中線燈、邊燈，能夠對跑道中線燈、邊燈，滑行道中線燈、邊燈進行檢滑行道中線燈、邊燈進行檢測。并能夠按照國際民航組測。并能夠按照國際民航組織標準進行狀態判斷和預警織標準進行狀態判斷和預警 固定在檢測車前端固定在檢測車前端(

40、(中線燈測中線燈測量量) )或右前端或右前端( (邊燈測量邊燈測量) )的光測的光測量裝置量裝置( (傳感帶傳感帶) )上非均勻平行分上非均勻平行分布的布的1313個照度傳感器隨檢測車在個照度傳感器隨檢測車在距離燈光源上方距離燈光源上方17 cm17 cm高度沿水高度沿水平方向以大約平方向以大約40 km40 kmh h的速度向的速度向前運動，在燈光束一定范圍內按前運動，在燈光束一定范圍內按照照1 cm1 cm的間隔測量各點的照度值，的間隔測量各點的照度值，根據照度和距離測量值得到各點根據照度和距離測量值得到各點的光強值，并生成等光強圖的光強值，并生成等光強圖6.1.3 助航燈具在線檢測助航燈

41、具在線檢測(道面燈具道面燈具) n拖曳式在線光強檢測車拖曳式在線光強檢測車6.1.3 助航燈具在線檢測助航燈具在線檢測(道面燈具道面燈具) 6.1.3 助航燈具在線檢測助航燈具在線檢測(道面燈具道面燈具) 6.2 助航燈光系統故障診斷助航燈光系統故障診斷 故障通常主要包括以下幾種情況：(1)設備在規定的條件下喪失功能；(2)設備的某些性能參數達不到設計要求，超出了允許范圍；(3)設備的某些零部件發生磨損、斷裂、損壞等，致使設備不能正常工作；(4)設備工作失靈，或發生結構性破壞，導致嚴重事故甚至災難性事故。 2、故障診斷的方法、故障診斷的方法(1)從診斷方式分：從診斷方式分： 功能診斷功能診斷：

42、檢查設備運行功能的正常性。它主要用于新安：檢查設備運行功能的正常性。它主要用于新安裝或剛大修后的設備；裝或剛大修后的設備； 運行診斷運行診斷: 監視設備運行的全過程，主要用于正常運行的監視設備運行的全過程，主要用于正常運行的設備。設備。(2)從診斷連續性分：從診斷連續性分： 定期診斷定期診斷:按規定的時間間隔進行，一般用于非關鍵設備按規定的時間間隔進行，一般用于非關鍵設備且性能改變為漸發性故障及可預測性故障。且性能改變為漸發性故障及可預測性故障。 連續監控連續監控:在機器運行過程中自始至終加以監視和控制，在機器運行過程中自始至終加以監視和控制，一般用于關鍵設備且性能改變屆突發性故障及不可預測性

43、一般用于關鍵設備且性能改變屆突發性故障及不可預測性故障。故障。 6.2 助航燈光系統故障診斷助航燈光系統故障診斷 n用接地法診斷助航燈光回路開路故障。將升壓變壓器用接地法診斷助航燈光回路開路故障。將升壓變壓器一個輸出端接地，將其設為一個輸出端接地，將其設為A點，如點，如C點為開路點，可點為開路點，可先在先在B點二次接地點二次接地n沿沿BC方向做接地檢測，如調光器電壓值低，說明該點方向做接地檢測，如調光器電壓值低，說明該點至升壓變壓器段無開路，恢復至升壓變壓器段無開路，恢復B點正常（拆除地線）。點正常（拆除地線）。繼續查找，直到繼續查找，直到C點，開啟該燈回路時點，開啟該燈回路時,發生開路報警發

44、生開路報警,即可確定該開路地點。再采取相應的修復方法即可確定該開路地點。再采取相應的修復方法,恢復燈恢復燈光回路的正常運行光回路的正常運行. 1.計算機監控的必要性計算機監控的必要性2.計算機監控系統功能計算機監控系統功能3.計算機監控系統硬件計算機監控系統硬件4.計算機監控系統軟件計算機監控系統軟件第7章 機場助航燈光計算機監控系統 7.1 計算機監控必要性計算機監控必要性n57號令（號令（96年）：年）：類運行，上監控系統；類運行，上監控系統；n低能見度：塔臺看不清現場情況；低能見度：塔臺看不清現場情況；n大型、繁忙機場，人的準確性、速度不如計算機；大型、繁忙機場，人的準確性、速度不如計算

45、機；n塔臺管制員：最了解現場燈光的需求，天氣、白塔臺管制員：最了解現場燈光的需求，天氣、白/ /夜、夜、多架飛機的位置、駕駛員的需求等多架飛機的位置、駕駛員的需求等燈光總控設在燈光總控設在塔臺。塔臺。nASMGCS 提出要求提出要求實施實施類運行時，提供有效引導和控制的目視助類運行時，提供有效引導和控制的目視助航設施應當包括：航設施應當包括：n類運行精密進近燈光系統；類運行精密進近燈光系統；n跑道燈光系統，包括邊燈、中線燈、接地地帶燈、入口燈跑道燈光系統，包括邊燈、中線燈、接地地帶燈、入口燈和末端燈；和末端燈；n滑行道燈光系統，包括邊燈、中線燈、停止排燈和滑行等滑行道燈光系統，包括邊燈、中線燈

46、、停止排燈和滑行等待位置燈；停止排燈的設置因為機場機動區平面構形簡單待位置燈；停止排燈的設置因為機場機動區平面構形簡單或因技術原因不能解決時，應具有設計良好、照度比較高、或因技術原因不能解決時，應具有設計良好、照度比較高、布置完善的滑行道中線燈和滑行引導標記牌為飛機滑行提布置完善的滑行道中線燈和滑行引導標記牌為飛機滑行提供可靠的地面引導；供可靠的地面引導；n強制性指示標記牌、信息標記牌和飛機機位識別標志牌。強制性指示標記牌、信息標記牌和飛機機位識別標志牌。各標志牌均應有內部或外部照明；各標志牌均應有內部或外部照明；n跑道、滑行道和機坪道面標志；跑道、滑行道和機坪道面標志；n障礙物標志燈；障礙物

47、標志燈；n助航燈光監控系統。助航燈光監控系統。燈光控制的形式燈光控制的形式n本地人工控制：直接開關控制本地人工控制：直接開關控制n本地燈光站控制：通過調光柜控制本地燈光站控制：通過調光柜控制n燈光站計算機控制：計算機燈光站計算機控制：計算機調光柜調光柜n塔臺控制：塔臺計算機塔臺控制：塔臺計算機調光柜調光柜n飛機自動控制飛機自動控制7.2 系統功能系統功能 機場目視助航燈光計算機監控系統是利用計算機場目視助航燈光計算機監控系統是利用計算機技術、網絡技術、檢測技術對機場跑道、滑行機技術、網絡技術、檢測技術對機場跑道、滑行道等目視助航燈光、低壓供電系統、柴油發電機道等目視助航燈光、低壓供電系統、柴油

48、發電機組等的工作狀態進行實時操作、控制及檢測，對組等的工作狀態進行實時操作、控制及檢測，對燈光、供電回路、氣象等數據進行處理、記錄，燈光、供電回路、氣象等數據進行處理、記錄，同時還可以實現員工管理及為日后復查、維修提同時還可以實現員工管理及為日后復查、維修提供數據依據，是一個高可靠性分布式系統。供數據依據，是一個高可靠性分布式系統。（1）監控系統的主要任務）監控系統的主要任務 實現集中監控?？刂埔话阌蓹嘞拮罡邔崿F集中監控。控制一般由權限最高 的中心控制計算機根據天氣能見度對燈光的中心控制計算機根據天氣能見度對燈光回路實施控制?？刂茩嘞蘅梢酝ㄟ^授權方回路實施控制。控制權限可以通過授權方式下放到主

49、次燈光站。式下放到主次燈光站。（2）監控對象）監控對象n助航燈光回路n供電系統 （3）助航燈光回路監控的基本內容）助航燈光回路監控的基本內容 回路電源的通斷；回路電源的通斷； 燈光的調光燈光的調光/開開/關控制；關控制； 回路的指令和實際狀態；回路的指令和實際狀態； 控制狀態；控制狀態； 回路主要參數：電流、電壓和功率；回路主要參數：電流、電壓和功率； 回路開路、接地等故障的自動判定；回路開路、接地等故障的自動判定； 著燈率的估算；著燈率的估算；回路電纜絕緣電阻的監測；回路電纜絕緣電阻的監測；失效燈數量和位置的判定：單燈故障定位失效燈數量和位置的判定：單燈故障定位（4）低壓配電設備監控的主要內

50、容）低壓配電設備監控的主要內容開關控制：低壓配電柜進線開關、聯絡開關和備開關控制：低壓配電柜進線開關、聯絡開關和備用發電機進線開關、燈光回路進線開關；用發電機進線開關、燈光回路進線開關；開關的狀態監控：低壓配電柜進線開關、聯絡開開關的狀態監控：低壓配電柜進線開關、聯絡開關、備用發電機進線開關和燈光回路進線開關；關、備用發電機進線開關和燈光回路進線開關；監測：燈光供電回路的電流、電壓；監測：燈光供電回路的電流、電壓；報警：掉電報警和電流電壓超標報警。報警：掉電報警和電流電壓超標報警。 （5）備用發電機監控的主要內容）備用發電機監控的主要內容 開開/關；關； 是否在線；是否在線； 冷卻劑溫度；冷卻

51、劑溫度； 自動自動/遙控遙控/手動位置；手動位置； 油壓；油壓； 啟動時間；啟動時間； 超速運行。超速運行。（6）輔助功能）輔助功能 統計燈光運行時間統計燈光運行時間 燈光控制方式的多樣性燈光控制方式的多樣性 ：單路：單路/成組成組/全部全部/自動自動 故障報警故障報警 故障排除確認故障排除確認 （7）系統管理功能）系統管理功能7.3 系統硬件結構系統硬件結構航班與氣象信息的作用航班與氣象信息的作用 通過對當地氣象信息的分析，并與通過對當地氣象信息的分析，并與航班信息配合，可經事先設定的自動控航班信息配合，可經事先設定的自動控制模式，實現燈光回路的開啟制模式，實現燈光回路的開啟/關閉時間、關閉

52、時間、光級等自動設定。光級等自動設定。1、三種燈光控制途徑、三種燈光控制途徑（1）監控中心監控中心塔臺塔臺燈光站燈光站調光柜調光柜燈燈 （2） 燈光站燈光站調光柜調光柜燈燈 （3） 調光柜調光柜燈燈2、塔臺監控系統、塔臺監控系統3、燈光站監控系統、燈光站監控系統 上傳下達：接收并轉發主控計算機命令，上傳下達：接收并轉發主控計算機命令，將燈光回路各參數上傳到主控計算機。將燈光回路各參數上傳到主控計算機。n接收并轉發主控計算機命令：接收并轉發主控計算機命令： 燈光站本地開、關、光級燈光站本地開、關、光級n顯示飛行區模擬圖（飛行區顯示屏）顯示飛行區模擬圖（飛行區顯示屏）n監測燈光回路參數：光級、本地

53、監測燈光回路參數：光級、本地/遙控、電流、遙控、電流、電壓、絕緣電阻、故障報警等等。電壓、絕緣電阻、故障報警等等。4 燈光站控制畫面燈光站控制畫面四、系統控制軟件四、系統控制軟件n系統管理軟件（中心站管理軟件）系統管理軟件（中心站管理軟件）n塔臺控制軟件（下位機控制軟件）塔臺控制軟件（下位機控制軟件）n燈光站控制軟件燈光站控制軟件n維修站控制軟件維修站控制軟件第8章 機場場面活動引導與控制nA-SMGCS的發展演變nA-SMGCS定義nA-SMGCS主要組成及基本功能nA-SMGCS系統分級nA-SMGCS系統集成nA-SMGCS系統中的新技術 隨著場面監視雷達系統的需求和應用的發展隨著場面監

54、視雷達系統的需求和應用的發展1974年國際民航組織發布年國際民航組織發布ICAO Doc.9476文件文件場面引導和控制系統手冊場面引導和控制系統手冊既既SMGCS Manual。（Surface Movement Guidance and Control system)A-SMGCS的發展演變的發展演變隨著運行環境日趨復雜隨著運行環境日趨復雜 SMGCS系統已不能滿足全天候條件下機場運系統已不能滿足全天候條件下機場運營高效安全的要求。營高效安全的要求。2004年國際民航組織發布年國際民航組織發布 ICAO Doc.9830號文件號文件先進的場面引導先進的場面引導和控制系統手冊和控制系統手冊既

55、既A-SMGCS Manual。A-SMGCS的發展演變的發展演變nA-SMGCS的發展演變 在在ICAO DOCICAO DOC。98309830文件中文件中A-SMGCSA-SMGCS系統功能得系統功能得到增強。著眼點已不僅限于保證機場在低能見度條到增強。著眼點已不僅限于保證機場在低能見度條件下的運用。而是在件下的運用。而是在各種機場運行條件下能夠對機各種機場運行條件下能夠對機場飛機區的地面交通狀況能夠提供監視和管理的功場飛機區的地面交通狀況能夠提供監視和管理的功能。能。是一種能夠在確保安全的同時減少進離場飛機是一種能夠在確保安全的同時減少進離場飛機的滯留時間，提高機場利用率的先進系統。的

56、滯留時間，提高機場利用率的先進系統。A-A-SMGCSSMGCS系統已成為現代大型機場安全、高效運行系統已成為現代大型機場安全、高效運行中必不可少的系統。中必不可少的系統。A-SMGCS定義定義n定義：定義： ICAO“由不同功能單元組成的模塊化系統，無由不同功能單元組成的模塊化系統，無論機場平面在何密度、能見度和復雜度條件下，論機場平面在何密度、能見度和復雜度條件下，均能支持安全有效迅速的飛機和車輛移動。均能支持安全有效迅速的飛機和車輛移動。n目的目的 保障地面機場的安全保障地面機場的安全 增大地面機場容量增大地面機場容量A-SMGCS主要組成主要組成組成組成 地面移動監視系統地面移動監視系

57、統 飛行區燈光控制系統飛行區燈光控制系統 塔臺和機場信息交互系統塔臺和機場信息交互系統A-SMGCS的基本功能的基本功能一、監視功能一、監視功能二、管制功能二、管制功能三、路徑選擇功能三、路徑選擇功能四、引導功能四、引導功能A-SMGCS的監視功能的監視功能n對于機場飛行區域內的所有目標必須能夠及時探對于機場飛行區域內的所有目標必須能夠及時探測和精確定位并自動識別所有可能相關的飛機和測和精確定位并自動識別所有可能相關的飛機和車輛車輛n向塔臺和站坪管制人員提供飛行區區域內的所有向塔臺和站坪管制人員提供飛行區區域內的所有目標目標A-SMGCS的管制功能的管制功能n在實現監視功能的前提下為防止地面交

58、通沖突、在實現監視功能的前提下為防止地面交通沖突、跑道和限制區的侵入、確保地面交通安全，迅跑道和限制區的侵入、確保地面交通安全，迅速有效的活動速有效的活動n管制功能包括：對地面交通狀況中的各類沖突、管制功能包括：對地面交通狀況中的各類沖突、危險及侵入進行探測和告警危險及侵入進行探測和告警A-SMGCS的管制功能的管制功能管制功能包括管制功能包括n跑道沖突和侵入的探測和告警跑道沖突和侵入的探測和告警n滑行道沖突侵入和告警滑行道沖突侵入和告警n滑行道間隔沖突和偏離的探測和告警滑行道間隔沖突和偏離的探測和告警n路徑選擇的沖突和告警路徑選擇的沖突和告警n限制區的侵入和告警限制區的侵入和告警n停機坪、停

59、機位和登機橋沖突與告警停機坪、停機位和登機橋沖突與告警A-SMGCS的管制功能的管制功能管制員在幫助下采用人工或管制員在幫助下采用人工或自動的方式為飛機的滑行安排出合理的滑行路徑自動的方式為飛機的滑行安排出合理的滑行路徑及為活動區內飛機和車輛提供安全高效的路徑選及為活動區內飛機和車輛提供安全高效的路徑選擇和規劃擇和規劃A-SMGCS的路徑選擇功能的路徑選擇功能n人工選擇人工選擇n半自動選擇半自動選擇根據飛行計劃信息由路徑選擇算法自動產生根據飛行計劃信息由路徑選擇算法自動產生建議的滑行路徑，經管制員修改確定建議的滑行路徑，經管制員修改確定n全自動路徑選擇全自動路徑選擇在半自動基礎上增加路徑規劃算

60、法，點擊進出在半自動基礎上增加路徑規劃算法，點擊進出港飛機標牌自動生成滑行路徑港飛機標牌自動生成滑行路徑A-SMGCS的引導功能的引導功能n在路徑選擇的基礎上，將編制完成的路徑安排在路徑選擇的基礎上，將編制完成的路徑安排提供給引導功能模塊用以準確控制助航燈光為提供給引導功能模塊用以準確控制助航燈光為飛行員和駕駛員提供準確的引導飛行員和駕駛員提供準確的引導管制員可通過人工或自動控制飛行區助航管制員可通過人工或自動控制飛行區助航 燈光系統進行準確連續可靠的引導以確保飛機燈光系統進行準確連續可靠的引導以確保飛機或車輛按照分配的路徑行駛或車輛按照分配的路徑行駛n人工引導n自動引導A-SMGCS系統分級