在《A320驾驶舱(上)/A320 驾驶舱(下)》文章中,我用两万多字的篇幅大致介绍了A320的驾驶舱布局;从这一期文章开始,我们会详细关注A320系列客机里对飞行至关重要的几个系统:PFD,ND以及ECAM。本期文章我们重点关注主飞行显示器(Primary Flight Display,简称PFD)。 下图就是A320的PFD能显示的绝大部分信息,包含姿态仪、速度表、高度表、航向航迹显示、FMA等。这张图尤为重要,接下来的所有内容都会与之相关。 ![]() 壹:姿态仪(Attitude Indicator) 关于姿态仪的基本知识,读者可以参考公众号文章《HiFly!: Flight Instruments》,这里不过多赘述。在所有客机的PFD中,姿态信息永远出现在PFD的正中央,其工作原理和传统的姿态仪完全一样。 1. 飞机符号(Aircraft symbol) 飞机符号用一个内黑外黄的方形点和两个L形标志表示,其中方形小点表示机鼻,而两侧的L形标志表示飞机的机翼。飞机符号的位置不会改变,总是固定在姿态仪中央。 2. 俯仰角刻度尺(Pitch scale) 俯仰角刻度标尺表示飞机目前所在的俯角或者仰角,最大量程为80º。蓝色表示天空因此表示仰角;而棕色表示大地因此表示俯角。飞机符号所在标尺刻度表示俯仰角的读数。比如上图就表示飞机此时的仰角是20º。 在仰角0º到30º之间以及俯角0º到10º之间存在三种线,其中最短的线表示2.5º刻度线,第二长的表示5º刻度线,最长的线则表示整十度线。如果飞机仰角或者俯角超过30º,标尺上方或者下方就会出现几个红色的箭头(如下图所示),提示飞行员俯仰角过大,需要修正。下图30º仰角刻度线边(以及15º俯角刻度线边)会有两个绿色的等号(=),表示俯仰角安全区域。如果飞机超过30º仰角或15º俯角,飞行安全将会受到影响。此外,如果飞机处于非常规法则(non-Normal Law),这两个“=”符号会被琥珀色的“×”替代。 另外,飞机在地面时,俯角部分没有刻度尺。 3. 坡度显示器(Bank angle/Roll scale) (上图的坡度示数为笔者后期添加) 坡度显示器位于PFD姿态仪俯仰角刻度尺上方,表示飞机横滚时的坡度。中间黄色“沙漏”符号的下半部分的三角形表示横滚标志,横滚标志通过与固定刻度的相对位移来表示飞机的坡度,而上面的刻度的则表示0º(黄色沙漏上半部分的三角形),10º,20º,30º和45º坡度。
黄色沙漏下半部分的梯形表示侧滑指示标志,如下图所示。侧滑是指飞行器的纵轴平面与飞行速度矢量的夹角不为0°,而侧滑指示器则提示飞行员飞机有无侧滑及侧滑的方向。有时候梯形标志由黄色变为蓝色,这时的梯形被称为β目标指示标志(β Target indicator)。当侧滑标志与横滚指示标志齐平时,侧滑角为0º。 以下情况会使黄色的侧滑指示标志变成蓝色的贝塔标志:
下图用两个黄色箭头指示的绿色标志指±67º的坡度。如果飞机处于非正常法则,绿色的标志会被琥珀色的×替代。 4. 飞行指引仪(Flight director,FD) ![]()
飞行员需要在下图的EFIS上按下FD按钮,PFD上才会显示飞行指引仪。同时注意,FD必须同时开启两个(PFD上需要显示“1FD2”),不能只开一个。飞机在ROLL OUT期间接地后,飞行指引仪的两条线会消失。 ![]() 5. 无线电高(Radar height,RH) ![]() 在说这个无线电高值前,我们需要知道高度和高的区别。简单地说,高度(altitude)的基准面是平均海平面,高(height)的基准面则是地面(更准确的说是跑道基准面)。民航飞机上使用的无线电高度表一般为低高度无线电高度表,测量范围为-20到2,500ft,通常在飞机进近和着陆阶段使用。当飞机距离地面2,500ft以下时,无线电高会出现在俯仰刻度尺的下方,如上图画圈数字所示。在50ft≤RH<2,500ft时,RH值每10ft变换数字;在10ft≤RH<50ft时,RH值每5ft变换数字;10ft以下时,每次以1ft变换数字。 从A320 FCOM中我们得知,根据在MCDU的PERF-App页面中有无输入决断高值,无线电高的显示会有细微差别: ![]()
在飞机即将落地前,地面基线会从俯仰角刻度尺棕色区域出现,这条线会随着飞机的下降而上升,最后与天地线重合,表示飞机已经接触地面。 ![]() 6. 飞机落地后,姿态仪部分会有以下变化:
![]() ![]() 贰:空速表(Airspeed indication) ![]() ![]() 上面两张图是空速表上能显示的所有信息,需要注意的是在现实中这些符号不会同时出现,只会出现一种或者两种三种。 一个灰色移动的速度表带和一个黄色的固定参考线就构成了最基本的PFD速度表,比如下图告诉飞行员飞机保持在250kt的指示空速(Indicated airspeed,IAS)。 ![]() 1. 指示空速标志和速度趋势箭头(IAS indication and speed trend arrow) ![]() 指示空速的标志固定在空速表带的中间,在标志右侧粗线部分可能会有向下或者向上的箭头,表示速度趋势。速度趋势箭头表示在加速度恒定的情况下飞机在10s内能够到达的指示空速。比如下图就表示飞机目前指示空速250节,并在10s后降低至240节。 ![]() 2. 选择空速标志(Selected Airspeed) ![]() ![]() 如果飞行员在FCU(下图)上选择了一个空速或者马赫数,在空速表上就会有一个蓝色的数字或者三角形。如果选择的空速刚好在空速表带显示范围内,选择空速的标志就是一个蓝色三角形;如果选择空速超过了空速表带显示范围,选择空速会在表带上方(大于显示范围内最大空速)或者下方(小于显示范围内最低空速)用蓝色数字表示。 如果选择空速的是马赫数,PFD首先需要其换算成对应的指示空速,再用蓝色三角形显示在表带右侧,如果这个马赫数对应的空速超过表带显示范围,则会在表带上方或者下方用蓝色数字表示其马赫数。 ![]() 如果是飞行管理制导系统(FMGS)计算并选择的目标空速(在FCU上的体现是速度值是三条短横线而不是数字),那么选择空速标志或数字会变成洋红色,显示规则和蓝色标志一致。 3. 马赫数(Mach number) ![]() 如果飞机的空速大于0.50马赫,指示空速表的下方会用绿色的数字表示目前的马赫数,如上图所示。 4. 各种特定速度 以下内容我将会介绍在不同飞行阶段中各种特定速度在空速表上的显示。 起飞两大速度(Takeoff V's) ![]() 飞机起飞时,有两个速度在PFD上至关重要。 起飞决断速度(Decision speed, V1):指的是判断飞机是否起飞的速度,超过这个速度后,无论是否出现飞行安全问题,必须起飞。飞行员需要在MCDU-PERF-TAKEOFF页面上输入V1,随后在PFD的速度表上,会出现一个蓝色的数字1外加一条横线,表示V1在表带上所在的位置,如上图第二幅所示,这里的V1是131节。如果V1在显示范围之外,就会在速度表带上端长横线下方用小字号蓝色数字表示V1的具体值,如上图第一幅所示。 起飞安全爬升速度(Takeoff safety speed,V2):顾名思义就是飞机起飞后可以安全爬升的速度。更具体一点,指的是当飞机在一发失效时达到离地35ft时应达到的最小爬升速度。又称起飞爬升速度。飞行员需要在MCDU-PERF-TAKEOFF页面上输入V2值,随后在PFD的速度表上会用洋红色的三角形(如上图第二幅)或者洋红色的数字(上图第一幅)表示。 如果飞行员没有在MCDU-PERF-TAKEOFF页面上输入V值,那么在速度表带上方会显示一串红色的“SPD SEL”,如上图第三幅所示。 最大空速限制标志(Maximum airspeed limit) ![]() PFD的空速表上会用红黑相间的条带表示大于最大空速的区间,而这个条带最底端就是最大空速(即飞机的“限速”)。飞机原则上不能超过这个限速,但短时间内稍微超过最大空速是允许的。如果飞机的速度超过了最大空速区间上的绿色等号(上图所示)所指示的速度,超速警报将会响起,且在ECAM上有超速警告提示,如果超速时间过长,还有可能被强制断开AP,直至降低至限速以下手动接通。 最大空速由以下速度决定,并在这些速度中取最低值:
这些速度均可在A320以及A330驾驶舱前面板上靠近机长座位的一块铭牌上看到,下图是模拟飞行中A320的VLE和VFE: ![]() 最低襟翼、缝翼收回速度及VApp(Minimum Flap & Slat Retraction Speed and Approach Target Speed) ![]() 在速度表上会用字母S和F表示最低缝翼(Slat)和襟翼(Flap)收回速度。最低缝翼收回速度指的是当飞机襟翼位于形态1时,调整形态至0值时的最低速度;而最低襟翼收回速度在飞机襟翼设定形态2及以上时出现,意思是将襟翼收回到形态1+F时的最低速度。 上图中还有一个洋红色的三角形,表示进近目标速度(VApp),由飞行计算机计算得出。 下一襟翼形态最大速度(Next Flap Extension Maximum Speed,VFE next) ![]() 在速度表带上会用一个琥珀色的等号表示,表示将襟翼放出到下一个形态时的最大速度。这个符号在当飞机位于高度15,000ft或者20,000ft以下时会出现,两个高度二选一,取决于FAC的标准。 绿点速度(Green Dot Speed) (没错,在FCOM上就是这么称呼这个速度的) ![]() 在速度表上会出现一个小绿点,表示绿点速度,指的是飞机在净构型(Clear Configuration,收回襟翼及起落架时的飞机构型)下发动机故障时可以保持平飞并操作的速度。又叫最大升阻比速度。 最小可选速度、阿尔法保护速度、阿尔法最大速度(Least Selecable Speed, α Protection speed, α Maximum Speed) ![]() 在介绍最小可选速度之前,我们需要知道另外一个非常重要的速度——失速速度(Vs,Stall speed)。失速速度又叫最小稳定飞行速度,是在飞机可控状态下的最小速度。Vs由FAC根据飞机的AoA、速度、高度、推力、CG值等计算出。通常来说,速度与迎角成反比关系:速度越小,迎角越大,飞机越容易失速。 VLS(最小可选速度)又和Vs有关系:在进近阶段或者高度层FL200以下时,VLS=1.23Vs,起飞阶段VLS=1.13Vs。如果飞机接通了AP和自动油门,那么VLS飞机自动驾驶时能保持的速度下限。在速度表带上,VLS位于琥珀色矩形条带顶端,如上图所示。 上图中,在速度表带琥珀色矩形的下方有一个琥珀色和黑色交集的条带,称作阿尔法保护区间(Alpha Protection,α Prot)。这个条带顶端即为阿尔法保护速度,即飞机启动阿尔法保护时最大迎角对应的速度。琥珀色-黑色条带下方就是红色的条带,其顶部是阿尔法最大速度,指的是在常规法则下可以保持飞机飞行的最大迎角对应的速度,如果低于这个速度飞机就会失速。 需要注意的是,飞机在地面时,VLS,α Prot和α Max不会出现在PFD上,只有当飞机起飞离地后这三个速度才会出现。 ![]() 如果飞机处于非常规法则,PFD上将会显示VLS和VSW(触发失速警报的速度),如下图所示: ![]() 在了解了速度表之后,我们将目光转向高度指示表。 ![]() 叁:高度和垂直速度表(Altitude and V/S indication) ![]() 准确地说,这里的高度表分为两个部分:高度指示表和垂直速度表。 1. 高度指示(Altitude indication) ![]() A320和A330系列PFD的高度指示由滚动的带刻度的灰色高度表带和黄色或琥珀色的数显窗组成。灰色的滚动高度表带上的刻度值为整百英尺,每一个刻度代表分度值100ft。 数显窗内的数字表示飞机当前的高度,比如上图三个高度指示中告诉我们飞机的高度为2,560ft。高度变化时,数显窗内的个位和十位数会以20ft为单位滚动显示,而从百位到万位,数字只会原地变换而不会滚动。数显窗的边框颜色在正常情况(如上图第一幅)下是黄色的,但在偏离FCU上设定好的高度(上图第二幅)或者飞机高度低于在MCDU-PERF-AppR输入的MDA值(上图第三幅)时,边框颜色会由绿色变为琥珀色。如果飞机高度低于MDA,那么数显窗内的数字也会由绿色变为琥珀色。 这里额外提示一下什么时候使用高度层什么时候用高度:在飞机爬升通过过渡高度后,需要在如下图所示的EFIS上拉动参考气压旋钮,进入STD(QNE,标准海平面气压)模式,高度表上的整百英尺将变为高度层值,比如标压下的20,000ft就是FL220,而8,000m则是FL 8000m。当飞机下降穿过过渡高度层后,需要在EFIS上拉动并旋转参考气压旋钮,根据ATC指示选择气压值,这时的整百英尺高度值就是实打实的高度。 ![]() 2. 目标高度和选择高度(层)(Target and Selected Altitude/FL) ![]() 上图中有一个蓝色和一个洋红色的括号标志,即为目标高度(QNH模式)或目标高度层(QNE/STD模式)标志。如果括号标志不在高度表带显示范围内,则会根据飞机的垂直速度在表带上方或下方显示目标高度或者目标高度层。 蓝色的括号表示飞行员在FCU上已设置好目标高度,飞机即将自动爬升或下降至此高度。在高度旋钮旁边有一个METRIC ALT按钮,按下它,在PFD的高度表带下方将会有一个对应的米制高度值。 ![]() 当FMGC在垂直管理模式下运行时,如果这个高度是FMGC上设置好的,那么这个括号标志会变成洋红色。 3. 气压高度表参考值(Barometric altimeter reference) ![]() 这个参考值出现在高度表带的下方。如果在EFIS上选择了STD模式,那么在参考值显示区域会出现一个黄色的长方形和蓝色的STD字母。如果在EFIS上选择了具体的气压值,参考值显示区域会出现蓝色的“QNH”以及蓝色的数字,表示具体的修正海压值,比如QNH 1001或者QNH 29.89。 如果在爬升穿越过渡高度后没有及时拨动EFIS的气压旋钮,那么参考值显示区域的QNH数值会闪烁;同样,如果在下降过程中穿越过渡高度层后没有及时拨动EFIS气压旋钮,那么参考值显示区域的STD也会闪烁。 4. 垂直偏离指示(Vertical deviation indication,VDEV) 垂直偏离指的是飞机在进近时偏离了FMGC计算好的垂直航迹参数的情况。VDEV在A320客机PFD中有两个版本:一种是只带点的VDEV标志,另一种是带有点和标尺的VDEV表。 ![]() 上图就是第一种版本,在高度表带左侧有一个移动的一个洋红色的圆点。由于高度表带的分度值都是固定的,因此飞行员可以直接通过数显窗的高度值和表带来估算垂直偏离的高度。比如上图显示飞机目前高度2560ft,且继续下降。垂直偏离标志离数显窗有两个刻度的距离且位于数显窗上方,因此此刻飞机位于FMGC垂直航迹以下150ft高度,这时飞行员需要上拉飞机减小垂直速度,使飞机重回FMGC的垂直航迹上(毕竟点在数显窗上面,意思就是需要拉升飞机)。如果偏离值过大,这个点会在表带左侧最上方或者最下方停留。 下图是另外一种版本,在高度表带左侧有一个洋红色的点和一个由5个点组成的标尺,以及最上面的洋红色V/DEV几个字母。在VDEV标尺中,每两个白色点之间表示100ft的高度差。 ![]() 如果进近时打开了ILS,那么下滑道偏离标尺会取代上图的垂直偏离标尺。 5. 垂直速度指示标志(Vertical Speed Indication) ![]() 垂直速度指示标志位于高度表带右侧,呈一个灰色的梯形。上面的几条横线表示刻度,每两个刻度表示500ft/min的垂直速度差。在垂直速度绝对值大于200ft/min时,数显窗将会显示绿色的数字,表示当前的垂直速度,以整百英尺每分钟计数。如上图第一幅所示。 在以下情况中绿色的数字会变成琥珀色,如上图第二幅所示:
如果惯导参数出了问题,比如没有惯性数据,那么气压计数据将会取而代之,垂直速度数显窗会由绿色变成琥珀色。 6. 着陆海拔高度及地面参考线(Landing elevation & Ground reference line) ![]() 上图蓝色的短线表示飞行计划目的地的着陆高度,如果选择QNH气压参考模式,则从800ft高度进近,到着陆后减速至80节的过程中显示。 短线右侧的红色条带表示地面参考带。作为地面海拔高度值,其顶端会固定在某个高度值上,然后随着表带移动。在无线电高值小于570ft时,这个条带就会出现。飞机落地后,红色条带顶端应该和高度表中间的黄色线重合,垂直速度为0;如果不重合,说明QNH值调错了。 7. TCAS相关 ![]() ![]() 当TCAS的机动指令(RA)发出时,飞行员需要立即根据TCAS指示进行规避。除了语音指令之外,在垂直高度指示表上也会显示建议的垂直高度区间,如上图第一幅所示。飞行员需要保持垂直高度的指针位于绿色区域,直至CC指令(Clear of conflict)发出。 如果TCAS系统无法发出RA,或者TCAS出现故障,在垂直速度表的左下侧会有红色的TCAS四个大字,如第二幅图所示。 ![]() 肆:罗盘标尺(Heading indication) ![]() 罗盘标尺这一部分相对比较简单,这里我们不分序号,直接一步到位。 航向参考线(Heading reference) ![]() 罗盘表带上的数字表示偶数倍整十度航向,固定在中间的黄色线表示飞机目前所在的磁航向。比如上图的航向参考线指向26,代表飞机目前的磁航向为260度。如果表带右上角有白色的TRU三个字母,则表示飞机使用真航向而不是磁航向;在北纬73º以上或者南纬60º以上时,飞机需要使用真航向。 航迹菱形(Track diamond) ![]() 飞机的实际航迹在罗盘表带会用一个绿色的小菱形表示,这个菱形就叫做航迹菱形,也叫实际航迹标志。比如下图表明飞机的航迹094°,而磁航向是091º,说明飞机此刻向右偏流3º。 ![]() 选择航向标志(Selected heading indication) ![]() 如果飞行员在FCU上选择了一个航向,那么在罗盘表带上会有一个蓝色的数字或者蓝色的三角形,表示选择好的航向;飞机如果接通了AP那么它将会横滚至这个航向上。 ![]() 在姿态仪的天地线上我们也可以看到一些短竖线,这些就是不带刻度值的罗盘,这些短竖线可以直接对应到下方的罗盘表带的刻度值。下图箭头所指的长竖线即为选择的航向。 ![]() ILS向台航迹标志(ILS Inbound Course) ![]()
![]() 伍:ILS显示(ILS indication) ![]() 当飞行员在EFIS上按下了ILS按钮,这个按钮的绿色灯会被点亮,并且在PFD上显示ILS信息,如上图红框所示。 ![]() ILS显示内容包括:ILS信息、航道、下滑道和向台航迹。 1. ILS信息(ILS information) ![]() 飞行员在MCDU-NAV页面上输入了ILS频率和向台磁航向,并且按下了EFIS上的ILS按钮,那么在PFD的左下角会有三排(如果没有DME台则是两排)洋红色的ILS信息:ILS台的识别代码(IGLC),频率(109.3)和DME向台距离(7.0NM);需要注意的是如果该跑道的ILS没有安装DME,则没有最后一排的向台距离。 2. 航道和下滑道偏离标尺(LOC & G/S Deviation Scale) ![]() 在飞行员按下EFIS-ILS之后,上图两个红框所示的ILS偏离刻度尺会在PFD右侧和下方出现,其中右侧的是下滑道偏离标尺,下方的是航道偏离标尺。 当飞机截获盲降信号后,这两个偏离刻度尺各出现一个洋红色的菱形。如果盲降中航道和下滑道耦合,那么两个菱形会同时处在标尺中间位置。如果飞机偏离了航道或者下滑台,偏离标尺上的菱形会离开中间位置,这时飞行员需要根据标尺上菱形的位置调整飞机姿态。比如航道偏离表尺菱形位于中线左边,下滑道菱形位于中线上方,这时飞行员需要向左和向上调整飞机姿态,使菱形位于中间位置。航道偏离标尺连续两个点表示0.8º度的偏离,下滑道偏离标尺连续两个点表示0.4º的偏离。 如果飞机严重偏离航道或者下滑道,那么这两个菱形会出现标尺的上下左右端,且菱形标志会变成尖角标志“<”。 在飞机无线电高值大于15ft,偏离航道1/4个点的距离超过两秒时,航道标尺菱形会持续闪烁;同样,在飞机无线电高值大于100ft,偏离下滑道1个点的距离超过两秒时,下滑道标尺菱形会持续闪烁;如果两个菱形同时偏离航道下滑道两个点距离超过两秒,这两个菱形会同时闪烁。 3. ILS向台航迹(ILS Inbound course) ILS的向台航迹会出现在罗盘标尺带上,如果超过显示范围,会在罗盘标尺左下角或者右下角用洋红色的数字表示向台航迹;否则,就会根据MCDU-NAV上输入的向台航迹度数在罗盘表带上出现一个剑形标志。 4. 指点标(Marker Beacons)和ILS提示 PFD上的指点标分为 OM , MM 和 AWY 三类。其中 OM 表示外指点标, MM 表示中指点标, AWY 表示内指点标。指点标独立于ILS系统,也就是说没有打开ILS时指点标也会闪烁。 如果飞机截获了盲降信号而飞行员没有在EFIS上按动ILS键,那么 ILS 将会出现在PFD上,提示飞行员打开ILS系统。 ![]() 在这一部分中我们将关注PFD中内容最丰富的地方: 陆:飞行方式信号牌(FMA,Flight Mode Annunciator) ![]() FMGC的一个重要输入设备是FCU,通俗地说就是自动驾驶操作台。飞行员在FCU上输入速度、航向、高度、垂直速度等信息后,需要立即在PFD上检查这些数据是否一致,尤其是在PFD上的FMA进行验证。FMA位于PFD顶部。 FMA从左到右被分为五列,分别是:
每一列从上到下分为三行。因此,为了避免指代冗长,在这一部分我们用(1-1)表示(从左到右)第一列,(从上到下)第一行;比如上图的“ALT*”信息位于第二列第一行,即(2-1)。这和线性代数矩阵里面里的“先行后列”的顺序相反。 1. FMA总体显示规律(General indication pattern)
2. 具体显示内容 接下来我们就来了解FMA的每个区域都会显示哪些东西。 第一列(COLUMN 1) ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 第二列(COLUMN 2) ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 第三列(COLUMN 3) ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 第四列(COLUMN 4) ![]() ![]() 第五列(COLUMN 5) ![]() ![]() ![]() 特别信息(SPECIAL MESSAGE) 这些信息通常会占用(2-3)(3-3)的公共区域,显示的优先级顺序如下:飞控信息>飞行管理信息>EFIS设置信息。 ![]() ![]() ![]() ![]() 在网站“http://www./EFIS4.pdf”中,作者已经为我们总结了飞行各个阶段中FMA会显示的信息,可以作为参考,这里不赘述。 ![]() 柒:PFD故障标记、警告和注意(PFD Flags & Warning & Caution) ![]() 这一部分主要是介绍PFD出现故障时会显示的信息。 ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() RESOURCE: http://www./ http://www./ A320 FCTM, FCOM |
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