第一章緒論1.1引言自動駕駛儀（AUTOPILOT）聽起來是一個特別具有科技感的詞，但其實飛機上的自動駕駛早在100多年前就已經(jīng)實現(xiàn)了。1912年美國人勞倫斯·斯佩里（LawrenceSperry）發(fā)明了自動駕駛儀[1]，并在1914年巴黎的飛機安全比賽（ConcoursdelaSecuritéenAéroplane）上用一架單引擎CurtissC－2型雙翼飛機進行了展示。在不操控操作裝置的情況下，讓飛機自動保持三軸（俯仰、翻滾、偏航）穩(wěn)定，并正常飛行。后來霍尼韋爾（HNONEYWELL）公司收購了Sperry的公司并在此基礎(chǔ)上不斷迭代和創(chuàng)新，使得乘坐飛機出行成為了我們的一種重要交通方式。圖1.11914年21歲的勞倫斯·斯佩里展示了安裝在CurtissC－2型飛機上的陀螺穩(wěn)定器自動駕駛儀（AUTOPILOT），是按技術(shù)要求自動調(diào)節(jié)飛行器軌跡的設備，它能夠保持飛機飛行姿態(tài)和輔助駕駛員操控飛機。通過自動駕駛，飛行員把常規(guī)符合飛行原理和導航原理的操縱交給自動駕駛，大大減小了工作負荷，可以留出更多時間讓飛行員監(jiān)控飛機狀態(tài)、觀察運行環(huán)境、處置突發(fā)一般情況、提高飛行效率、節(jié)約飛行成本。在現(xiàn)今的通用航空中，自動駕駛儀對減輕飛機駕駛員在空中的飛行任務負擔起了非常大的作用。但易出現(xiàn)飛行員過于依賴自動駕駛儀，從而逐步喪失一些飛行技能。對于大型客運飛機自動駕駛儀還能實現(xiàn)諸如自動油門，自動著陸等功能。本文僅討論在通用航空中使用率較高霍尼韋爾（HONEYWELL）公司生產(chǎn)的KAP140型自動駕駛儀的使用規(guī)則。1.2主要研究內(nèi)容KAP140自動駕駛儀一般配合佳明G1000飛機航電系統(tǒng)，佳明G1000已廣泛應用于通用航空飛機。KAP140自動駕駛的失效的情況隨著使用的增多，故障發(fā)生的頻率也在不斷增加。在通用航空領(lǐng)域中對于飛行學員的飛行訓練中掌握如何使用飛機自動駕駛儀，能夠有效緩解飛行壓力，減輕工作負荷，增強在特情情況下的處置能力。1.3研究的目的和意義在最開始的飛行訓練中飛行學員都需要進行手動飛行，這是因為飛行學員對于飛機的性能、姿態(tài)以及危險情景下的改出并不熟悉。但在后期的商照、儀表訓練中需要飛行中進行多任務處理的要求增多，此時作為駕駛員資源的一部分，自動駕駛儀能夠有效緩解飛行壓力，因此學會使用飛機自動駕駛儀是極為重要的。但在實際飛行中，大部分飛行學員只懂得使用，但對于特情下的處置措施不甚了解。在實際飛行中，自動駕駛并不具有人的主觀意識功能，所以一旦飛機的信號源提供了錯誤的信息，自動駕駛儀不能通過自檢進行自我矯正。例如華航006航班事件：在當時，機長對于自動駕駛過于信任，從而忽視了對于飛機駕駛儀表的監(jiān)控，當發(fā)現(xiàn)飛機進入失速狀態(tài)時已無法改出造成了悲劇的發(fā)生。

第二章KAP140自動駕駛儀組成及工作原理2.1KAP140自動駕駛儀的組成自動駕駛儀的基本功能是在飛行中代替飛行員控制飛機舵面，使飛機穩(wěn)定在某一狀態(tài)或操縱飛機從一種狀態(tài)進入另一種狀態(tài)。[2]自動駕駛儀通過三套控制回路分別去控制飛機的副翼、升降舵和方向舵來實現(xiàn)對飛機的控制。每套自動控制回路稱為自動駕駛儀的一個控制通道。[2]自動飛行的原理如圖2.1所示：圖2.1自動飛行原理框圖從圖2.1可以看出，飛機偏離原始狀態(tài)，敏感元件感受到偏離方向和大小，并輸出相應的信號，經(jīng)放大和計算處理，操縱執(zhí)行機構(gòu)（舵機），使得控制面（如升降舵面）相應偏轉(zhuǎn)。由于整個系統(tǒng)是按照負反饋的原則連接的，其結(jié)果使飛機趨向原始狀態(tài)。當飛機回到原始狀態(tài)時，敏感元件輸出信號為零，舵機以及與其相連的舵面也回到原位，飛機重新按照原始狀態(tài)飛行。由此可見，自動控制系統(tǒng)中的敏感元件，放大計算裝置和執(zhí)行機構(gòu)構(gòu)成了自動駕駛儀（Autopilot），它們是飛行控制系統(tǒng)的核心。[3]KAP140自動駕駛儀主要是有下列的幾個部分所組成，包含著自動駕駛儀表盤、飛機控制舵機等部分。[4]圖2.2KAP140自動駕駛儀的組成（1）KAP140自動駕駛儀板。自動駕駛儀表盤包含有自動駕駛轉(zhuǎn)換器、偏航儀表控制器等部件，每一個部分都十分的重要。（2）方式選擇板。這個部分的主要功能就是為飛機引導航向，按壓功效非常容易操作，所以在進行操作的時候只要按壓一次就可以展開工作了，還可以很好的排除其他工作程序的阻礙，假如系統(tǒng)可以根據(jù)這個功效確保工作的正常進行，那么相對應的指示燈就可以亮起來，按鍵都是鏈接在一起的，所以有的時候有的功能并不能在一起同時使用，假如使用的是垂直使用的話，自動駕駛系統(tǒng)就會直接控制飛機航線，并保持平穩(wěn)運行，但是這個時候如果出現(xiàn)了橫向的控制方式，自動駕駛系統(tǒng)就會開始循環(huán)滾動的模式當中。[5]（3）飛行控制計算機。飛行控制計算機主要用于偏航阻尼器/自動駕駛儀的計算及左、右駕駛員飛行指引的計算,并且提供直接的副翼、升降舵以及方向舵控制和升降舵調(diào)整片的控制。雙舵機放大器和雙通道的數(shù)字提供全部三軸和升降舵配平以及故障消極保護功能的控制。獨立的計算通道用于保證左駕駛員的飛行指引功能和右駕駛員的功能相隔離。通過在每個通道內(nèi)使用兩個不同的處理器和語言增強了不同的余度監(jiān)控技術(shù)。（4）飛行控制舵機。飛機控制舵機和舵機的支座組成的機構(gòu)主要用于提供飛機主舵面（副翼、升降舵以及方向舵）和升降舵調(diào)整片定位,這是一個精確的驅(qū)動機構(gòu)。飛行控制舵機是由一個測速電機、直流電動機、齒輪鏈以及嚙合離合器組成。舵機支座由一個將舵機連接到飛機舵面的鼓輪（鏈輪）以及一個超控安全滑動離合器組成。測速電機的激勵電源是由飛控計算機提供,將雙通道的舵機速率信號反饋到飛控計算機中進行監(jiān)控,用于確保故障消極保護的功能操作。嚙合離合器電源由自動駕駛儀板提供,并由接通桿電路來接通或斷開。（5）舵機鋼索。舵機鋼索用來連接飛行控制舵機和操縱系統(tǒng),將舵機的操縱動作傳動到舵面上。2.2KAP140自動駕駛儀系統(tǒng)的工作原理自動駕駛儀有兩種工作狀態(tài)：指令（CMD）狀態(tài)和駕駛盤操縱（CWS）狀態(tài)。CWS狀態(tài)是需要飛行員按照指令桿指令對飛機進行操縱的狀態(tài)，屬人工半自動狀態(tài)，本篇不進行過多描述。指令狀態(tài)（CMD）則根據(jù)飛機當前的運動參數(shù)與MCP面板選擇的飛行方式進行比較，產(chǎn)生驅(qū)動舵機的指令，完成升降舵副翼的偏轉(zhuǎn)控制最終實現(xiàn)既定軌跡與姿態(tài)。[6]自動駕駛儀工作原理如圖2.3所示。圖2.3自動駕駛儀工作原理2.3KAP140自動駕駛儀的功能自動駕駛儀系統(tǒng)接受來自慣性基準系統(tǒng)，無線電導航系統(tǒng)，發(fā)動機系統(tǒng)等分系統(tǒng)輸出的飛機姿態(tài)變量，高度變量，導航參數(shù)等變量，然后經(jīng)過駕駛儀系統(tǒng)內(nèi)控制規(guī)律的計算生成相應舵面的指令信號。通航飛行的自動駕駛儀系統(tǒng)的工作狀態(tài)歸結(jié)為兩種飛行方式，即：“俯仰方式”、“橫滾方式”，每一種飛行方式包括多種工作模式，可通過選擇方式控制面板（MCP）上的方式電門來實現(xiàn)。[5]自動駕駛儀包含以下功能：自動駕駛控制、飛行指引指令、高度警戒、速度配平、機內(nèi)設備測試。針對自動駕駛儀系統(tǒng)的縱橫向兩個通道詳細介紹一下KAP140自動駕駛儀系統(tǒng)所參與的六種飛行模式。[4]圖2.3系統(tǒng)信息交鏈框圖（1）橫滾（ROL）模式：當選擇此模式時，飛機會保持機翼水平。（2）升降速度保持（VS）模式：在此模式下，飛機會保持當前的上升/下降速率，也可通過上（UP）下（DN）按鈕手動選擇飛機的上升/下降速率。注意：飛機升降速度設置應在飛機引擎動力和重量允許范圍內(nèi)。設置的升降速度應在飛機的性能包線中。（3）高度保持（ALT）模式：在此模式下，會通過俯仰角、配平片和引擎推力的綜合調(diào)整，使飛機能夠在保持在預定的高度。（4）航向保持（HDG）模式：當選擇此模式時，飛機會保持在G1000的主飛行顯示器（PFD）上設定的磁航向。（5）導航（NAV）模式：當G1000上的水平狀態(tài)指示器（HSI）顯示有可用的甚高頻（VHF）導航源時，使用航線（CRS）按鈕能自動追蹤向臺方位。當使用全球定位系統(tǒng)(GPS)作為導航源時，能自動追蹤直達航線或執(zhí)行預先設定的飛行計劃（FPL）。（6）進近（APR）模式：該模式鎖定航線比導航模式更加敏感。進近模式用于鎖定最終進近航線以開始最終進近程序。該模式能夠使用甚高頻全向信標臺、航向臺（LOC）、盲降系統(tǒng)（ILS）和全球定位系統(tǒng)作為導航源。進近模式只在盲降系統(tǒng)下提供垂直引導，并且應在截取下滑道前建立與航向臺的聯(lián)系。在選裝KAP140自動駕駛儀的飛機上，該型自動駕駛儀也提供了預選擇高度和高度預警，并提供可調(diào)式電動升降配平片（MET）當配平系統(tǒng)失效時可在主飛行面板上提供告警。2.4KAP140自動駕駛儀的限制在飛機的操作手冊中對于KAP140自動駕駛儀的使用共提出十一條限制，這在自動駕駛儀應當遵守：（1）在每次飛行前，必須令人滿意地完成本附錄的正常程序部分所列的整個航前檢查程序。并且在完成航前檢查程序前，應禁止使用自動駕駛儀或可調(diào)式電動升降配平系統(tǒng)。（2）當處于起飛和降落時，自動駕駛儀必須處于關(guān)閉狀態(tài)。（3）在自動駕駛儀操縱期間，飛行員必須坐在左前座并系好安全帶。（4）當進近模式接通時，該系統(tǒng)只能用于組類一操作（5）自動駕駛儀最大空速限制-140KIAS.自動駕駛儀最小空速限制-70KIAS.自動駕駛儀最小進近速度-80KIAS.（6）最大襟翼度數(shù)-10°（7）自動駕駛儀接通時，最大橫向燃油平衡-90lbs.（8）進近時自動駕駛儀必須在200英尺以下斷開。處于其它飛行階段時，應在800英尺下斷開。（9）禁止手動覆蓋控制自動駕駛儀來改變飛機的俯仰與橫滾姿態(tài)。（在手動操縱駕駛盤前應斷開自動駕駛儀）（10）如果紅色的“升降配平片（PITCHTRIM）”警告信號（主飛行顯示器上顯示）在飛行中出現(xiàn)，應按緊急程序中展示的回復程序執(zhí)行。當自動駕駛儀斷路器拔出時，電動配平片和自動駕駛儀斷開。（11）當GMA1347音頻面板不工作時，KAP140自動駕駛儀被禁止使用（自動駕駛儀斷開時將不會發(fā)出警告音）第三章KAP140自動駕駛儀在飛行時的常見故障及駕駛員的反應時間3.1KAP140自動駕駛儀的常見故障3.1.1KAP140自動駕駛儀在俯仰軸出現(xiàn)的故障近年來有關(guān)自動駕駛儀的航空事故中，最為人所熟知的應該是與波音737MAX有關(guān)的兩起空難。引起空難的原因是飛機上搭載的失速系統(tǒng)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)會在飛機仰角過大或飛行速度過低時自動低頭以獲得足夠的升力。在該系統(tǒng)激活后，飛行員會發(fā)現(xiàn)飛機處于下降的趨勢，因而會拉起操縱桿。飛機會經(jīng)歷反復的拉起與推頭，最后飛機抬頭進入失速狀態(tài)。[7]而對于KAP140自動駕駛儀，當應答機壓力高度編碼器失效時高度告警和高度預選功能無法使用，此時的自動駕駛儀會保持在當前高度并提供告警。該型自動駕駛儀在俯仰軸上出現(xiàn)的問題是過大的上升速率或下降速率。3.1.2KAP140自動駕駛儀在橫滾軸出現(xiàn)的故障KAP140自動駕駛儀對于飛機橫滾軸的控制是通過控制飛機的副翼實現(xiàn)的。一般情況下該橫滾模式較為穩(wěn)定，因其信號源為飛機內(nèi)置的一個三軸激光陀螺為其提供飛機的姿態(tài)信息。但橫滾軸故障一旦發(fā)生就極其危險。[8]由于飛機在滾轉(zhuǎn)時，機翼上升力的水平分力提供飛機轉(zhuǎn)彎時的向心力，所以在相同空速下轉(zhuǎn)彎時的升力更小失速速度更大。對于塞斯納172，60°的轉(zhuǎn)彎坡度時失速速度約為67kts，而平飛狀態(tài)下的失速速度為48kts。并且如果是15度每秒的滾轉(zhuǎn)率，飛機坡度達到60°僅需4秒，對于飛行員來說這是極為危險的情況。3.2實際飛行時KAP140故障分析自動駕駛儀是一個十分便捷的工具，在飛行中提供許多的方便。對于飛行訓練來說，私用駕駛員執(zhí)照培訓階段是培養(yǎng)飛機操縱的熟練程度，并且該階段進行目視飛行規(guī)則下的飛行，對駕駛員的多任務處理能力相比儀表階段更少，因此作者在飛行中使用自動駕駛儀集中在儀表規(guī)則飛行階段及商用駕駛員階段。在儀表規(guī)則飛行階段，飛行員處于空中交通管制員的管制之下并不需要進行機動動作的科目學習。但在儀表進場的最后進近階段，需要記下空中交通管制員的指令并進行回應，與此同時飛行員還需要操控飛機沿指定航路飛行。這對于飛行員的多任務處理能力提出了要求。此時通過使用自動駕駛儀，飛行員能夠更專注于與空中交通管制員的交流。這對于剛進行儀表階段飛行的學員來說，極大的緩解了面對多任務時的緊張感，并提供了飛行學員的適應期。在整個飛行訓練階段，自動駕駛儀僅出現(xiàn)過兩次問題。第一次是在儀表規(guī)則飛行階段的中期，當時飛機沿預選航道飛行，突然自動駕駛儀斷開告警并自動脫開自動駕駛儀，處于監(jiān)控狀態(tài)的駕駛員立即接管了飛行控制，之后一直無法再次接通自動駕駛儀。第二次發(fā)生在單發(fā)商照的訓練階段，在進行商照的長航程轉(zhuǎn)場航行，當接通自動駕駛儀電門時，飛機無法保證正常的平飛姿態(tài)，此時的自動駕駛保持著一個150英尺每分鐘的緩慢上升率。通過駕駛艙操縱面板仍無法保持正常的飛行姿態(tài)，之后作者斷開自動駕駛儀并進行手動飛行。3.3自動駕駛儀的單一故障駕駛員反應時間根據(jù)國際航空心理學雜志（TheInternationalJournalofAviationPsychology）發(fā)表的一篇論文，在進行的第一項實驗中使用了四個類型的自動駕駛儀故障作為自變量。四種故障類型分別是：=1\*GB3①橫滾命令邏輯故障，速率為6°每秒。=2\*GB3②橫滾傳感器故障，速率為1°每秒。=3\*GB3③俯仰傳感器故障，速率為0.2°每秒。=4\*GB3④失控的俯仰配平片（伺服電機故障）。記錄的因變量包含飛行性能指數(shù)和具有發(fā)生或改變時間的關(guān)鍵開關(guān)狀態(tài)：自動駕駛儀斷開、接通、俯仰配平片和斷路器。參與該實驗的飛行員均有儀表簽注，并具有復雜飛機與自動駕駛儀的使用經(jīng)驗。年齡從24歲到72歲（中位數(shù)42），樣本包括27名男性和2名女性，所有參與者的飛行經(jīng)歷均不少于300小時。[9]除了定量的性能數(shù)據(jù)外，對29名參與者中的26人進行了自動駕駛儀失效處置的主觀評分。在所有的故障中，橫滾命令邏輯故障和俯仰配平片故障被評為最容易診斷的故障（26名飛行員中有11人評定）。橫滾命令邏輯故障模擬了自動駕駛儀所執(zhí)行的橫滾角度超過了目標傾斜角。兩個橫滾故障和俯仰傳感器故障都是基于從初始故障到自動駕駛儀以任何方式斷開（駕駛桿斷開、面板斷開、斷路器斷開）的時間，時間范圍從1.8秒到107.1秒。然而，69%的飛行員在故障發(fā)生后的13秒內(nèi)斷開自動駕駛儀，并且其中半數(shù)在8秒內(nèi)斷開連接。表3.3.1斷開響應時間平均數(shù)、中位數(shù)，和范圍的秒數(shù)在相關(guān)的故障和響應類型注：CB為斷路器（circuitbreaker）在此研究中發(fā)現(xiàn)，反應時間與選擇的策略之間存在顯著相關(guān)性：選擇手動矯正策略的飛行員會需要更長的反應時間。皮爾遜相關(guān)系數(shù)表明，近期經(jīng)歷過自動駕駛儀失效的飛行員比那些沒有經(jīng)歷過自動駕駛儀失效的飛行員反應更加迅速。并且，選擇使用手動矯正的小組報告的時間是選擇直接斷開自動駕駛儀小組的兩倍。通過以上的數(shù)據(jù)表明，飛行員平均需要5.9秒來響應明顯超過閾值的事件，有些甚至需要11.8秒。對于明顯的故障，正常的飛行認證訓練允許1秒的時間來察覺。再加上3秒的等待時間，這將產(chǎn)生一個4秒的間隔，在這個間隔內(nèi)，飛行員必須檢測并響應故障，小于樣本的平均反應時間。[10]對于橫滾命令邏輯故障，使用9秒作為間隔上限，可以容納90%的實驗樣本。即便使用7秒作為飛行認證訓練的標準，70%的實驗樣本能被容納。

第四章面對KAP140自動駕駛儀失效所采取的措施4.1KAP140自動駕駛儀失效時機判斷4.1.1KAP140自動駕駛儀失效時的特征對于裝備了KAP140自動駕駛儀的飛機，在飛行高度達到800英尺后能夠接通自動駕駛儀，此后自動駕駛儀會接管飛機進行預定的飛行。[11]此后飛行員需進行飛行監(jiān)控和必要的陸空無線電通話。在其中能影響到自動駕駛儀的主要有五個部分，分別是：航向姿態(tài)參考系統(tǒng)、直流電源驅(qū)動的轉(zhuǎn)彎側(cè)滑儀、應答機壓力高度編碼器、GIA63第二綜合航電單元、GMA1347聲音面板。（1）飛機的航向信息出現(xiàn)故障特征雖然航向姿態(tài)參考系統(tǒng)為G1000航電系統(tǒng)的主飛行顯示面板的航向和姿態(tài)數(shù)據(jù)源，但飛機仍有三塊備用儀表，分別為壓力高度表、姿態(tài)儀和空速表。其中姿態(tài)儀使用的是內(nèi)部裝有兩自由度陀螺儀的機械式儀表而非航向姿態(tài)參考系統(tǒng)的三軸激光陀螺儀，但備用姿態(tài)儀也可作為飛機自動駕駛儀系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源。[12]因此當航向姿態(tài)參考系統(tǒng)失效時，自動駕駛儀僅滾轉(zhuǎn)模式有效。（2）飛機的轉(zhuǎn)彎側(cè)滑數(shù)據(jù)無法正常提供對于直流電源驅(qū)動的轉(zhuǎn)彎側(cè)滑儀失效，自動駕駛儀的無法準確判斷飛行姿態(tài)，自動駕駛儀將會斷開或無法接通。（3）應答機壓力高度編碼器故障由于壓力高度表的測量方式是通過真空膜盒的內(nèi)外壓力差指示高度，其精密程度較粗，自動駕駛儀使用應答機壓力高度編碼器獲得飛機壓力高并提供高度告警及高度預選功能。所以當其失效時無法提供相應的高度告警及預選高度功能。GIA63第二綜合航電單元能夠處理多個導航源的導航信息，當該單元失效時，自動駕駛儀僅能提供滾轉(zhuǎn)模式。GMA1347聲音面板能夠提供自動駕駛斷開時的聲音告警，但并影響自動駕駛儀的其它功能。通過總結(jié)以上情況我們可以發(fā)現(xiàn)：如果自動駕駛儀其他功能失效，但仍能提供滾轉(zhuǎn)模式，大概率是飛機的航向信息出現(xiàn)故障。如果自動駕駛儀無法接通或自動斷開，但自動駕駛儀斷路器未拔出，應該是飛機的轉(zhuǎn)彎側(cè)滑數(shù)據(jù)無法正常提供。當飛機高度超過預警值而自動駕駛無告警或自動駕駛儀無法提供高度預選功能，應為應答機壓力高度編碼器故障。GMA1347聲音面板故障對于自動駕駛儀幾乎無影響，但應高度關(guān)注自動駕駛儀的接通狀態(tài)。4.1.2KAP140自動駕駛儀斷開的時機飛行員在飛行中接通自動駕駛儀后，自動駕駛儀可能因各種原因無法提供正常的飛行控制，因此通過了解飛行中出現(xiàn)的非正常情況能夠有效提供風險的預判，并提前做好相應的準備。（1）飛機的上升或下降速率過大時在飛行中，自動駕駛儀最為危險的情況是使用了過大的上升速率使得飛機大仰角上升，在此時飛機空速下降的較快且極易進入失速狀態(tài)。而一個駕駛員需要5.9秒的閾值來對飛機的危險情況做出響應，因此在當使用自動駕駛儀時發(fā)現(xiàn)飛機的上升或下降速率過大時，應立即斷開自動駕駛儀之后再進行故障的排查。[13]而對于自動駕駛儀無法保持平飛的狀態(tài)，但經(jīng)過觀察其的上升或下降速率變化較緩時，可能是飛機的綜合航電系統(tǒng)無法提供航向信息，此時可以單使用自動駕駛儀的滾轉(zhuǎn)模式并密切監(jiān)控，如情況無法改善應立即斷開自動駕駛儀。（2）飛機發(fā)生偏離，但未影響飛行安全時假如在手動飛行時，高度選擇窗選擇了一個高度后，飛機偏離此高度，自動駕駛儀未提供告警功能?；蚴窃诮油ㄗ詣玉{駛儀后，在選擇窗中無法預選高度。此時即為應答機壓力高度編碼器故障，此時飛機的大氣信息計算機提供的信息仍為正確值，自動駕駛儀的其余功能一切正常，對自動駕駛儀進行正常監(jiān)視即可。GMA1347聲音面板故障對于自動駕駛并無影響，但由于此時若自動駕駛儀斷開，無法對飛行員進行及時告警，對飛機的姿態(tài)掌控不足。[14]因此在飛行中接通自動駕駛儀后再斷開無法聽見聲音告警，此時不應再次使用自動駕駛儀，盡管自動駕駛儀仍處于可用狀態(tài)。4.2KAP140自動駕駛儀故障時采取的措施4.2.1緊急狀況下的措施在搭載了KAP140自動駕駛儀的飛機的使用手冊中會有一份關(guān)于該設備的補充文件（SUPPLEMENT）。在其中有關(guān)于飛行中遇到緊急情況下自動駕駛儀的使用的相關(guān)程序。其中關(guān)于自動駕駛儀故障的程序是：當遇見自動駕駛儀，自動駕駛配平片，或手動控制的電動配平片故障時：（1）緊握飛行駕駛桿并重新取得飛行控制。（2）使用自動駕駛儀斷開/配平片中斷開關(guān)，在整個執(zhí)行程序中按下并保持。（3）手動調(diào)整配平片至合適狀態(tài)。（4）自動駕駛儀斷路器位于打開位（拉出狀態(tài)）。注意：在該型故障條件下，禁止接通自動駕駛儀通電電門直至該型故障得到解決。在使用手冊后段關(guān)于更詳盡的遇險狀況下的應急程序中提到：在自動駕駛儀出現(xiàn)故障時，應主要注意手動更正自動駕駛儀或自動駕駛儀系統(tǒng)出現(xiàn)的問題，或自動斷開自動駕駛儀以保持對于飛機的操控權(quán)。立即緊抓駕駛桿并使用斷開開關(guān)斷開自動駕駛儀，安全的恢復飛機的控制應在使用限制內(nèi)。[15]升降配平片應手動使用以減輕飛行控制上所施加的力，在完成上述動作后應拔出自動駕駛儀系統(tǒng)的短路器以完全禁用自動駕駛儀系統(tǒng)。通過閱讀補充文件，我們可以了解到自動駕駛儀在飛機上仍主要作為一種輔助操縱系統(tǒng)存在。雖然該系統(tǒng)是一種輔助操縱系統(tǒng)，但在駕駛員丟失情景意識的條件下仍可造成嚴重后果。因此，掌握該系統(tǒng)失效時的處置措施的規(guī)律對于飛行員在遇見該型故障下的處置效率能夠得到提升。面對KAP140自動駕駛儀失效，霍尼韋爾給出的主要觀點是：第一時間掌控飛機姿態(tài)，并在飛機姿態(tài)穩(wěn)定后使用斷開開關(guān)斷開自動駕駛儀的連接，之后拔出自動駕駛儀斷路器來禁用自動駕駛儀系統(tǒng)。所以該規(guī)律就是，在獲得飛機飛行控制權(quán)后應首要斷開自動駕駛的連接，以避免飛行姿態(tài)的偏移。4.2.2訓練過程中自動駕駛儀失效時的處置措施（1）未影響飛行安全時的措施在飛行訓練中一共遇見兩次自動駕駛儀失效。第一次，飛機處于穩(wěn)定飛行姿態(tài)，此時飛機已接通自動駕駛儀電門。之后駕駛艙警告聲響起，自動駕駛儀斷開，飛機保持在水平飛行姿態(tài)，無明顯姿態(tài)變化。進行手動接管后，發(fā)現(xiàn)自動駕駛儀已無法再次接通。為預防飛機自動駕駛儀再次自主接通，將操縱面板上的斷路器拔出進行手動斷開。經(jīng)后續(xù)的檢查發(fā)現(xiàn)是自動駕駛儀內(nèi)部的斷路器斷開，導致自動駕駛儀失效。第二次自動駕駛儀故障發(fā)生在長航程轉(zhuǎn)場飛行期間，該時刻下飛機已處于手動控制下的穩(wěn)定狀態(tài)。在接通自動駕駛儀后，飛機無法保證飛機的穩(wěn)定飛行姿態(tài)，此時飛機保有緩慢的上升速率。由于未對飛機姿態(tài)造成嚴重影響，在保證對于飛機姿態(tài)掌控的條件下，在飛行控制面板對于自動駕駛儀數(shù)據(jù)進行調(diào)整。但該問題仍無法順利解決，故該段航行之后斷開自動駕駛儀并進行手動飛行。在之后飛機在地面全停關(guān)車并再次開車后，自動駕駛儀恢復正常。初步推斷應該是在開始飛行時自動駕駛儀通電自檢出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯誤。（2）通過問卷調(diào)查得到的處置措施在通過問卷調(diào)查和訪談數(shù)據(jù)的初步整理表明，參與調(diào)查的所有飛行員均已了解他們可以手動控制以矯正自動駕駛儀伺服系統(tǒng)。22名飛行員知道是失控的俯仰配平片和自動駕駛儀的俯仰姿態(tài)（升降伺服器）輸入之間的潛在交互作用。四名飛行員之前并沒有考慮到潛在的交互作用，但在后續(xù)的交流中立即掌握了其中的相關(guān)性。當被問及如何應對自動駕駛儀故障的措施時，他們提出了兩種主策略，以及將兩者結(jié)合起來的第三種策略。立即斷開自動駕駛儀的措施得到了9個人的支持，而另兩個人表達了與立即斷開自動駕駛儀措施具有緊密相關(guān)的程序性方法。另有5人表示，他們將通過飛行中發(fā)現(xiàn)的故障來診斷出現(xiàn)的問題。第三組持中間立場，稱這個策略依賴于飛機的故障。這7人表示他們的策略是：“輕微故障時飛行；嚴重故障時斷開自動駕駛儀的連接”或“在單元仍可使用時診斷，然后斷開連接。”

第五章總結(jié)通過研究我們可以發(fā)現(xiàn)飛行員在飛行時平均需要5.9秒對超出閾值的事件做出反應。當飛機在正常的5°/秒的橫滾率下，達到一個60°的傾斜角將不會超過12秒。但在15°/秒的橫滾率下，僅需4秒就可達到。目前公認的最危險的故障，是失控的俯仰配平片。[16]因為它能將飛機置于一個大迎角上升狀態(tài)，而該狀態(tài)難以改出。因此自動駕駛儀最為危險的故障是俯仰軸的故障。當面對自動駕駛儀故障時先斷開自動駕駛儀的改出時間比選擇手動矯正飛行姿態(tài)的改出時間少一半。所以在面對自動駕駛儀不同故障時，我們可以采取相應的處置措施。在使用KAP140自動駕駛儀時，飛機如果出現(xiàn)了過大的上升率時，此時飛行員應直接斷開自動駕駛儀的連接，并手動接管飛行控制。而若飛機僅出現(xiàn)部分自動駕駛儀功能不可用，或飛機不能穩(wěn)定保持在當前飛行姿態(tài)但其狀態(tài)改變較為緩慢時，此時可先對飛行姿態(tài)進行監(jiān)控并通過駕駛艙操縱面板判明故障來源，如故障來源仍不清晰則應立即斷開自動駕駛儀。若可判明故障來源且對飛行安全無影響，則可保留故障運行，但在下次飛行前應確認故障已經(jīng)排除。隨著電子化設備的普及，搭載自動駕駛儀的飛機也越來越多。飛行操縱的難度也在下降，但在飛機的航電知識方面對于飛行員提出了更高的要求。因此可以適當在飛行訓練和熟練操作中增加對于自動駕駛儀的使用培訓，以期避免嚴重事故的發(fā)生。

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