Flight Management System ( FMS) je základní součástí moderní avioniky . Systém FMS automatizuje širokou škálu letových úkolů, snižuje pracovní zátěž posádky, což v konečném důsledku umožňuje moderním civilním letadlům opustit navigátory a palubní inženýry . Hlavní funkcí FMS je správa letového plánu. Určením polohy letadla (AC) pomocí různých navigačních přístrojů (jako jsou satelitní a inerciální , často podporované radionavigačními pomůckami) systém FMS řídí letadlo v souladu s letovým plánem. FMS se ovládá pomocí displeje a klávesnice nebo dotykové obrazovky. FMS odešle letový plán do elektronického zobrazovacího systému pro zobrazení na multifunkčním displeji v navigačním rámu a v letovém příkazovém rámu . Systém FMS se může skládat ze dvou kanálů. Kanály FMS jsou propojeny synchronizační linkou. Pokud jeden kanál selže, funkce FMS je zachována v plném rozsahu.
Moderní FMS instalované na letounech Suchoj Superjet 100 . Systémy FMS se instalují na malá letadla, jako je Cessna 182 . Systém FMS měl ve svém vývoji mnoho variant provedení, odlišných funkčností a velikostí. Některé vlastnosti jsou však společné všem FMS.
Všechny FMS používají informace z letecké databáze (NDB). NDU obsahuje informace o následujících prvcích letového plánu v souladu s normou ARINC 424 :
Aby byla zachována relevance, musí být NDB aktualizována každých 28 dní.
Letový plán se obvykle zadává na zemi před odletem. Na malých letadlech si letový plán vypracovává pilot sám, na dálkových letounech vypracovává letový plán profesionální letový dispečer . Letový plán se zadává do FMS výběrem letového plánu z databáze letecké společnosti nebo stažením letového plánu z řídícího střediska letecké společnosti prostřednictvím kanálu ACARS .
Při předletové přípravě se do FMS zadávají i další informace nutné pro sestavení letového plánu. Tyto informace se týkají naložení, hmotnosti paliva, vyvážení, cestovní hladiny.
Posádka může změnit letový plán z různých důvodů. Pro rychlou změnu letového plánu je rozhraní FMS navrženo tak, aby minimalizovalo stisknutí tlačítek, snížilo pracovní zatížení posádky a odstranilo nebezpečně zavádějící informace. Systém FMS předává letový plán elektronickému zobrazovacímu systému na navigačním displeji. Normálně se informace FMS na displeji zobrazují purpurově.
Zjištění aktuální polohy letadla a její přesnost je jedním z hlavních úkolů FMS za letu. Jednoduché FMS používají pro určování polohy jediný navigační systém, obvykle satelitní navigační systém. Ale moderní FMS využívají všechny dostupné navigační systémy, například DME, ke zlepšení přesnosti určování polohy. Mezi navigační systémy patří:
Systém FMS neustále sleduje data ze všech navigačních systémů, zjišťuje aktuální bod polohy a jeho přesnost. Přesnost polohy se označuje jako „Aktuální výkon navigace“ – Skutečný výkon navigace (ANP). Geometricky je ANP poloměr kruhu, ve kterém je BC. Moderním dýchacím cestám je obvykle přiřazena „ Požadovaná navigační výkonnost “ – Požadovaná navigační výkonnost (RNP). Let vzdušnou cestou je přijatelný, pokud je aktuální navigační výkonnost (ANP) nižší než požadovaná výkonnost (RNP).
Vzhledem k aktuální poloze a letovému plánu vypočítá systém FMS požadovanou dráhu letu. Posádka může udržovat požadovaný kurz ručně nebo pomocí automatického řídicího systému (ACS).
Provozní režim FMS je běžně označován jako " Lateral Navigation " - Lateral Navigation (LNAV) pro horizontální letový plán a " Vertical Navigation " - Vertical Navigation (VNAV) pro vertikální letový plán. Režim VNAV vydává ACS danou rychlost a úhel sklonu nebo nadmořskou výšku, režim LNAV vydává příkaz zadaného úhlu náklonu do ACS.
Letadla na dlouhé vzdálenosti, jako je Suchoj Superjet 100 , jsou vybavena FMS s plnou funkčností „Vertical Navigation“ (VNAV). Úkolem funkce VNAV je předpovídat a optimalizovat úhel sklonu trajektorie. Řízení letadla ve vertikální rovině se skládá z řízení sklonu a řízení tahu motoru. Aby bylo možné ovládat letadlo ve vertikálním kanálu, musí mít FMS podrobné informace o vlastnostech letadla a motorech. Pomocí těchto informací vypočítá funkce VNAV předpokládaný úhel dráhy v každém bodě vodorovného letového plánu.
Systém FMS vypočítá vertikální profil letu při zadání letového plánu během předletové přípravy. Při výpočtu vertikálního profilu se využívá informace o prázdné hmotnosti letadla, hmotnosti paliva, vyvážení, cestovní hladině a horizontálním letovém plánu. Některé trasové body standardního odletového postupu (SID) mají vertikální limity jako „AT nebo ABOVE 8 000“. Pro zachování životnosti motorů během vzletu lze použít snížený tah (snížený tah) nebo upravený tah (snížený tah). Při vytváření vertikálního profilu jsou brány v úvahu všechny uvedené příklady omezení.
Přesná implementace funkce VNAV je složitý úkol náročný na zdroje, ale je odůvodněn možností úspory paliva při cestovním letu a při klesání. Při cestovním letu se spotřebou paliva letová hmotnost letadla snižuje a praktický strop letadla se zvyšuje. Funkce VNAV vypočítává body stoupání nebo plavby za účelem úspory paliva.
Optimalizace výkonu umožňuje FMS určit nejvýhodnější nebo maximální ekonomickou rychlost letu v letové hladině, tzv. ekonomická rychlost (ECON speed). K tomu existuje tzv. „Cost Index“ (CI), který vám umožňuje vybrat si mezi strategií úspory paliva a strategií úspory času. Obvykle CI=999 odpovídá maximální „otáčky ECON“ při zanedbání spotřeby paliva, CI=0 odpovídá nejvýhodnější „otáčky ECON“ odpovídající minimální spotřebě paliva.
Režim Required Time of Arrival (RTA) umožňuje funkci VNAV vypočítat příjezd k trasovému bodu v určitý čas. Tento režim se často používá k výpočtu plánovaných příletů na letiště. Při plánovaném příletu letadla řídí funkce VNAV cestovní rychlost letu.
Pro sestup vypočítá funkce VNAV bod vrcholu sestupu (TOD). Bod TOD je vypočítán na základě maximální hospodárnosti a pohodlného klesání pro cestující. Obvykle se snížení počítá pro provozní režim motoru "naprázdno".
Když je dosaženo bodu TOD, funkce VNAV přikáže motorům volnoběh. Letadlo začne klesat po vypočítané trajektorii. Letadlo nemusí přesně „zapadnout“ do vypočítané trajektorie, pokud vypočítaná trajektorie není správná nebo vertikální vítr neodpovídá předpovědi. Aby se letadlo dostalo na vypočítanou trajektorii, změní letadlo úhel střemhlavého letu, což vede k určitému kolísání rychlosti. Systém FMS obvykle umožňuje malou změnu rychlosti. V případě výrazných odchylek letadla od vypočítané trajektorie vydá FMS příkaz ke zvýšení provozního režimu motoru, pokud je letadlo pod vypočítanou trajektorií, a FMS vydá posádce požadavek na použití vzduchových brzd (ADD DRAG) pokud je letadlo nad vypočítanou trajektorií.
Nejvýnosnější sjezd na „Idle throttle“, také známý jako „Green fall“ (zelený sjezd), vyžaduje minimální množství paliva. Většina letadel na dlouhé vzdálenosti má režim klesání při nízkém plynu. Použití optimálního režimu klesání je však omezeno možnostmi služby řízení letového provozu .