飞行管理系统(Flight Management System FMS)是大型民机上重要的航空电子系统,其主要功能是根据飞行员输入的飞行计划生成优化后的水平和垂直航迹,并且控制飞机按优化的航迹飞行,完成飞机的全剖面飞行管理。还可以在飞行中依据飞行情况调整飞行计划,重新进行航迹优化和导航。本文对大型民机飞行管理系统进行仿真研究,建立了飞行管理系统仿真架构,重点对FMS的核心功能:水平剖面飞行管理、垂直剖面飞行管理、起飞性能计算进行了详细的仿真研究。具体工作如下:(1)根据ARINC702协议分析FMS功能,建立FMS仿真架构并在IPT上实现综合仿真。(2)对水平剖面飞行管理功能进行研究,首先分析水平剖面飞行管理实现流程;然后建立水平导航功能模型;接着重点对水平航迹优化仿真进行研究,本文以最短路径为水平航迹优化目标,利用大圆航线算法建立水平航迹优化模型,最后基于蚁群算法实现了飞机水平航迹优化仿真。(3)对垂直剖面飞行管理功能进行研究,首先研究垂直剖面飞行管理实现流程;然后建立垂直导航功能模型;接下来重点研究垂直航迹优化仿真,本文以最低飞行成本为垂直航迹优化目标,在能量状态法下建立垂直航迹优化模型,最后通过遗传算法实现了飞机垂直航迹优化仿真。(4)对起飞性能计算功能进行研究,首先梳理了起飞阶段各项性能参数定义与计算方法;然后分别在干跑道和湿跑道模型上求取飞机起飞距离相关数据;最后对FMS起飞阶段性能计算功能进行综合仿真。