飞机的AutoPilot模式

自动驾驶系统AFCS（AutoPilot Flight Control System），典型以Garmin的实现为例，即GFC700。它有很多的自动驾驶模式，即AP(AutoPilot Mode)。飞机自动驾驶的核心就是调整Elevator、Rudder、Aileron来实现飞机的Pitch和Roll的改变，从而达到垂直方向(vertical)上的上升下降，和水平方向(lateral)的转弯。GFC700里，ROL是水平默认模式，PIT是垂直默认模式。以CP的G5为例，如下图：

PIT

打开AP后的默认模式，是Pitch Attitude Hold意思，也就是保持飞机的pitch角度，默认角度为0，也就是保持飞机鼻子始终朝向水平。当触碰到设定高度时，就会自动转为ALT模式。

ALT

这个非常好理解，就是设置一个高度，让飞机始终保持这一高度飞行，所以叫Altitude Hold Mode. 当调整设置的高度，自动转成PIT模式，飞机自动上升或者下降到这一高度，再次转成ALT模式，hold高度。

VS

这个也好理解，就是Vertical Speed，单位是FPM，就是保持垂直方向，上升或者下降的速度，这个通常与ALT配合，即达到设定高度后，自动转为ALT模式。

FLC(IAS)

感觉叫IAS容易理解，就是Indicated Airspeed Hold模式，就是保持飞机的飞行速度不变，此时飞机可能上升，可能下降，加大油门，飞机就自动上升，收油门，飞机就下降。当触碰到设定高度时，就会自动转为ALT模式。

HDG

这个简单，就是飞机的鼻子一直朝向HDG设定的角度。

ROL

水平方向的默认模式。保持转弯的角度。

YD

全称为Yaw Damper。在三维坐标上，飞机就有三个角度，鼻子上下的pitch，身体翻滚的roll，和鼻子左右摇摆的yaw。yaw主要跟尾部的rudder有关，在转弯时，需要调整尾部的rudder，考虑到风的影响，为保证乘坐舒适，rudder的调整需要非常平滑，而安装的陀螺仪可以自动调节rudder角度，让转弯变得平滑。很多的飞机在高度达到一定高度（比如200 feet）之后，就会自动开启YD模式，甚至取消了YD按钮，成为基本功能。由此YD成为附加模式，即可以与其他模式同时开启。

LVL

return to level的意思，这个按钮比较特别，通常是蓝色，作用也有点像紧急按钮，就是让飞机回到水平飞行状态，让飞行员有时间思考下一步该怎么操作。开启LVL之后，vertical的模式和lateral的模式都将不起作用，PFD的status box里两边都显示绿色的LVL。

APR

当飞一个Approach准备降落时，就可以使用该模式。该模式很复杂，它包含了水平和垂直两个方向上的控制。水平方向上，飞机一定要在GPS或者跑道末端的localizer朝向的一定夹角范围内，通常这不是什么大问题，降落时，飞机鼻子总是沿着跑道方向的。而在垂直方向上，飞机也必须在一定高度范围内，即与信号发生装置形成一个角度，大约在2、3度左右，这在每个跑道的说明书里都有标注。当然也不能离跑道太远，通常20NM范围内，这样三方面都满足了，才能开启APR模式。

通常APR的划分是在lateral模式里，即开启了APR，就不能开始HDG和NAV，但同时，APR也会控制飞机的高度，实现自行着陆，故而APR是个特例。

当CDI为GPS模式时，会有Glide Path引导降落，当CDI为ILS时，会有Glide Slope引导降落，无论哪种引导信号，总之就是棱形保持在中间位置，就是此时降落过程中飞机的最佳高度值。

NAV

NAV就不是简单的模式了，它根据导航选择的信息不同，表现不同。比如CDI为GPS，当它抓到GPS信息，就会根据GPS的方向进行飞行；当CDI为Nav1/Nav2，这个时候就需要设置好目标waypoint的导航频率，当它抓取到导航无线电信息，就会按导航方向飞行，这些信号可能是VOR、LOC、ILS等各种设备的信号。不过，NAV也只是控制水平方向，不会自动调整高度，当需要调整高度降落，就需要切换成APR模式。

当按下NAV时，并不一定会马上生效，比如CDI为GPS时，会显示一个白色GPS在status box的左边，表示飞机正在抓取信号，只有当抓取到（armed）时，GPS会显示为绿色，这个时候才表示NAV模式生效。

VNV

或者叫VNAV，其实就是垂直方向上的自动驾驶。比如下图中，在飞一个Approach时，会有一个下降的折线，FPL的右侧给了高度值，蓝色的是要求高度，白色为参考高度，上划线表示上限高度，下划线 为下限高度。VNV的profile里有下降角度FPA(Flight Path Angle)，在开启VNV有一个条件，就是飞机在一个适合区域内，也就是与target waypoint的角度在一定范围内，如果没到，会显示TIME TO，如果过了，VNV就无法开启。如果我们手动操作，通常我们的下降角度在3度左右，太大可能导致速度上升太快，太小可能导致耗时太长或者失速。

BC

并不太常用的模式，它有点类似于APR。考虑到不同的机场，风的方向是不常变的，飞机迎风比较好降落，所以跑道的ILS设备总是对着风的方向安装。但有些地方风的方向会顺着季节变化，这个时候就需要飞机从跑道的另一端进行降落，为了省钱，就不会再安装一个ILS，而是在原来的ILS的反向再发射同样的引导信号，这就是所谓的Back Course，这个时候使用BC模式进行降落，其实就是告诉飞机，信号装置在跑道的靠近一端，而不是远离那端。

ATT

该模式不太常见，查了些资料，好像是源自直升机，全称为Attitude Retention Mode，即保持飞机的pitch和roll一段时间。

TOGA

自动起飞、复飞模式，简单理解就是油门到底，最快速度离开地面。在飞机起飞，或者是降落失败，需要立即复飞时使用。但由于是计算机根据风速自动计算最优参数，所以并不一定是油门到底，也不一定是推力最大。而且有些系统在该模式时，只是给出FD提示，比如Cessna，而并不介入操控，需要飞行员参照FD自行操控。