机载电子设备概论
机载电子设备与仪表第一章
机载电子设备与仪表第一章
图1-1-4 交流二线式压力表
机载电子设备与仪表第一章
（三）、交流感应式压力表
v 当被测压力变化时，传感器内的衔铁位置发 生变化，线圈的感抗发生相应变化，指示器 中两线圈的电流随之变化，一个工作电流变 大，铝盘的涡流转矩变大；另一个工作电流 变小，铝盘的涡流转矩变小。指针轴在两转 矩差作用下转动。两铝盘转动的同时改变了 自身的有效半径，当两铝盘转矩相等时，系 统进入新的平衡位置，指针指出压力变化后 的数值。
机载电子设备与仪表第一章
一、高速气流温度的测量（续）
气流速度降到零的那点称为全受阻温度，也称总温， 气流因受阻而升高的温度成为动力温度，它等于全 受阻温度与气流的静温之差。 还可以用气体附面层的特性来测量全受阻温度。在 距离感温元件表面一定的距离上，气流速度才等于 迎面高速气流温度，这一薄气层成为附面层。附面 层内的各层气流之间存在速度差，形成 内摩擦，产 生大量的热，使紧贴感温元件表面的气流温度上升， 接近全受阻温度。
图1-2-4 拉瓦尔管
机载电子设备与仪表第一章
大气总温的显示： （a）传统指针式 （b）数字式 （c）LCD （d）CRT
机载电子设备与仪表第一章
一、高速气流温度的测量（续）
（三）排气温度表 1、工作原理 排气温度表是测量喷气发动机排气温平均值的仪表。
由热电式感温棒、连接导线和指示器三部分组成。 指示器实际上是以温度值刻度的磁电式毫伏表。 2、温度误差及其补偿 （1）温度方法补偿 （2）温度构造误差及其补偿
机载电子设备概论[1]
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机载电子设备概论[1]
航空仪表分类
o 按功用分：飞行仪表、发动机仪表和其它 设备仪表(导航仪表、系统状态仪表)。
o 按原理分：测量仪表、计算仪表、调节仪 表。
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机载电子设备概论[1]
航空仪表分类
o 测量仪表：用来测量飞机的各种运动参数， 这些仪表的特点是需测量的参量可直接或间 接测量获得；
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A320
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A320驾驶舱
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波音777-200L
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波音777-200L驾驶舱
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波音747 电子舱
机载电子设备概论[1]
机载电子设备的作用
GPS 卫星星座（示意图）
机载电子设备概论[1]
Hale Waihona Puke 机载电子设备发展回顾（10）
o GPS基于无源伪距测距原理，利用4颗卫星实 现距离（伪距）测量，即确定用户位置。
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位置及 时间
测量距离
接收机 时钟偏差
GPS导航基本原理
机载电子设备概论[1]
机载电子设备分类
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Becker VHF机载无线电收发机
机载电子设备概论[1]
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陀螺（定轴性）
机载电子设备概论[1]
机载电子设备发展回顾（2）
o 至第一次世界大战，航空仪表主要包括：直 读式发动机转速表，润滑油温度和压力表， 空速表，高度表和罗盘。但这些仪表都不含 电子元件。
第二章 第三节
测距
飞机上最常用的无线电 测距装置有无线电高度 表和无线电测距机 (DME)。 利用飞机和地面测距台 之间的无线电波往返所 用去的时间来测定飞机 和测距台之间的距离。
测距机（DME）
• 机载测距机发出频率在1025~1150兆赫间 的询问脉冲，地面测距台接收到这些脉 冲信号后就发出应答脉冲，机载的测距 器接收后比较询问脉冲和应答脉冲之间 的时间间隔，计算出飞机和地面测距台 之间的斜距。
3)惯性基准系统
飞行控制仪表的第三类是惯性基准系统，本系统可提供 一套精确的飞机姿态数据，如位置、倾斜、航向、速度和 加速度等，实现了飞机导航、控制及显示一体化。 • 本系统分为两大组成部分，一种是电子飞行仪表系统 (包括电子水平状态指示器、电子姿态指引仪、符号发生 器及方式控制面板、信号仪表选择板等)，另一种是发动 机指示与机组警告系统，可以显示发动机的参数并对其进 行白动监控，如出现工作异常情况会发出警告并记录一下 故障时的系统参数。
2、绝对高度（海平面气压高度QNH） • 以当地实际海平面的气压数据作为高度的 基准面，飞机高度表上表示出来的高度就 是飞机的实际海拔高度 。想要得到飞机与 下方地面间的真实高度，就用海平面气压 高度减去由航图上查到的这一位置的标高。 • 爬升和下降阶段使用
3、标准气压高度（ISA） • 以国际标准大气的基准面得到的高度称为 标准气压高度 。（大气压力为760毫米汞柱 高，温度为15℃） • 巡航阶段使用
• •
②地平仪 也叫姿态指示器，用来指示飞机与地平 面之间的相对关系，即指示飞机的俯仰和 倾斜角度。表上有一条人工地平线，由于 云、能见度降低或黑暗使自然地平线被遮 挡时，它能提供极大的帮助。地平仪是唯 一能够既提供俯仰数据又提供倾斜数据的 飞行仪表。 地平仪准确性极高，微小的俯仰和倾斜变 化都能测出来，如图2. 41所示。
飞机电子设备原理论述
当I＜80-90A ，Fd＜Ft ，触 头不断开，电压正常。
当I＞80-90 A，Fd＞ Ft ，触 头断开，电压降低，电流减小。
Fd
（2）容 量 蓄电池的容量是指蓄电池从充足电状态，放电到终了电 压时所输出的电量，其单位为安培小时。
t
Q idt 0
容量受环境温度高低、放电电流大小等放电条件的影响。 环境温度低、放电电流大，则容量小。
（一）起动机 起动机是动力装置，用来带动发动机转子加速旋转。 1.起动电动机 作为起动机用，在发动机起动时，带动发动机转子加速 转动。 2.起动发电机 有两种工作状态：起动发动机时，处于电动机状态；当 发动机起动完毕进入慢车工作状态时，处于发电机状态。
3.空气起动机 在发动机起动时，将气源的压力能转换为机械能，带动 发动机转子转动。
当发电机电压高于25.5 ±1伏时，接通发电机输出 电路。
当发电机电压低于蓄电 池电压出现反流，且反流达 到4－15安培时，断开发电 机输出电路。
初教六飞机电源系统使用 的反流割断器有磁电式和晶 体式两种。
（七）电流限制器
1.功 用 限制发电机的输出电流，使发电机输出电流不超 过80－90安培。
Ft
U
敏感元件
Φ
执行元件
发电机电压U≥32－33伏时→敏感元件输出控制信号→ 执行元件动作→在激磁电路中串入电阻→激磁磁通Φ减小 →发电机电压U降低。
（六）二次电源 用于将直流电源转变为交流电源。
1.变流机 变流机将机上27V直流电转变成36 伏、400赫兹的三相交流电，或者转 变成115伏、400赫兹的单相交流电。
变流机一般由直流电动机、交流发 电机、调压调频装置、起动控制装置 及离心开关构成。
航空机载电子设备
1.高频通信系统的用途：实现远距离的空对空，地对空的声音通信。
2.高频通信系统的通信距离可达数千公里，与飞行高度无关。
3.当飞机位于跑道中心线右侧，LOC接收机接收的调制音频中：150Hz ＞90Hz。
4.现代民航飞机的自动驾驶仪通常有：横滚通道和俯仰通道。
5.TCRBS／DABS全呼叫信号中P1、P3、P2脉冲的宽度相等但P4较宽。
6.陀螺罗盘是利用三自由度陀螺的稳定性和进动性工作的。
7.三自由度陀螺主要有稳定性和进动性两个基本特性。
8.客舱广播系统中的四种音频信号的优先顺序为：机长，服务员，预录通知，登机音乐。
9.地球表面上任意两点的大圆圈线最短。
10.飞机导航设备中大气数据计算机系统、惯性导航系统属于自主(备)式设备。
11.飞机相对方位角是指飞机纵轴测量到飞机一导航台连线或飞机纵轴方向和飞机到VOR台连线之间顺时针方向测量的夹角。
12.机载无线电高度表用途是利用无线电高度表测量飞机相对地面的真实高度或叫垂直高度的一种设备。
13.对于只有A模式应答机的飞机，TCAS只可能发出TA信息。
14.飞行管理计算机的存储器内存储有导航和性能两个数据库。
15.自动定向机主要是依靠环形天线及垂直天线组合的方向性实现定向的。
16.马赫数的大小决定于动压和静压。
17.在R M I上，V O R方位角的指示是根据飞机磁航向加相对方位。
18.在飞机进近过程中，决断高度是指飞行员对继续进近或复飞作出决断的最低高度。
19.飞行指引仪的功用是引导飞行员操作飞机，监控自动驾驶仪工作。
20.GPWS控制板上的起落架／襟翼位置超控开关在“禁止”位相当于起落架放下，襟翼在着陆位置。
21.对惯性基准系统进行快速对准的接通条件是系统在正常工作，方式选择开关在NAV位置且地速小于20海里/小时。
22.“荷兰滚”运动是飞机绕立轴及纵轴的周期性运动。
23.如果副驾驶将R/T一I/C开关扳向扳向I/C位时，不论MIC开关的位置如何，其话筒信号直接连接到飞行内话系统。
通用航空机载电子设备故障维修对策
通用航空机载电子设备故障维修对策摘要：随着国家政策的陆续出台,国内通用航空产业加速发展,通用航空维修业也迎来了发展和改革契机。
通用航空机载电子设备是通用航空飞机必备的设备之一，在进行维修过程中，我们需要总结分析常见故障，有针对性地采取维修措施，以提高维修技能。
本文针对常见的机载电子设备故障进行分析，并提出了相应的故障维修建议。
关键词：通用；航空机；电子设备；故障维修一、通用航空简介通用航空（General Aviation），是指使用民用航空器从事公共航空运输以外的民用航空活动，包括从事工业、农业、林业、渔业和建筑业的作业飞行以及医疗卫生、抢险救灾、气象探测、海洋监测、科学实验、教育训练、文化体育等方面的飞行活动。
通用航空业是以通用航空飞行活动为核心，涵盖通用航空器研发制造、市场运营、综合保障以及延伸服务等全产业链的战略性新兴产业体系。
二、机载电子设备概述飞机机载电子设备就是保证飞机完成预定任务，达到规定的各项性能所需要的各种电子设备的总称。
通常包括电源系统及由相应飞机电子设备所组成的通信、导航、飞行管理、飞行控制、空中交通管制、电子飞行仪表综合显示和探测等分系统。
这些分系统是飞机完成常规飞行任务所必需的，对飞机飞行中的各种信息、指令和操纵进行测量、处理、传递、显示和控制，已成为飞机重要的组成部分。
伴随着航空技术的不断发展，飞机机载电子设备的重要性越来越突出，没有先进的飞机机载电子设备，就无法实现安全、可靠、低成本和高密度的通用航空飞机作业飞行。
二、机载电子设备常见故障1.航空电源设备故障针对我国通用航空机载电子设备而言，其必然包括航空电源设备，大部分航空电源设备都表现为模块式航空电源设备，且常见的航空电源模块往往为不同电压强度的直流电源和交流电源的结合。
然而，在航空电源模块实际运行中，直流电源模块有时会出现电压超标现象，导致保险丝断裂，引发电源故障。
[1]因此，排查出航空电源设备故障尤为重要，应当积极分析航空电源模块线路图，找出故障发生的原因以及具体位置，并及时更换出现故障的设备，用以保证航空电源设备顺利运行。
航空航天航空电子技术的机载电子设备与仪器
航空航天航空电子技术的机载电子设备与仪器航空航天航空电子技术是现代工业中的一项重要的基础技术，包括了航空器、航天器等飞行器的设计、制造、维护和管理。
其中，机载电子设备与仪器是航空航天航空电子技术的重要组成部分，同时也是航空发展的关键因素之一。
机载电子设备与仪器是指安装在飞行器上，用于监控、控制、导航、通讯和数据处理的各种电子设备和仪器。
这些设备和仪器以数据和信息为核心，能够提高飞行器的飞行效率、可靠性和安全性，是保障航空安全的重要手段。
一、机载电子设备与仪器的基本类型机载电子设备与仪器的种类繁多，可以根据其功能和用途进行分类。
常见的机载电子设备和仪器主要包括以下几类：1.导航设备：用于飞行器的导航、定位和路径规划等，包括GPS（全球定位系统）、惯性导航系统等。
2.通讯设备：用于飞行器与地面、其他飞行器、无线电站进行通讯，包括电台、卫星通信系统、自动话音广播系统等。
3.监测和控制设备：用于飞行器的监测、控制和安全保障，包括飞行数据记录仪、黑匣子、自动驾驶仪、飞行控制系统、引擎控制系统等。
4.客舱设备：用于提供乘客服务，包括空调系统、座椅、娱乐系统、食品系统等。
5.防撞设备：用于飞行器的安全保障，包括雷达防撞系统、氧气系统等。
机载电子设备与仪器作为飞行器的“大脑”，其功能和性能的稳定和可靠性直接关系到飞行器的飞行安全和效率。
因此，其技术要求日益提高。
二、机载电子设备与仪器的发展趋势随着航空航天航空电子技术不断发展以及应用的需要，机载电子设备与仪器的发展也在不断演变。
未来的机载电子设备与仪器将更加智能化、集成化、可靠化以及节能环保。
1.智能化：随着大数据、人工智能、云计算等技术的不断进步，未来的机载电子设备与仪器将更加智能化。
例如，飞行控制系统可以通过实时监测环境因素、飞机状态和机组成员行为等多种信息，自动化地控制飞行器的航向和飞行方式。
2.集成化：为了满足航空行业节约空间和重量的要求，未来的机载电子设备与仪器将更加集成化。
民航机载电子设备与系统(第1章)资料
压力的测量 一、机械式压力表（续）
2.百分比推力表： 百分比推力表示测量轴流式涡轮喷气 发动机推力的仪表，根据仪表的指示 可以推算出发动机的功率。
2020/6/7
图1－1－2
2020/6/7
压力的测量 二、电气式压力表
1.直流二线式压力表： 它是由传感器和指示器两部分组成。 传感器的作用是将感受到的压力转换 为电信号输出；指示器是一个电流比 值表，将电信号指示。
2020/6/7
温度的测量
一、高速气流温度的测量
1.高速气流的全受阻温度和动力温度： 飞机以高速飞行时，就相当于飞机不动而 气流以同样的高速流过飞机，从而形成高 速气流。用感温元件感受气流温度时，由 于气流会与感温元件发生激烈的碰撞和摩 擦，产生大量的热，从而使感温元件所感 受的温度高于气流温度。
即
Tt TH T
T
1 5
M
2TH
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Tt
TH
(1
1 5
M
2
)
温度的测量
一、高速气流温度的测量
2.测量高速气流温度的感温元件 测量高速气流全受阻温度的感温元件有两种 类型，一种是阻滞型；另一种是音速型(拉 瓦尔管)。前者是利用气流正面冲击而感受 全受阻温度；后者利用气流的内摩擦而感 受。
2020/6/7
测量参数
(1)燃油压力 (2)滑油压力 (3)喷气温度 (4)滑油温度 (5)涡轮轴和曲轴转速 (6)燃油油量 (7)燃油流量 (8)发动机振动量
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压力的测量 温度的测量
2020/6/7
转速的测量 油量的测量 振动的测量 流量的测量
压力的测量
定义：液体或气体介质垂直作用 在物体单位面积上的力称为压强， 工程技术上称之为压力。通常情 况下工程技术中研究超出大气压 力的压力，所以使用的仪表也往 往直接指示超出大气压力的数 值。。
机载电子设备-概论
4
第四页，共43页。
A320
5
第五页，共43页。
A320驾驶舱
6
第六页，共43页。
波音777-200L
7
第七页，共43页。
波音777-200L驾驶舱
8
第八页，共43页。
波音747电子舱
9
第九页，共43页。
机载电子设备的作用
机载电子设备最重要的功能之一是当驾驶员的感官（如直接目视），因为夜间或雨、雪和雾这些能见度不佳或为零而失去作用时，能够为驾驶员提供数据。没有先进的机载电子设备，就没有先进的飞机，就无法实现安全、可靠、舒适、低成本和高密度的民用飞机飞行，也无法完成现代战争所赋予的军用飞机的使命。
平台惯导系统的组件
26
第二十六页，共43页。
机载电子设备发展回顾（8）
与惯性导航几乎同时发展起来的另一种自主导航设备（不依赖地面助航设备而独立工作）是多普勒导航系统。这是一种通过测量地速及偏航角实现导航的系统。飞机通过具有三维稳定控制作用的天线向下发射几条狭窄的电磁能量波束，以照射地面上几个很小的面积，并由此收到从地面反射的部分发射能量并加以处理以确定多普勒频移。
24
第二十四页，共43页。
机载电子设备发展回顾（7）
1950年，美国研制出第一部惯性导航系统：一种将陀螺仪和灵敏的加速度计结合在一起的新的导航方法。由此，开创了自主式导航系统的时代。惯性导航系统（INS）是一种不依赖于任何外部信息、也不向外部辐射能量的自主式导航系统，具有很好的隐蔽性 。
25
第二十五页，共43页。
14
第十四页，共43页。
利用无线电进行飞机定位
位置未知
位置已知
位置已知
位置已知
位置线
电子行业机载电子设备-概论
电子行业机载电子设备-概论1. 引言机载电子设备是指安装在飞机、航天器、无人机等飞行器上的各种电子设备，用于控制、导航、通信、测量和监测飞行器本身以及与外界的各种物理参量。
随着航空航天技术的不断发展，机载电子设备在电子行业中扮演着重要的角色。
本文将对电子行业机载电子设备进行概论。
2. 机载电子设备的分类机载电子设备根据其功能和用途可以分为以下几类：2.1 控制设备控制设备用于控制飞行器的姿态、飞行速度、高度等参数，以确保飞行器的安全飞行。
典型的控制设备包括飞行控制计算机、操纵杆、脚踏板等。
导航设备用于确定飞行器的位置和方向，以便正确导航到目的地。
常见的导航设备包括惯性导航系统、全球定位系统（GPS）、超高频导航器等。
2.3 通信设备通信设备用于与地面控制中心、其他飞行器、航空器之间进行通信。
常见的通信设备包括无线电台、卫星通信设备等。
测量设备用于测量飞行器的各种物理参量，如气压、温度、速度等。
这些测量数据可以用于飞行器性能分析和控制。
常见的测量设备包括气压计、温度传感器、流量计等。
2.5 监测设备监测设备用于监测飞行器的各种状态参数，如引擎温度、燃油水平等。
这些监测数据可以用于飞行器的健康状态分析和维护。
常见的监测设备包括传感器、报警器等。
3. 机载电子设备的关键技术机载电子设备的设计和制造涉及多个关键技术，下面介绍其中几个重要的技术领域：3.1 高可靠性设计机载电子设备在极端的环境下工作，如高温、低温、高压、低压等。
因此，高可靠性设计是保障机载电子设备正常运行的关键。
高可靠性设计包括冗余设计、防腐蚀设计、抗振设计等。
3.2 软件开发机载电子设备中的控制和导航系统通常依赖软件实现。
软件开发需要遵循严格的规范和标准，以确保软件的正确性、鲁棒性和可靠性。
3.3 电磁兼容性设计机载电子设备中的各种设备和系统之间存在电磁相互影响的问题。
电磁兼容性设计可以减少不必要的电磁干扰，提高设备的可靠性和稳定性。
3.4 故障诊断与修复机载电子设备的故障诊断和修复对于飞行器的安全至关重要。
飞机机载电子系统设计及优化
飞机机载电子系统设计及优化随着科技的不断发展，人类社会进入了一个数字化时代。
在这个时代中，机载电子系统变得越来越重要。
比如，现代飞机中包含了众多的机载电子装置，作为控制和管理机体各项活动的核心。
由于其重要性，这些系统的设计和优化变得至关重要。
下面将详细介绍飞机机载电子系统的设计及优化。
一、机载电子系统的概述机载电子系统是指安装在飞机上的电子设备，这些设备在起降、飞行和飞行前后的维护中起着至关重要的作用。
飞机机载电子系统可以分为以下几类：1. 导航系统：包括惯导系统、星载导航系统、星地导航系统等，用于确定飞机的位置；2. 通信系统：包括语音通信和数据通信；3. 控制系统：包括引擎控制和飞行控制等，用于控制飞机的速度、高度和姿态等；4. 环境控制系统：包括空调和压力系统，用于调节飞机内部的温度和压力。
二、机载电子系统的设计1. 确定基本的设计要求在机载电子系统的设计中，首先需要确定基本的设计要求。
这些设计要求包括温度、重量、尺寸和功耗等。
2. 选择合适的电子元器件在确定设计要求后，需要选择合适的电子元器件。
对于飞机机载电子系统而言，必须考虑到在高空和高速飞行中可能遇到的恶劣环境，所选用的元器件必须能够抵抗高温、低温、振动和电磁干扰等。
3. 进行电路设计进行电路设计时，需要充分考虑各种因素，比如：信号的幅度和频率、电源噪声、电磁兼容性等。
因此，电路设计需要非常严谨，使用高品质的元器件和工艺。
4. 进行软件开发机载电子系统与航空控制系统是紧密相关的。
因此，在软件设计过程中，需要与飞机航控系统进行充分的沟通和协调。
此外，由于飞机航班时间的长、维护周期长等原因，软件设计中必须采用高可靠性的方法。
三、机载电子系统的优化1. 模块化设计模块化设计可以将整个系统分割为一些独立的部分。
每个模块都可以单独设计和维护，使得系统在发生故障时更容易诊断和维修。
此外，模块化设计还可以在系统升级时更加灵活。
2. 采用先进的通信技术采用高效的通信技术可以使飞机机载电子系统之间互相交流信息更加方便和快捷，同时减少了不必要的干扰。
机载电子设备结构“五化”设计浅析
机载电子设备结构“五化”设计浅析机载电子设备是航空航天领域的重要组成部分，它承载着飞行器航行、通信、导航、电子对抗等多种功能。
随着航空航天技术的不断发展，机载电子设备的性能要求也越来越高，而“五化”设计理念正在逐渐成为机载电子设备设计的重要方向。
“五化”设计是指机载电子设备在结构上的五个方面的要求，即功能化、模块化、信息化、集成化和智能化。
这五个方面相互依存、相互作用，共同构成了一个完整的机载电子设备结构设计体系。
本文将从这五个方面对机载电子设备的结构“五化”设计进行浅析。
一、功能化设计功能化设计是指机载电子设备在结构设计上必须充分体现其所具备的功能和性能。
这就要求设计者在初始阶段明确设备的功能需求，确定各个功能模块的位置、数量和布局，并在结构方面保证各个功能模块能够正常运行。
在实际设计中，功能化要求设计者在结构设计上充分考虑设备的工作原理、工作环境和操作条件，合理确定结构的强度、刚度和稳定性等参数，以保证设备在各种复杂的工作环境下都能正常工作。
二、模块化设计模块化设计是指机载电子设备的结构应该是由多个相互独立的模块组成，这些模块可以独立进行设计、制造和维护，并且可以在整个设备中进行随意组合和替换。
模块化设计的好处在于可以提高设备的灵活性和适应性，为设备的升级和改进提供了便利条件，同时也减少了对整个设备进行大规模维修和更换的需求，从而降低了设备的维护成本。
在实际设计中，模块化要求设计者在结构设计上充分考虑各个模块之间的连接方式和接口标准，确保各个模块之间可以自由组合和替换，并且在整个设备中实现信息的无缝传递。
三、信息化设计信息化设计是指机载电子设备的结构应该充分体现数字化技术在设备中的应用，实现设备与外部信息的高效交互。
这就要求设计者在结构设计上充分考虑各种传感器、控制器、通信设备等信息处理部件的位置和布局，确保它们可以在设备中高效工作，并且可以将相关信息无缝传递给其他部件。
在实际设计中，信息化要求设计者在结构设计上充分考虑设备的通信接口、数据传输速率、信息处理能力等参数，确保设备可以实现与外部环境的高效交互，并且可以实现对外部信息的准确感知和快速处理。
2024年机载电子设备市场发展现状
机载电子设备市场发展现状概述机载电子设备是指安装在航空器、舰艇和行动车辆等载具上的电子设备。
随着航空业和军工行业的发展，机载电子设备市场也得到了快速的发展。
本文将就机载电子设备市场的发展现状进行分析和讨论。
市场规模根据市场研究机构的数据，机载电子设备市场的规模呈现稳步增长的趋势。
预计到2025年，全球机载电子设备市场规模将达到XX亿美元。
其中，航空器行业是机载电子设备市场的主要驱动力，占据了市场份额的XX%。
市场驱动因素机载电子设备市场的快速发展离不开以下几个主要驱动因素：1. 航空业的增长随着全球航空业的不断发展，越来越多的人选择乘坐飞机旅行。
这导致航空器的需求量不断增加，进而推动了机载电子设备市场的发展。
2. 军工需求的增长军工行业对于机载电子设备的需求也在不断增加。
随着国家安全形势的变化，各国军队对于机载电子设备的要求愈发苛刻，推动了机载电子设备市场的增长。
3. 技术进步随着科技的不断进步，机载电子设备的性能得到了极大的提升。
新一代的机载电子设备具备更高的精度、更快的响应速度和更强的抗干扰能力，满足了用户对于安全性和可靠性的要求，进一步推动了市场的发展。
市场需求随着航空业和军工行业的发展，机载电子设备市场的需求也在不断增长。
主要的市场需求包括以下几个方面：1. 导航和通信设备导航和通信设备是机载电子设备市场的核心需求。
航空器和军用载具需要具备精准的导航系统和可靠的通信设备，以确保航行安全和联络能力。
2. 电子显示系统在现代飞机和军用载具中，电子显示系统扮演着关键的角色。
乘务员和飞行员通过电子显示系统获取关键信息，进行各项操作和决策。
3. 机载传感器机载传感器在航空和军事领域中的应用非常广泛。
它们可以探测到航空器周围的环境变化，并向驾驶员和系统发送相关信息，以便进行及时的调整和反馈。
4. 电子战设备电子战设备在军工领域中有着重要的地位。
航空器和军用载具需要具备先进的电子战系统，以确保在敌对环境中的自身安全和作战能力。
机载电子设备结构“五化”设计浅析
机载电子设备结构“五化”设计浅析1. 引言1.1 研究背景目前，随着航空航天技术的飞速发展，飞机上的机载电子设备扮演着越来越重要的角色。
传统的机载电子设备结构已经不能满足现代航空领域对性能、可靠性和安全性的要求。
如何设计更高效、更灵活、更智能的机载电子设备结构成为了当前研究的热点之一。
随着信息技术的快速发展，人们对于机载电子设备结构的要求也在不断提高。
传统的机载电子设备结构过于复杂，往往导致维护和升级困难，影响了整个航空系统的运行效率和安全性。
如何简化机载电子设备结构，提高其适用性和灵活性成为了当前研究的重要课题。
研究机载电子设备结构的“五化”设计，旨在通过结构优化和创新设计，提高机载电子设备的性能，降低维护成本，增强系统的稳定性和可靠性。
本文将着重探讨机载电子设备结构“五化”设计的概念、原则以及设计要素，希望能为相关领域的研究和实践提供一定的参考和借鉴。
1.2 研究意义研究意义：随着航空航天技术的快速发展，机载电子设备在飞行器上起着至关重要的作用。
其性能和结构设计直接关系到飞行器的安全性、可靠性和性能指标。
对于机载电子设备结构的设计和优化具有重要的意义。
机载电子设备结构的合理设计可以提高飞行器的整体性能和舒适度，减少能耗，提高飞行效率。
结构设计的合理性也直接关系到设备的使用寿命和可靠性，能够降低维护成本，保障飞行器的正常运行。
而“五化”设计概念则提供了一种全新的设计思路，能够进一步提高机载电子设备的性能和功能，满足不断增长的航空航天需求。
深入研究机载电子设备结构的“五化”设计，对于提高飞行器的整体性能和安全性具有重要意义。
本文旨在对机载电子设备结构“五化”设计进行深入分析和探讨，为航空航天领域的研究和发展提供有益的参考和借鉴。
2. 正文2.1 机载电子设备结构概述机载电子设备的结构在航空航天领域中起着至关重要的作用，它涵盖了各种电子设备，包括通信设备、导航设备、雷达设备等。
这些设备在飞行过程中扮演着不可或缺的角色，为飞行员提供必要的信息和支持，保障飞行安全。
机载电子设备结构“五化”设计浅析
机载电子设备结构“五化”设计浅析机载电子设备是指安装在飞机、舰船、航天器等载具上的电子设备，用于控制、通信、导航、监测等功能。
机载电子设备的结构设计对于设备的性能、可靠性和使用寿命具有重要的影响。
近年来，随着电子技术的不断发展和飞行器、舰船的日益复杂化，机载电子设备的结构设计也逐渐向“五化”方向发展。
本文将对机载电子设备结构“五化”设计进行浅析。
一、“智能化”设计随着人工智能技术和嵌入式系统技术的发展，智能化设计在机载电子设备中得到了广泛应用。
智能化设计使得机载电子设备能够实现自主决策、自动控制和自适应功能。
在飞机上安装的飞行控制系统，通过智能化设计可以实现自动驾驶、自动导航等功能，大大提高了飞行安全性和效率。
智能化设计还可以实现设备的远程监测、远程维护和远程更新，提高了设备的可靠性和维护效率。
数字化设计是指利用数字技术对机载电子设备进行设计、制造和测试。
数字化设计通过建立虚拟模型，可以实现对设备结构、性能和工艺的仿真和优化，提高了设计效率和质量。
数字化设计还可以实现对设备的远程监测和远程操作，提高了设备的可靠性和安全性。
在舰船上安装的舰载武器系统，通过数字化设计可以实现对武器系统的远程控制和自动化操作，大大提高了作战效果。
模块化设计是指将机载电子设备拆分成多个功能模块，每个模块负责独立的功能，通过标准接口进行连接和通信。
模块化设计使得设备的维护、升级和替换变得更加简单和灵活。
模块化设计还可以实现对设备结构和功能的可定制化，满足不同载具和不同任务的需求。
在飞机上安装的通信设备，通过模块化设计可以根据不同飞行任务对通信功能进行定制，提高了设备的适应性和灵活性。
信息化设计是指通过信息技术实现机载电子设备对环境和任务的感知和理解。
信息化设计使得设备能够根据环境和任务的变化做出相应的调整和决策，提高了设备的智能化和自适应性。
信息化设计还可以实现设备对数据的采集和处理，提高了设备的性能和可靠性。
在无人机上安装的自主飞行系统，通过信息化设计可以实现对环境和飞行任务的实时感知和理解，提高了飞行系统的自主性和适应性。
飞行器的机载电子与控制系统
飞行器的机载电子与控制系统随着科技的飞速发展，飞行器不断进步，机载电子与控制系统也不断升级。
这些系统的发展，让飞行器在飞行过程中具备了更强的控制力、更为高效的运作，进一步提高了飞行器在各种任务中的性能和效率。
本文将从机载电子和控制系统两个方面展开相关论述。
机载电子机载电子系统是机载各种能源电气设备和电子设备的总称，它们接受指令，监视装置和能够去动作，提供将机载电能转换与飞行时使用的设备之间的接口。
机载电子系统主要包括飞行控制系统、导航装备、通信设备、安全设备等。
其中较重要者主要三项为：飞行控制系统FCS（Flight Control System）、导航装置NAVAID（Navigation and Aids to Navigation）和通信导航系统CNS（Communication, Navigation and Surveillance）。
飞行控制系统是整个机载电子系统的“大脑”，它采用自动控制和红外制导系统，开展飞机的自动飞行、飞行姿态控制、导航、起降和机动等任务。
飞行控制系统中的外环控制主要指的是飞行稳定性的控制，而内环控制则指具体的驱动器控制。
锁定目标的红外制导系统是将飞行器与目标进行精密对准、目标距离和轨迹跟踪的必备设备。
导航系统主要包括导航仪器（导航系统和测量设备）、飞行计算机、数据采集器和数据处理系统等。
它们通过各种传感器观测机体在空间的位置、追踪某一路径并自动调整方向，保证了飞机的安全与准确的航行。
通信系统还包括天线、接收器和能进行信号解码并进行硬件设备操作(或软件操作)的电子设备和起到进一步增强飞行器何时何处的意识，使在大气层中的飞机能确保安全。
控制系统控制系统是整个飞行器中的心脏，它主要包含了机载计算机系统、控制器和传感器等。
控制系统可以采集飞机所处的环境参数（如气流、高度、速度、姿态等）以及飞机的控制参数（如油温、油压、电液伺服等）。
单纯的机械控制，已远低于现代飞行器的要求，通过控制系统，飞行器不仅能够自动升降和左右转弯，还可以进行高度定位、姿态调整、飞行导引与高级自动驾驶等任务，从而实现智能化飞行。
机载电子设备
机载电子设备“航空电子技术"是一个范畴很大、边界模糊并且又正在迅速延拓的技术概念。
如今,它不仅包括传统观念上的机载无线电设备(诸如通讯、导航、雷达、遥测、遥感、电视、电子侦察与干扰等),而且还包括各类机载计算机,数据处理、显示与记录设备,并广义地涉及到某些光电设备,光纤设备,激光设备和红外线设备,甚至渗透到了飞机外形和蒙皮材料之中(例如所谓“隐身技术”)。
从设备类型讲,品类繁多,不胜枚举。
一架飞机,机体只有一个,发动机虽然可能多达数台,但基本上属于同一类型,可以“举一反三",阐述方便。
但如今的航空电子设备,则远非如此简单。
不同的飞机(如直升机，轻型机、客机、运输机,战斗机,轰炸机,电子侦察/干扰机,空中预警与控制机、无人驾驶飞机等)上,其电子技术装备,往往是千差万别的。
最简单的轻型民用飞机上,可能只航空无线电台及其它少数几种电子技术装备,但大型的的战斗机、轰炸机、电子侦察/干扰机和预警飞机上,则可能有几十种甚至几百种无线电/电子技术设备。
以美国的重型喷气轰炸机B-1B为例,其机载电子装备,除了拥有复杂的无线电通讯设备之外,还有被划分为五个大的子系统(导航子系统,防御子系统,武器管理子系统,控制与显示子系统,计算机子系统)的24类76大件。
此外,还有十多种天线设备。
又例如:美、英联合研制的垂直/短距起落战斗机AV-8B“鹞Ⅱ型”上，装备有分成一十二个子系统的几十件航空电子设备l)两套AN/ARC-159型特高频通信系统；（2）改进的高度和方向参考系统(3)激光陀螺性导航系统i(4)AN/ARN-84型塔康导航系统；（5）数字式大气数据计算机子系统；(6)RDS-82型气象雷达子系统；(7)雷达高度表子系统；(8)前视和后视雷达警戒接受设备；(9)红外线诱饵式曳光弹和箔条投放器子系统;(10)有源电子干扰机子系统(11)AN/APX一100型敌我识别器；(l2)目标截获与跟踪子系统(具有电视和激光双功能,通过数字计算机与“平显”系统联系)。
机载电子设备-第一章_发动机工作状态参数测量1
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1.3 压力测量原理（4）
电气式压力表 2、交流二线式压力表： 其工作原理是利用膜片感受流体压力后 的变形来改变活动衔铁与固定铁心间的 相对位置，以期达到改变固定铁心上线 圈得感抗，从而改变指示器中两线圈的 电流比，使指针指示相应的压力。
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1.2 流体压力的分类（2）
大气压力 相对于真空而定义的大气静压力，因此， 大气压力是一种绝对压力。
标准大气压(力) ：海平面大气压力的平均 值，即标准情况下，与真空相比较的大气 压力。 当地大气压(力) p0：实际上，大气压力因 地点、时间和气候条件的不同而变，这种 不同时间和空间情况下的大气压力，一般 称为“当地大气压力”。
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涡喷发动机
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涡扇发动机_1
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涡扇发动机_2
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0. 概述（5）
发动机工作状态参数主要包括：
进气压力（反映进入系统的空气量） 燃油压力（反映进入系统的燃油量） 滑油压力（反映进入系统的滑油量） 排气温度、滑油温度 转速 燃油流量/油量 振动量
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1. 压力测量
流体压力的意义和概念 流体压力的分类 压力表测量原理
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1.1 压力测量的意义和概念（1）
当转速一定时，活塞式发动机所产生的功 率与混合气（空气与燃油的混合）的压力 成比例； 涡轮发动机所产生的推力与进气压力成比 例； 为了保证发动机的正常工作，必须以一定 的压力不断地供给燃油和滑油。
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1.1 流体压力的意义和概念(2)
在物理学中，流体介质垂直作用于单位面 积上的力称为压强，以作用于这一表面上 的力与该面积之比来表征，即
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GPS BlockII卫星
机载电子设备概论
GPS 卫星星座（示意图）
机载电子设备概论
机载电子设备发展回顾（10）
o GPS基于无源伪距测距原理，利用4颗卫星实 现距离（伪距）测量，即确定用户位置。
机载电子设备概论
位置及 时间
测量距离
接收机 时钟偏差
GPS导航基本原理
机载电子设备概论
机载电子设备概论
简单的无线电导航
机载电子设备概论
机载电子设备发展回顾（4）
o 1930年代，飞机成为一种运输工具，由于 尺寸变大、设备日趋复杂，并要求昼夜进 行远距离飞行，它们开始给驾驶员带来体 力和精神上的极度疲劳，美国人开始在民 航飞机上使用自动驾驶仪，以减轻驾驶员 的负担。
o 自动驾驶仪向驾驶员提供现在“发生了什 么”以及“怎样去做”。根据选定的工作 方式，自动计算操纵指令，指引驾驶员操 纵飞机，使飞机进入给定轨迹并保持。
机载电子设备分类
o 机载电子设备主要可分为航空仪表、航空无 线电系统两大部份。
航空仪表：测量（或计算）飞机在飞行状态 下的飞行参数以及发动机和其它设备的工作 状态参数的设备。
航空无线电系统：用以飞机通讯和无线电导 航的无线电电子设备。
机载电子设备概论
航空仪表作用
o 为飞行员提供驾驶飞机用的各种目视数据； o 为机载导航设备提供有关的导航输入数据； o 为机载记录设备提供有关的记录数据； o 为自动飞行控制系统提供有关的数据。
机载电子设备概论
陀螺（定轴性）
机载电子设备概论
机载电子设备发展回顾（2）
o 至第一次世界大战，航空仪表主要包括：直 读式发动机转速表，润滑油温度和压力表， 空速表，高度表和罗盘。但这些仪表都不含 电子元件。
o 第一次世界大战中，德国人利用无线电进行 飞机途中定位，方法是飞机向多个地面无线 电台发射无线电信号，这些电台用三角法 （测向）测出飞机位置后，将位置信息发给 驾驶员。
机载电子设备概论
位置 已知
位置线
位置 已知
位置线
位置 已知
位置线
位置 未知
利用无线电进行飞机定位
机载电子设备概论
机载电子设备发展回顾（3）
o 1920年代，美国人发明无线电航向信标导航 系统，地面导航台信标用呈十字形的4条无线 电波束标定机场位置，这些波束用摩尔斯码 识别是A和N。驾驶员通过这套系统找到波束 的中心线，方法是通过耳机监听导航台的信 号并操纵飞机直到这些字母在耳机中的声音 强度相等。
综合指示 把功能相同或相关的指示仪 仪表 表有机地结合，形成统一指 示的综合仪表，
电子显示 60年代出现电子屏显示仪表，70年代中期又进一 仪表 步向综合化、标准化和多功能化，出现高度综合 又相互补充、交换显示的综合电子显示系列，
机载电子设备概论
航空仪表分类
o 按功用分：飞行仪表、发动机仪表和其它 设备仪表(导航仪表、系统状态仪表)。
机载电子设备概论
航空仪表发展过程
o 机械仪表阶段：传感器与指示器间的信号传 输是通过机械结构实现；优点是结构简单、 工作可靠、成本低廉；缺点是灵敏度低，指 示误差大，信号能量小；
o 电气仪表阶段：传感器与指示器间的信号传 输通过电气传输；优点是提高测量精度、仪 表的反应速度和传输距离等；缺点结构复杂、 重量增加、可靠性降低。
机载电子设备概论
航空仪表基本结构
o 测量仪表的基本结构
敏感元件
中间环节
指示部分
直读式仪表基本结构原理
敏感元件 转换装置
接收装置 指示部分
远读式仪表基本结构原理
机载电子设备概论
航空仪表基本结构
o 计算仪表的基本结构
传感器
转换接 收装置
计算设备
转换指 示部分
机载电子设备概论
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
机载电子设备概论
发展阶段
结构特点
优点
缺点
机械仪表 传感器和指示器组装在一起结构简单，工作可靠 ，灵敏度低，指
成本低廉
示误差大
电气仪表 传感器和指示器没有组装在 反映速度快、准确程 仪表结构复杂、
一起，以电气传输代替机械 度高、传输距离远， 部件增多、重
传动
仪表板体积缩小 量增加、可靠
性降低
机电式伺 采用具有反馈功能的自动调 信号能量放大，提高 服仪表 节小功率伺服系统仪表 指示精度和负载能力
o 按原理分：测量仪表、计算仪表、调节仪 表。
机载电子设备概论
航空仪表分类
o 测量仪表：用来测量飞机的各种运动参数， 这些仪表的特点是需测量的参量可直接或间 接测量获得；
o 计算仪表：指飞机上的一些导航或系统性能 方面的计算仪表，其特点是通过一个或几个 参数计算判断方能得到参数；
o 调节仪表：是指机上属于仪表专业人员维护 范围的一些自动化控制系统设备。
机载电子设备-概论
2020/11/18
机载电子设备概论
考核方式
o 平时成绩（出勤+作业）：30%； o 期末考试：70%。
机载电子设备概论
课程目的
o 掌握航空机载电子系统与设备的组成、工作原 理及特点，以及各种机载设备的功能。
机载电子设备概论
航空电子设备
o 严格意义上，航空电子设备仅适用于专门为 航空用途而设计的，并且作为飞行器的一个 组成部分安装在飞行器上的电子设备。
机载电子设备概论
自动驾驶显示
机载电子设备概论
机载电子设备发展回顾（5）
o 同期，英国人基于电磁波传送出去遇到障 碍向回反射的物理现象发明雷达。Radar = radio detecting and ranging（无线 电探测及测距）
o 雷达在第二次世界大战中发挥了重要作用。 另一项共生技术，即信号处理，也随之得 到发展，由于雷达原始回波中包含大量有 潜在价值的信息。
机载电子设备概论
机载电子设备的作用
o 机载电子设备最重要的功能之一是当驾驶员 的感官（如直接目视），因为夜间或雨、雪 和雾这些能见度不佳或为零而失去作用时， 能够为驾驶员提供数据。
o 没有先进的机载电子设备，就没有先进的飞 机，就无法实现安全、可靠、舒适、低成本 和高密度的民用飞机飞行，也无法完成现代 战争所赋予的军用飞机的使命。
加速度计
方位环轴
陀螺 横滚环轴
俯仰环轴
基座
平台惯导系统的组件
机载电子设备概论
机载电子设备发展回顾（8）
o 与惯性导航几乎同时发展起来的另一种自 主导航设备（不依赖地面助航设备而独立 工作）是多普勒导航系统。这是一种通过 测量地速及偏航角实现导航的系统。
o 飞机通过具有三维稳定控制作用的天线向 下发射几条狭窄的电磁能量波束，以照射 地面上几个很小的面积，并由此收到从地 面反射的部分发射能量并加以处理以确定 多普勒频移。
o 并引发反雷达技术（如隐形飞机）的出现， 即电子对抗。
机载电子设备概论
空中监视雷达
机载电子设备概论
空中监视雷达的收发设备
机载电子设备概论
机载探测雷达（位于机身下方）
机载电子设备概论
机载电子设备发展回顾（6）
o 同期，阴极射线管显示器出现在驾驶舱，由 于新的导航和目标探测设备 产生大量信息 （使仪表板上的仪表指示不断膨胀以致无法 容纳，驾驶员负担过重），这些信息需要尽 可能详细地提取出来并以方便的方式呈现给 机组人员。
机载电子设备概论
航空仪表发展过程
o 机电式伺服仪表阶段：采用具有反馈功能的 自动调节小功率伺服系统仪表，提高仪表的 灵敏度和精度，有利于仪表的综合化和自动 化；
o 综合指示仪表阶段：把功能相同或相关的指 示仪表有机地结合，形成统一指示的综合仪 表，已成为发展趋势；
o 电子显示仪表阶段：进一步向综合化、标准 化和多功能化，出现高度综合又相互补充、 交换显示的综合电子显示系列，初步实现人 机对话。
o Avห้องสมุดไป่ตู้onics(航空电子) = Aviation(航空)+Electronics(电子)
o 航空电子始终是航空发展的最重要因素之一。
机载电子设备概论
A320
机载电子设备概论
A320驾驶舱
机载电子设备概论
波音777-200L
机载电子设备概论
波音777-200L驾驶舱
机载电子设备概论
波音747 电子舱
再见，see you again
2020/11/18
机载电子设备概论
机载电子设备概论
机载电子设备发展回顾（1）
o 1910年，飞机上开始使用无线电台与地面通 信，电子设备的应用首次计入航空史册。
o 1914年，出现以陀螺仪为基础的控制系统， 它可以在没有驾驶员干预的情况下使飞机保 持平飞。
o 1918年，陀螺磁罗盘问世。
机载电子设备概论
Becker VHF机载无线电收发机
机载电子设备概论
机载电子设备发展回顾（7）
o 1950年，美国研制出第一部惯性导航系统： 一种将陀螺仪和灵敏的加速度计结合在一起 的新的导航方法。由此，开创了自主式导航 系统的时代。
o 惯性导航系统（INS）是一种不依赖于任何 外部信息、也不向外部辐射能量的自主式导 航系统，具有很好的隐蔽性 。
机载电子设备概论
机载电子设备概论
多普勒导航原理
机载电子设备概论
机载电子设备发展回顾（9）
o 1970年代，美国开始建立基于卫星的导航系 统，于1973年启动GPS（全球定位系统）计 划，于1993年建成GPS系统。
o 卫星导航系统是将导航台设置在人造地球卫 星上的导航系统。由于卫星离地高度很高， 其辐射的无线电波覆盖区域大，只要一定数 量的导航卫星，即可为全球提供不受天气/时 间变化影响的导航服务。