第二章测量飞机姿态的仪表
《飞机仪表》第二章传感器原理
中央，盖住四个电极的 面积相等，导电液体盖 住四个电极的面积也相 等，因而四个电极经导 电液至中心电极的电阻 是相等的。
液体摆
原理： 倾斜时，气泡偏离
中央位置，盖住对应两 个电极的面积不再相等， 导电液体盖住这两个电 极的面积也不相等，被 液体盖住面积小的电极 至中心电极的电阻增大， 被液体盖住面积大的电 极至中心电极的电阻减 小。
1. 衔铁位于中间位置时，气隙、电感、感抗等相等， 输出电压为0； 2. 衔铁偏离中间位置时，与衔铁气隙减小的铁芯一 端线圈电感增大， 另一铁芯线圈电感减小，此时电 桥不平衡，有输出电压。
U s 2 U
U s 2 U
由公式可以看出来:电源 电压和初始间隙都确定 的情况下，输出电压与 衔铁位移量成正比，相 位与移动方向有关。
li
i Ai
li、 i、Ai——磁通通路的长度及对应的磁导率和截面积
Rm
li
i Ai
由于空气的磁阻Rm0远大于铁磁物质的磁阻，所 以略去铁芯的磁阻后可得：
Rm
li 2δ μi Ai μ0A0
因此线圈自感系 数可以写成：
L W2 μ0A0W2
Rm
2δ
x R m L
x R m L
基本概念
变形—外力导致的物体尺寸和形状的改 变。 弹性变形—外力消失后可以恢复原来状 态的变形。 弹性元件—具有弹性变形的物体。被测 参数→线/角位移。 弹性特性—外力与变形的关系。线性的 或者非线性的。
基本概念
刚度—弹性元件抵抗变形的能力 。 灵敏度—单位力产生变形的大小。
外力相同时，变形大的灵敏度高， 变形小的灵敏度低。
4. 弹簧管—弧状弹性金属管，开口端固 定，封闭端随管子移动。
航空仪表基本知识汇总
概述——航空仪表的分类：发动机仪表、大气数据仪表、陀螺仪表。
第一章压力测量仪表．压力表……测量飞机上气体或液体压力的仪表，叫做压力表。
按动作原理分：机械式、电动机械式和电动式；按仪表供电的电源形式分为直流压力表和交流压力表。
2BYY-1A 功能：用来测量歼八飞机助力液压系统和收放液压（又叫主液压）系统的液压油压力。
组成：两个GYY-1传感器、两个完全相同装在一个表壳的2ZYY-1A指示器，测量范围0-250公斤/厘米²。
原理：测量压力时，弹簧管在压力作用下自由端产生位移、压力越大、位移量越大、当自由端向外移动时，经过曲臂连杆和活动摇臂改变电位器电刷在电阻上的位置从而改变指示器中两线框的电流比值，使指针在刻度盘上指出相应的压力数值。
当仪表不通电时，指针轴上的小磁铁受拉回磁铁的作用，使指针停在刻度以下的限制柱处。
弹簧管……由于弹簧管的横截面为椭圆形，所以弹簧管受流体压力作用后，压力沿短轴b方向的作用面积大于沿a方向作用的总面积，因而沿短轴方向的作用力也就大于沿长轴方向的作用力。
流体压力对弹簧管横截面积作用的结果，使长轴变短，短轴变短，即横截面由椭圆形向圆形转化。
在弹簧管的横截面由椭圆向圆形转化的过程中，弹簧管外管壁受到拉伸，内管壁受到压缩，因而外管壁产生反抗拉伸的拉应力，内管壁产生反抗压缩的压应力，这两个应力在自由端形成一对力偶，使弹簧管伸直变形，在自由端产生位移。
第二章温度测量仪表．热电极：一般把组成热电偶的两种金属导体又叫做热电极，所产生的电势叫热电势。
热端：热电偶温度高的一端叫热端或测量端。
冷端：温度低的一端叫冷端或参考端。
几种常用的热电偶①铂铑-铂热电偶……属于贵重金属热电偶，分度号为LB-3热电性能稳定，测量温度范围大，精度高，可以在氧化性或中性介质中长期使用。
由于这种热电偶电势率较低，金属材料价格昂贵，故一般只用这种热电偶作为标准热电偶使用。
②镍镉-镍铜热电偶……这种热电偶属于廉价金属热电偶，其分度号为EA。
模拟飞行基础教程(飞机仪表盘)
（1）姿态仪。
该仪表用于反映飞机的姿态变化（如俯仰角度及倾斜角度）。
在姿态仪中蓝色代表天，深色代表地面，中间的白线代表地平线。
当飞机上仰时，姿态仪中的小飞机（橘红色）向上移动，当小飞机处于人工地平线上方时，代表飞机的仰角为正，蓝色部分的小黑线表示俯仰角度，依次为5度、10度……当飞机向左倾斜时，小飞机会相对人工地平线左倾相同角度，姿态仪最上方的橘红色三角形指示位置即为倾斜角度（最中央白线为0度，向外依次表示5度、10度、15度、30度）。
（2）速度表。
该表显示的是指示空速，指示空速是由吹入动压空的气流压强和静压孔测得静态空气压强的差值得出的，当飞机处于标准海平面气压中指示空速就等于真空速。
指示空速的单位是节。
此外讲解以下几个速度的不同：1）指示空速（如上）2）真空速：飞机相对周围气体的速度，粗略数据可由指示空速换算得来。
3）地速：飞机相对地面的速度，可由真空速加上风速得出。
4）马赫数：真空速与相应条件下音速的比值。
再来了解下速度表上各速度的标示：1）最外圈白色范围表示进行襟翼操纵的速度范围，其中注意襟翼操纵范围的最小值也就是飞机在着陆形态下的最小可操纵速度Vso。
2）绿色部分表示在不放襟翼（或称光洁形态）时的操纵范围，其最小值就是飞机在光洁形态下的最小操纵速度Vs。
3）黄色部分表示超过正常巡航/操纵范围的速度，其与绿色部分大交点也就是正常巡航最大速度，称为Vno4）最后的红色部分表示飞机结构设计的极限速度Vne，在所有飞行中都不应超过该速度。
最后发现忘了说一点，速度表的单位是节！（3）高度表。
飞机上主要用的是气压高度表，该高度表通过测量飞机所在高度的气压与海平面气压的差值得出高度。
需要注意的是在飞行中需要依情况转换高度表修正值（海平面气压状态），例如当机场处修正海平面气压为29.83英寸汞柱时，就需转动高度表左下方的旋钮时表盘右侧的气压值窗口的示数达到29.83。
在转换高度之上（美国是18000英尺，中国一般是9800英尺，若由于实际情况变化会予以通告）高度表应拨为标准海平面气压29.92英寸汞柱。
民航概论：第2章 第5节 飞机的仪表系统
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(4)姿态指引仪（ADI-Attitude Display Indicator）
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（5）水平状态指示器（HSI）
Horizontal Situation
Indicator
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第五节 飞机的仪表系统
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T型布局
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仪表的T型布局
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第五节 飞机的仪表系统
航空仪表的发展历程与布局：
（3）发动机仪表（EWD）——用于指示发动机工作系统中 的各种参数。
（4）系统状态仪表（SD）——用于指示飞机的其他系统（如 液压、燃油、空调、起落架等）或设备的运行情况。
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第五节 飞机的仪表系统
一、飞行仪表
1.大气数据仪表
A ) 全/静压系统 用于收集气流的全压和静压，并把它们输
送到需要全压、静压的仪表和有关设备。 B) 大气数据计算机
2500英尺或0-5000英尺的低高度
主要用于在进近和着陆过程中，配合近地警告系
统（EGPWS）保证飞行安全。
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（2）自动定向机（ADF）
用来测定飞 机纵轴与地 面导航台的 相对方位角， 从而引导飞 机按一定方 向飞行。
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NDB 台
ADF
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（3）无线电磁指示仪（RMI) Radio Magnetic Indicator
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各种高度之间的关系
机场标高
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气压高度表原理
测量原理：根据标准大气压中气压（静压）与高度对 应关系，测量气压的大小，就可以表示出高度的高低。
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（1）速度表
①空速表
测量原理：根据空速与动压的关系，利用开口膜盒测量动压， 从而得到指示空速。
第2章 第5节 民用航空器-飞行仪表
第二章 第五节 飞行仪表 九、飞行管理系统
CREW
AUTOTHROTTLE
AUTOPILOT
CDU FCU IRS DME
DISPLAYS
ADC
FMS
VOR ILS
CLOCK
TOTAL FUEL FUEL FLOW RECORDERS
FMC #2
第二章 第五节 飞行仪表 黑匣子 驾驶舱语音记录器 飞行数据记录器
第二章 第五节 飞行仪表 自动驾驶
飞行仪表 眼、脑、手 飞机气动力 人工操纵回路 感应元件 变换放大元件 飞机气动力 自动驾驶仪操纵回路 执行元件 舵面 驾驶杆 舵面
第二章 第五节 飞行仪表 八、自动驾驶
自动驾驶仪的工作方式： 驾驶员操作模式 驾驶员指令模式 全自动模式
第二章 第五节 飞行仪表 自动驾驶和飞行控制的子系统 推力管理系统 偏航阻尼系统 自动安定面配平系统 备用手动和电动配平 自动配平 马赫数配平 速度配平
飞机运动 飞机气动力 运 动 传 感 器 电 信 号 电 传 操纵面 动 气 传 动 操纵面 空气动力 力和力矩
本节重点内容
一、大气数据仪表 （高度表、速度表、升降速度表） 二、陀螺仪表 （地平仪、转弯协调仪） 三、现代综合仪表（PFD、ND、EWD、SD） 四、TCAS和GPWS的作用 五、匣子的记录时间及作用
第二章 第五节 飞行仪表
7.磁罗盘 7.磁罗盘
通过感受地磁场来测量飞机的磁航向。
第二章 第五节 飞行仪表
第二章 第五节 飞行仪表
仪表的T型布局 仪表的 型布局
第二章 第五节 飞行仪表
现代仪表
第二章 第五节 飞行仪表
二、电子综合仪表
第二章 第五节 飞行仪表
第二章 第五节 飞行仪表
民航飞机飞行仪表
(accel., rate gyros, thrust, ...)
• Autopilot
Pitch
• Flight director Roll
• Head-up display Yaw
Thrust
• Autothrottle
Q
Aircraft
Air Data sensors
驾驶杆 电信号传送
运 动 传 感 器
电 信 号
操纵面位 置指令
大气数据传感器
动作筒 动作筒位置反馈
操纵面
电子飞行仪表系统
PFD
ECAM
ND
电子飞行仪表系统
PFD
ND
电 子 飞 行 仪 表 系 统
自动驾驶
飞行仪表 眼、脑、手 驾驶杆
舵面
飞机气动力 人工操纵回路
感应元件 变换放大元件 执行元件 舵面
飞机气动力 自动驾驶仪操纵回路
自动驾驶
Radio Nav sensors
Inertial sensors
AURAL ANNUNCIATION
MODE S ANTENNA
COORDNINATIO & INHIBITION
TCAS II UNIT
MODE S XPDR
ALRTAIMDEATRER
RADAR ALTIMETER ANTENNA
AIR DATA COMPUTER
(ADC)
GEAR & FLAPS
EFIS
Electronic Flight
Instrument System
Y/D
Yaw Damper
飞行管理系统
AUTOTHROTTLE
航空仪表基础.最全PPT
动控制)，使其按预定的规律工作。 空气螺旋桨一般由二叶、三叶或多叶桨叶组成。
对于固定翼飞机而言，不可能沿x轴的反向运动(直升机则可以)。 介绍各种飞行高度的定义，气压式高度表、无线电高度表的测量原理和认读方法； 排气行程结束后，又重复进行下一个工作循环。 在测量和计算某一对象(如飞机的运动或工作状态)的基础上，对它进行自动调节(即自动控制)，使其按预定的规律工作。 介绍主流民航飞机上使用的发动机指示与机组告警系统。 航空仪表种类繁多，且主要安装在飞机驾驶舱仪表板和操纵台上。
典型的测量仪表有：
大气数据系统仪表(高度类仪表、速 度类仪表、大气静温/总温表等)、姿 态系统仪表(地平仪、转弯仪、侧滑 仪等)、航向系统仪表(磁罗盘、陀螺 磁罗盘等)。
输入
感受
转换
传送
பைடு நூலகம்
输出 指示
典型的测量仪表有：
航空发动机上，有如下测量仪表：燃油/ 滑油油量表、燃油/滑油压力表、燃油流 量表、滑油温度表、振动指示器等。针 对活塞式发动机，有螺旋桨转速表、进 气压力表、气缸头温度表等；针对涡轮 螺旋桨发动机，有低压/高压涡轮转速表、 扭矩表、排气温度表等；针对涡轮喷气 发动机，有推力表、喷气温度表等。
对于固定翼飞机而言，不可能沿x轴的反向运动(直升 机则可以)。沿三轴其他方向的平动则都是可能的。沿着 Oy方向的平动将使飞机产生侧滑运动，沿着Oz方向的平 动将使飞机产生上升或下降运动。
航空器运动状态参数描述
●飞机运动状态参数描述
一般可将飞机在空中飞行的状态用以下几类参数描述： (1)反映飞机位置的参数。如飞行高度(相对某一参照物的 高度、真实高度等)；飞机的位置(如经纬度、相对某一导 航点的位置)。 (2)反映飞机飞行速度的参数(如空速、地速、上升/下降速 度、马赫数等)。 (3)反映飞机飞行姿态的参数。在机体坐标系内，有相对于 地面的俯仰角、滚转角、偏航角；在气流坐标系内，有迎 角、侧滑角等。 (4)反映飞机姿态变化率的参数，如滚转角速度、俯仰角速 度、偏航角速度等。
05姿态仪表
若： ω≠0，L1≠L2
△L ＝ω4S／C
即： △L∝ω 两束激光的光程差和转速成正比 式中：S为环形光路包围的面积； C为光速。
• 根据激光产生的原理，光程越长，波长越长，频率越小。
3.应用：在现代飞机上，激光陀螺广泛用作惯性导航 系统的测量元件，用来测量飞机三维转动角速度。
第二节 地平仪
真空计
功用：指示真空系统的真空度
正常压力范围：4.4—5.2 in Hg
达此值气动仪表才正常工作
警告灯（GYROS）：真空系统压力降至 3—3.5 in Hg时，灯 亮（警告真空系统压力低）。
五、激光陀螺及特性 1、定义
laser gyroscope
应用激光技术测量物体相对
惯性空间的角速度和转动角度的
飞机转弯时引起陀螺进动的力矩
L＝ＪΩωcos(γ－α)
式中：ω—飞机转弯角速度；γ—飞机倾斜角； α—内框转角。
陀螺内框转角不大时 平衡弹簧的力矩为
K—弹性力矩系数。
L≈JΩωcosγ M＝Ｋα
指针稳定时 ∴
M＝L α＝（JΩ/K）ωcosγ 故，α粗略反映ω。
4.指示飞机无侧滑转弯时的倾斜角
转弯仪功用
转弯仪组成及测量原理
粗略反映转弯的快慢程度 指示飞机无侧滑转弯时的倾斜角 转弯仪的指示
一、转弯仪功用
1.指示飞机转弯(或盘旋)方向 2.粗略反映转弯的快慢程度 3.有的还能指示飞机在某一真空速时无侧滑转弯的坡 度 (倾斜角)
二、转弯仪组成及测量原理
1.组成
2.测量原理
3.粗略反映转弯的快慢程度
二、两自由度陀螺的特性
1. 稳定性 陀螺高速旋转后，具有抵抗干扰力矩，保持自转 轴相对惯性空间方向不变的特性。
1[1].5 测量飞机姿态的仪表(1)
![1[1].5 测量飞机姿态的仪表(1)](https://img.taocdn.com/s3/m/add8f8b369dc5022aaea0020.png)
第四章测量飞机姿态的仪表要求：功用、基本原理、使用特点、与使用有关的误差（如地平仪的加速、转弯误差等），重点是地平仪方法：分析讲解、实物、试验（转弯仪、地平仪）第四章测量飞机姿态的仪表◆转弯侧滑仪◆航空地平仪4.1一、功用（1）指示飞机转弯(或盘旋)方向（2）粗略反映转弯的快慢程度（3）有的还能指示飞机在某一真空速时无侧滑转弯的坡度(倾斜角)二、指示转弯快慢飞机转弯时引起陀螺进动的力矩L＝ＪΩωcos(γ－α)式中：ω—飞机转弯角速度；γ—飞机倾斜角；α—内框转角。
陀螺内框转角不大时L≈JΩωcosγ平衡弹簧的力矩为M＝ＫαK—弹性力矩系数。
指针稳定时M＝L∴ α＝（JΩ/K）ωcosγ故，α粗略反映ω。
指示飞机无侧滑转弯时的倾斜角/Gtgγ＝Fi＝mvω G＝mg而Fi式中：m—飞机的质量；v—飞机的飞行速度；g—重力加速度。
因此，tgγ＝mvω/mg＝vω/g即ω＝（g/v）tgγ代入式α＝（JΩ/K）ωcosγ中则α＝（JΩg/Kv）sinγ当v一定时，α可指示γ。
三、指示当小飞机翼尖或指针对准“L”或“R”标线时，表示飞机以标准角速度(3 °/秒)转弯。
若无侧滑，飞机转360°需要2分钟时间。
这就是转弯仪表面上标有“2MIN”字样的含义。
4.2综合使用1）接通电源，转速正常(按规定时间或警告旗收起)后使用。
1[1].5 测量飞机姿态的仪表(2)
![1[1].5 测量飞机姿态的仪表(2)](https://img.taocdn.com/s3/m/af40091f59eef8c75fbfb323.png)
4.3一、基本原理俯仰角：飞机纵轴与地平面的夹角，即飞机绕横向水平轴转动的角度。
倾斜角：飞机对称面与通过飞机纵轴所作的铅垂面之间的夹角，即飞机绕纵轴转动的角度；无俯仰时，也等于飞机横轴与地平面的夹角。
怎样测量俯仰角和倾斜角？单摆——具有地垂性，但不稳定。
陀螺——具有稳定性，但不能跟踪地垂线。
二、安装及测量方法纵向安装——外框轴平行于飞机纵轴横向安装——外框轴平行于飞机横轴三、组成及分类分类直读式：陀螺直接带动指示远读式：陀螺通过远传带动指示(又称为姿态系统。
由陀螺传感器和指示器组成。
）四、修正原理(一)液体摆式地垂修正器结构：液体摆、修正线圈筒等修正原理自转轴在地垂线方向时，气泡在中央，铁芯在中央，不产生修正力矩。
自转轴偏离地垂线时，气泡偏移，铁芯偏移，产生修正力矩。
(二)固体摆式地垂修正器修正速度3°/分，垂直精度0.5°。
结构：配重、非稳定摆修正器、活动臂等自转轴在地垂线方向时，合重心通过自转轴，无修正力矩。
自转轴偏离地垂线时，合重心不通过自转轴，产生修正力矩。
五、地平仪的指示认读：小飞机和人工天地线关系、俯仰和倾斜指示分类：“从飞机看地面”——人工天地线运动，小飞机不动；“从地面看飞机”——小飞机运动，人工天地线不动。
六、使用特点地面起动要求：（1）转子达到额定转速。
由时间保证或收警告旗判断。
（2）自转轴处于地垂线方向。
由指示停机角反映。
方法：适当时候上锁，加快起动。
空中使用1、平飞平飞时有一定的迎角，参照升降速度表调整。
2、加速加或减速时，惯性力使摆偏离地垂线，对陀螺进行错误修正，使地平仪出现上仰或下俯误差。
用升降速度表和转弯侧滑仪检查。
3、盘旋和转弯盘旋或转弯时，惯性离心力使摆偏离地垂线方向，对陀螺进行错误修正，使地平仪的俯仰和倾斜指示产生误差。
改平后，用升降速度表和转弯侧滑仪检查。
4、修正方法飞机改平、匀速飞行时，先上锁，后开锁，消除误差。
5、使用完毕断电，上锁；或根据要求。
02章高度表、升降速度表
（3）座舱余压
❖ 座舱内部空气的绝对压力与外部大气压力之差就是座舱空 气的剩余压力，简称余压。
❖ 正常情况下，余压值为正，但在某些特殊情况下，也可能 会出现负余压。
❖ 飞机所能承受的最大余压值取决于座舱的结构强度。
❖ 飞行中飞机所承受的余压值与飞行高度有关。随着客机使 用升限的提高和对舒适性要求的提高，客机的余压值有增 大的趋势，波音747-400飞机的最大余压值达到9.1psi。
（4）其它环境参数对人体的影响
❖ 臭氧对人体的影响 臭氧是强氧化剂，具有强烈的臭味，化学性质活泼，对
飞机上的橡胶件具有较强的腐蚀作用。 ❖ 噪声对人体的影响
实验指出，频率4000Hz以上的声音具有强烈的刺激。舱 内噪声太高使人容易疲劳、容易产生烦躁不安感觉。所以， 座舱噪声量规定应在80～100dB以下。 ❖ 空气清洁度对人体的影响
的温度应高于露点，使其不致蒙上水汽。
（2）座舱高度
❖ 座舱压力也可以用座舱高度表示。座舱高度是指座舱内空 气的绝对压力值所对应的标准气压高度。
❖ 一般要求飞机在最大设计巡航高度上，能保持大约2,400 米（8,000英尺）的座舱高度。这样，在气密舱内可以不 必使用氧气设备飞行。
❖ 现代一些大中型飞机，当座舱高度达到10,000尺（相当于 3,050米）时，通常设有座舱高度警告信号，表示座舱压 力不能再低，此时必须采取措施增大座舱压力。
2、方法误差：气压式高度表是按照标准气压高度公式设计制造。 当实际大气条件不符合标准大气条件时，出现误差。
3、使用误差：气压式高度表的气压调整旋钮调整时候基准面不同， 读数不同。
升降速度表
1、升降速度表（Vertical Speed Indicator)
用来测量飞机爬升或下降的升降速度的仪表。测量单位 时间内飞行高度的变化量。 测量升降速度的方法：
航空科普：飞机仪表
航空科普：飞机仪表01、飞行仪表都有哪些？飞行仪表是指示飞机在飞行中运动参数的仪表。
飞行状态参数有飞行高度、飞行速度和加速度、姿态角和姿态角速度。
飞行仪表主要包括：高度表、空速表、马赫数表、升降速度表、地平仪、转弯侧滑仪、地速偏流角指示器等。
飞行高度指飞机重心相对于某一基准平面的垂直距离，其测量仪表称为高度表，主要有气压式和无线电式两种。
飞机的飞行速度主要包括空速和升降速度。
空速指当前飞机相对空气的飞行速度，测量仪器称为空速表；升降速度指飞机重心沿地面垂直方向的运动速度分量，测量仪表叫升降速度表，测量目的是为了保证飞机水平飞行。
飞机的姿态仪表有地平仪、转弯侧滑仪等，它们是利用陀螺原理设计的。
陀螺是一种能够保持自转轴不变的装置。
在转子高速旋转时，陀螺转轴始终正对地球。
当飞机姿态变化时，陀螺能够及时感受到，并能测量相应变化。
陀螺地平仪利用陀螺制成，是保证飞行安全的最重要的仪表，因而通常做得较大，并安装在飞行员正前方最显眼地方，飞行员几乎时刻都要通过它了解飞行的水平姿态。
转弯侧滑仪也是利用陀螺原理研制的，它的指针可以左右偏转，指示飞机转弯的方向和速度。
这个表的下部还有一个小的侧滑仪，它的偏转可以指示飞机有没有侧滑和侧滑的幅度。
02、导航仪表都有哪些？导航仪表用于显示和提供飞机相对于地球或其他天体的位置信息。
飞机往往按照预定航线飞行，由于飞机速度快，飞行距离远，长时间飞行有可能偏离预定航线。
导航仪表就是不断显示飞机的实际飞行路线，通过与预定航线进行比较，为飞行员的操纵提供依据，或为飞行控制系统提供导航参数。
导航仪表包括导航时钟、航向仪和专门的导航系统仪表。
时钟提供精确的时间信号，现代飞机上采用精度很高的电子时钟。
导航时钟在原理上与地面用的时钟无异，但在结构上要能经受天空中的恶劣环境条件。
航向仪提供飞机飞行的方向。
飞机的航向仪表有三种，一是普通的磁罗盘，即指南针，二是陀螺磁罗盘，三是无线电罗盘。
一架飞机往往三种航向仪都安装，适用于不同的环境和条件，以获得最准确的航向信息。
飞机座舱基本仪表教学
飞机座舱基本仪表教学源⾃@云识民航飞机的座舱内，主要有六个最基本的仪表，其仪表分布规则为两排，每排三个仪表，上排按秩序为空速表、姿态仪、⾼度表；下排为转弯侧滑仪、航向仪、升降速度表。
其中，空速表、姿态仪、⾼度表及航向仪为飞机最最重要且必不可少的四个仪表。
常被称作BasicT，如下图中红⾊T所表⽰的部分。
飞机6个基本仪表介绍：空速表（Airspeed Indicator）：指⽰飞机相对于空⽓的速度即指⽰空速的⼤⼩，单位为海⾥/⼩时（Kt）。
姿态仪（Attitude Indicator）：指⽰飞机滚转⾓（坡度）和俯仰⾓的⼤⼩。
有固定的横杠或⼩飞机和⼈⼯活动的天地线背景组成，参照横杠与⼈⼯天地线的相对姿态模拟了真实飞机与实际天地线的相对姿态。
⾼度表（Altitude Indicator）：指⽰飞机相对于某⼀⽓压基准⾯的⽓压⾼度,单位为英尺（ft），⼀⽶等于3.28英尺。
拨动⽓压旋钮可以选择基准⾯⽓压，基准⽓压的单位通常为英⼨汞柱和毫巴（百帕）。
当基准⽓压设定为标准海平⾯⽓压29.92inHg（1013.2Hpa）时，⾼度表读数即为标准海压⾼度。
转弯侧滑仪（Turn Coordinator）：指⽰飞机的转弯速率和侧滑状态，可以转动的⼩飞机指⽰转弯中⾓速度⼤⼩和近似坡度，可以左右移动的⼩球指⽰飞机的侧滑状态。
航向仪（Heading Indicator）或⽔平状态指⽰器（HIS）：指⽰飞机航向，有固定的航向指针和可以转动的表盘组成。
HIS为较⾼级别的仪表形式，它除了可以提供航向仪的所有功能外，还可⽤于VOR导航和仪表着陆系统（ILS）的使⽤。
升降速度表（Vertical Speed Indicator）：指⽰飞机的垂直速度单位为英尺/分钟（Ft/Min）。
不管飞机如何变化，“BasicT”的相对位置是固定的。
转弯侧滑仪可以在电⼦仪表中集合到姿态仪⾥，升降速度表可以集合到⾼度表中。
现代⼤型飞机上普遍采⽤多功能组合型仪表，将以前需要多个仪表才能提供的信息显⽰在单个仪表上，使⽤由计算机驱动的阴极射线管或液晶显⽰屏显⽰飞机飞⾏数据，除此之外，还提供了许许多多传统仪表所不能提供的信息。
2-第二部分 航空仪表
传感器所测量的物理量基本上有两种形式．一种是稳态(静态或准静态)的形式．这种信号不随时间变化(或变化很缓慢)，另一种是动态(周期变化或瞬态)的形 式，这种信号是随时间变化而变化的。由于输入物理量状态不同，传感器所表现出来的输出一输入特性也不同，因此存在所谓静态特性和动态特性。由于不同传 感器有不同的内部参数，它们的静态特性和动态特性也表现出不同的特点，对测量结果的影响也各不相同。一个高精度传感器。必须有良好的静态特性和动态特 性。这样它才能完成信号(或能量)无失真的转换。
A．线性度 传感器的理想输出一输入特性是线性的．它具有以下优点。 a．可大大简化传感器的理论分析和设计计算； b．为标定和数据处理带来很大方便，只要知道线性输出一输 入特性上的两点(一般为零点和满度值)就可以确定其余各点； c．可使仪表刻度盘均匀刻度，因而制作、安装、调试容易， 提高测量精度； d．避免了非线性补偿环节。
其它测量条件不变的情况下，选择一个大小适当的已知量去替代被测量，而 使测量仪表示值不变是又一种补偿系统误差的方法。如用惠斯登电桥测量直 流电阻，如图1-26所示。
(4)提高变换的灵敏度 为提高仪表的精确度，应使仪表具有足够高的灵敏度，可以利用灵敏的 物理变换原理来提高仪表的灵敏度，如用铜电阻温度计测温，其灵敏度仅为0 ．4％／1°C，改用半导体热敏电阻温度计可以感觉到O．0005℃的温度变化 ，在稳定性大致相当的条件等下，两者可能达到的测量精确度就极为悬殊。 金属应变丝由于灵敏度太低(应变量不能超过0．2％～O．4％)，而很难提高 测量精确度，现在应用逐渐减少。半导体应变片一下子把灵敏度提高了近一 个数量级(应变量可达到10％)，这给提高精确度创造了极为有利的条件 (5)提高变换的稳定性 测量中采用高稳定性的物理变换定律可以提高测量的稳定性。例如， 原子这样的微观世界是遵循量子力学定律而建立的，微观物理量只能作一 定的跳跃式的变化，而不可能发生逐渐的微小的变化，因此采用激光测量 长度时，误差不到10―7，采用激光测量时间时，几万年内仅有1S误差。又 如，采用超声波测矿井风速(见第四章)可以避免叶轮风速计中机械磨擦带 来的测量误差，从而提高了测量的稳定性。
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（2） 进动方向
角动量矢量（自转角速度矢量）沿最短途径转向外力矩 矢量的方向。
进动角速度的大小:ω=M/H
进动角速度的大小:ω=M/Hcosθ （自转轴与外框轴不垂直时）
（3） 影响进动性的因素（四要稳定性
（1）定义：两自由度陀螺具有抵抗干扰力矩，力图保 持其自转轴相对惯性空间方位稳定的特性，称为陀螺的 稳定性。
认读规律：
兰色上仰
棕色下俯
正字正飞
倒字倒飞
（二）坡度（γ）：坡度刻度盘中间有“△”指标，左、右 每隔15o刻一刻度，每30o刻一数字，最大 刻度90o
正飞时： 子午线 倒飞时： 子午线
认读规律：
—右左— 指 —右左— 坡度
—右— 指
左 —— 坡度
左
右
认读
上蓝下褐要记清， 机轮上下判倒正, 坡度认读看翼尖, 俯仰九十不稳定。
——转子、内框、外框和基座 陀螺支点:三轴轴线相交于一点。成为陀螺支点。内框与外框组 成的支架一万象支架。
3. 刚体转子陀螺的分类
• 根据自转轴具有的自由度：两自由度陀螺、单自由度陀螺 • 根据动力：电动、气动
4.陀螺的特性 （一）两自由度陀螺的特性
*进动性 *稳定性
1.进动性 （1） 进动性的定义： 当陀螺高速旋转受到外力矩作用时，两自由度陀螺转 动方向（指角速度矢量方向）与外力矩作用方向相互垂直 的特性，称为两自由度陀螺的进动性
三角指标与调整钮联动。转动调整钮使三角指标对准倾斜刻度盘的零点。
认读特点例
俯仰5° 机头向上
俯仰5° 机头向下
10º 20º
地平仪
Bank Scale
倾斜刻度
30º
60º
Attitude Indicator 地平仪
4.单自由度陀螺的受迫运动
二、动力源
1.分类
陀螺可以用电源来驱动， 常用36V400HZ交流电(直流28V经变流机或仪表内的直 流/交流变换器转换成20V、400HZ三相交流电），转子 转速可达23000转/分 陀螺也可以用气源来驱动如： 有的地平仪、陀螺半罗盘采用气动，转弯仪采用电驱动。 （可以作为真空系统万一失效时的备用仪表）
3.地平仪的安装及测量方法
由于两自由度陀螺内外框轴与飞机纵横轴关 系不一样，地平仪在飞机上有两种安装方式：一种 是外框轴与飞机纵轴平行，称为纵向安装；另一种 是外框轴与飞机横轴平行，称为横向安装。
从测量范围来看，纵向安装的垂直陀螺，当飞机俯仰90度 时，外框轴与自转轴重合，出现“框架自锁”现象而不能正常 工作，所以，测量俯仰范围小于90度；当飞机倾斜或横滚360 度时，外框轴与自转轴始终保持垂直关系，所以，测量倾斜角 的范围可达360度。
三、地平仪(gyro horizon)
1、功用：测量和指示飞机的俯仰角和倾斜角
2.地平仪的基本原理
俯仰角：飞机纵轴与地平 面的夹角，即飞机绕横向水 平轴转动的角度，一般用Θ 表示。
倾斜角：飞机对称面与通 过飞机纵轴所作的铅垂面之 间的夹角，即飞机绕纵轴转 动的角度；无俯仰时，也等 于飞机横轴与地平面的夹角， 一般用γ表示。
1.摆怎样模拟地垂线
单摆具有地垂性，但受加速度的影响缺少稳定性。 液体摆的摆线也具有地垂性，但受飞机加速度的影响， 摆在模拟地垂线时缺少稳定性。
2．两自由度陀螺怎样模拟地垂线
• (二)通过摆对陀螺的修正，使陀螺自转轴在飞机平飞 和有加速度时都能比较准确地模拟地垂线
利用两自由度陀螺的稳定性和摆的地垂性互相取长补短，以 便更好地模拟地垂线。
2.1测量俯仰角与坡度的基本条件
在飞机上建立一个人工地平坐标系， 并将其与机体坐标系进行比较，就可以测 出飞机的姿态角。
2.2地平仪的基本原理
利用摆的地垂性修正陀螺，利用陀螺的稳 定性建立稳定的人工地垂线，从而根据飞机和 陀螺的关系测量飞机的俯仰角和倾斜角。
（一）利用摆和两自由度陀螺模拟地垂线
（3）应用 ——稳定器、测量基准等
（4）影响稳定性的因素
（5）陀螺的自走 陀螺的自走：由于地球自转以及飞行速度等原
因，陀螺自转轴相对地球的方位就不可能保持不变。
（二）单自由度陀螺
1.组成：转子、自转轴 、内框、内框轴、 基座
2.单自由度陀螺的进动性
3.应用 ——测量角速度、角位移，如转弯仪等
横向安装的垂直陀螺；当飞机倾斜角或横滚90度时，外框轴与 自转轴重合，出现“框架自锁”现象而不能正常工作，所以测量 倾斜角的范围小于90度；当飞机俯仰360度时，外框轴与自转轴始 终保持垂直，所以测量俯仰角的范围可达360度。
4、认读
（一）俯仰角（θ）： 每格10o，每20o一数字； 80o~90o~80o处为一圆圈。
第二章 测量飞机姿态的仪表
姿态仪表包括： 地平仪 转弯侧滑仪
一、
1.陀螺(gyroscope)：测量物体相对惯性空间转角或 角速度的装置。
• 种类：普通刚体转子陀螺、挠性陀螺、激光陀 螺、光纤陀螺、粒子陀螺、低温超导陀螺 等。
• 刚体转子陀螺：能够绕一个支点高速旋转的物体。
2. 刚体转子陀螺的结构
2.动力源组成：真空泵、释压活门、真空计、气滤
真空泵工作：空气→过滤器→气动陀螺→真空释压活门调节→经真空泵排出系统
真空计
功用：指示真空系统的真空度
正常压力范围：4.4—5.2 inHg 达此值气动仪表才正常工作
警告灯（GYROS）：真空系统压力降至 3—3.5 inHg时，灯 亮（警告真空系统压力低）。
• 具体方法：
• 取陀螺抵抗加速度干扰的方向稳定性这个长处。（ 缺少地垂性）。
• 取摆具有地垂性这个长处，（缺少稳定性）对陀 螺进行修正，使陀螺自转轴不停地跟踪地垂线。受到 摆的修正的陀螺，既可消除因自走而产生的自转轴偏 离地垂线的误差，又能抵抗加速度的干扰。这样，不 论飞机平飞或有加速，陀螺自转轴都可以比较准确地 模拟地垂线了。
（2）两种表现形式：漂移和章动。
漂移——在干扰力矩的作用下，陀螺产生很小进动。（目前 常用陀螺漂移率12°-1°/小时，惯性级陀螺漂移率0.01°-0.001°/小 时） 章动——当陀螺受到冲击力矩作用时，自转轴将在原来的空 间方向附近作高频微幅圆锥形震荡运动。频率很高，大于几 百赫；振幅很小，小于角分量级；会很快衰减