飞机的电子仪表装置(经典课件)

导航系统
应答机




是机载设备与地面航空管制雷达配合使用的设 备。 地面的二次雷达向飞机发出询问信号，机上的 应答机就被触发。 应答机根据地面询问的模式自动产生应答脉冲 信号，向地面雷达报告飞机的编码或飞行高度。 雷达的屏幕上的飞机光点就会显示出飞机的编 码和高度。 应答机工作频率为1090兆赫。
飞机的电子仪表装置


电子仪表装置是飞机感知外部情况和控 制飞行状态的核心，是飞机的大脑和神 经系统。 电子仪表设备按系统分为：通信设备系 统、导航设备系统、飞行控制仪表设备 系统。
无线电通信系统


通信系统是完成通信过程的全部设备和传输 媒介，实现飞机与飞机之间，飞机与地面 （水上）之间信息的传输。 通信系统由发射机、接收机、发射天线、接 收天线、话筒、耳机或扬。
导航系统
无线电高度表



使用无线电波的反射回波测量飞机与大 地表面之间的实际高度。 民航飞机使用测高范围在0~2500英尺或 0~5000英尺的低高度无线电高度表，在 起飞和进近着陆期间使用。 使用频率为4200~4400赫，工作原理和雷 达相同，多数使用的是调频的连续波。
导航系统
甚高频全向信标系统（DVOR）
导航系统
惯性基准系统——难度



加速度的测量要非常精确，否则误差会 很大。 需要使三个坐标轴的指向保持恒定来做 为基准方向或通过计算给出恒定指向的 坐标轴的位置。 目前先进的大型民航机上，捷联式惯性 基准系统是基本设备。
导航系统
卫星导航系统



利用已建立的导航卫星系统，由飞机上的接收 机接收卫星的信号，通过飞机和卫星、卫星与 地球之间的相对位置的计算，得出飞机的位置。 目前使用最多的是美国的全球卫星定位系统 （GPS） 卫星导航系统精度高、机载设备简单、不受气 候影响，和惯性导航相比没有积累误差。
导航系统
仪表着陆系统（ILS）


地面部分分为航向信标系统、下滑信标 系统和指点信标系统。 航向系统引导飞机对准跑道的中心线。 下滑系统引导飞机按一定下滑角着陆。 指点信标系统发出信号，检查飞机通过 信标台时的高度和速度，并指示飞机离 跑道入口端的距离。
仪表着陆系统（ILS）Байду номын сангаас


按精度分为三个等级：I类的能见度在 540米以上时可以使用；II类为360米； III类分为IIIa，IIIb，IIIc，对应的能见度 是210米、45米和0米。 机载的仪表着陆设备必须高于和对应于 机场上设施的类别才能在相应的天气下 着陆。
综合电子控制设备

飞行管理计算机系统（FMCS）

两部分组成：控制显示组件和飞行管理计算 机。 记录方式可以用光学摄影或磁带记录。 包括驾驶舱话音记录器和飞行数据记录器 （黑匣子）

飞行信息记录系统：

综合电子控制设备

数据总线


每个系统的计算机在向其他系统计算机输出 数据时都必须先经过阿林克发送机送入总线。 各系统从总线上取得数据也必须经过阿林克 接受机解码才能使用。

包括两台计算机、两台显示器、两套显示转换组件、 一块显示面板和一块维护面板。
飞机的自动驾驶和自动驾驶仪

自动驾驶原理


自动驾驶仪操纵飞机的过程和驾驶员操纵飞 机的程序是相似的。 自动驾驶仪取代驾驶员工作，由三部分组成： 传感元件、变换放大元件、执行元件。

现代飞机的综合飞行管理系统

五个部分：自动驾驶仪指引系统、推力管理 系统、偏航阻尼系统、自动配平增稳系统和 维护监控系统。
频段划分 低频(LF) 30千赫～300千赫 中频(MF) 300千赫～3000千赫 高频(HF) 3000千赫～30兆赫 甚高频(VHF) 30兆赫～300兆赫 超高频(UHF) 300兆赫～3000兆赫 极高频(SHF) 3000兆赫～30000兆赫
无线电通信系统

机载通信设备主要负担指挥、联络 和内部通信等三个方面的任务。它 具有三种通信形式：近距离通信、 远距离通信和机内通信。
导航系统
控制仪表系统


作用：为驾驶员提供飞机的各种信息和数据， 了解飞行情况，及时地对飞机进行控制，从而 完成飞行任务。 大气数据仪表：通过感受飞机外界大气的压力 来测量飞机的高度和速度。

包括：气压高度表、速度表、大气温度表、大气数 据计算机。

姿态指引仪表：陀螺、陀螺仪表、惯性基准系 统。
电子综合仪表



也是一种测向系统。 由机载的全向信标接收机和地面的全向 信标台组成。 全向信标台发射出去的电波在空间形成 了相位变化。 飞机上的接收机收到的信号随它与发射 台的方位不同而变化。
导航系统
全向信标系统


典型的全向信标： 机载设备由接收机、 天线、指示器、和 频率选择组件等组 成。 频率选择组件的功 用是将接收机调谐 到所选择的地面站 的工作频率上。指 示器的垂直指针指 示飞机偏离航道的 状况。
导航系统
罗盘系统
无线电罗盘： 使用100~2000千赫频段工作。 在这个波段中，地面的航线点上设立专用的无 方向导航信标台（NDB）。 还在航路点上设置有大功率的广播电台，自动 定向机接收到这些设施发出的电波，根据电波 的强弱确定飞机对这些地面设施的方位。 定向任务由环形天线完成。 自动定向机精度较低，但构造简单，操作方便。




当地面呼叫一架飞机时，飞机上的这个 系统以灯光和音响通知机组，有人呼叫， 从而进行联络； 避免驾驶员长时间等候呼叫或是由于疏 漏而不能接通联系。 每架飞机必须有一个特定的四位字母代 码。 机上通信系统都调谐在指定频率上。
通信系统
音频综合系统（AIS）：


包括飞机内部的通话子系统。 分为飞行内话系统、勤务内话、客舱广播与旅 客娱乐系统、呼唤系统和驾驶舱话音记录器。 飞行内话系统：使驾驶员使用音频选择盒，把 话筒连接到所选择的通信系统，同时使这个系 统的音频信号输入驾驶员的耳机或扬声器中， 也可以用这个系统选择收听从各种导航设备来 的音频信号或利用相连的线路进行机组成员之 间的通话。
甚高频通信系统（VHF）




作用范围只在目视范围之内； 作用距离随高度变化，在高度为300 米时距离为74公里； 主要用于飞机在起飞、降落时或通 过控制空域时机组人员和地面人员 的双向语音通信。 必须保证甚高频通信的高度可靠。
甚高频通信系统（VHF）


甚高频天线为刀形，一般安装在机腹。 使用频率范围按照国际民航组织的统一 规定在118.000到135.975兆赫，每25千 赫为一个频率，共设置了720个频道由飞 机和地面控制台选用，其中121.500兆赫 定为遇难呼救的全世界统一的频道。 通信信号是调幅的，通话双方使用同一 频率，一方发放完毕，停止发射等待对 方信号。
无线电通信系统

机载通信系统主要由机载通信设备、 机内通话设备、通信终端设备和数据 传输引导等设备组成。其中机载通信 设备主要包括高频（HF）、甚高频 （VHF）、超高频（UHF）和甚高频 （VHF）/超高频（UHF）通信设备， 卫星通信设备及救生通信电台等。
无线电通信系统



导航系统
全向信标系统

在民航飞机上，还可以预先将沿航线的 各个VOR台的地理位置(经、纬度)、发 射频率、应飞的航道等输入机载计算， 则在计算机的控制下，飞机就可以按输 入的数据实现自动飞行。
仪表着陆系统（ILS）



仪表着陆指的是飞机仅凭飞行仪表进行着陆。 或引导飞机沿着正确的航道下滑、着陆。 仪表着陆系统(ILS)是一种引导飞机进行着陆 的设备，由地面设备和机载设备相互配合工 作。 地面导航设备指仪表着陆系统中在地面发射 导航信息的设备，也称盲降设备。
通信系统
音频综合系统（AIS）



勤务内话系统：飞机上各个服务站位上 安装的话筒或插孔组成的电话系统。机 组人员之间和机组与地面服务人员之间 利用它进行电话联络。 旅客广播及娱乐系统：机内向旅客广播 通知和放送音乐的系统。 呼唤系统：与内话系统相配合，由各站 位上的呼唤灯和谐音器及呼唤按钮组成。
高频通信系统（HF）


远距离通信使用的系统，使用了和短波广播的 频率范围相同的电磁波。 受到电离层的反射，通信距离可达数千公里。 用于飞行中保持与基地和远方航站的联络。 频率范围为2~30兆赫，每一千赫为一个频道。 使用单边带通信 天线埋入飞机蒙皮之内，一般装在飞机尾部。
选择呼叫系统（SELCAL）



可以把多种数据综合显示在一个显像管上，从 而减少仪表的数量。 把各种相关信息通过计算机的综合分析，给出 指引信号，引导飞机达到预定的航道的飞行状 态。 和自动驾驶仪交联，在飞行管理计算机的控制 下统一动作，使飞行过程的自动化程度大大提 高，极大地减轻了驾驶员的工作负载负荷，降 低了人为错误的可能性。
导航系统
气象雷达



探测飞机前方一个区域内的危险气象情 况和障碍物、地形状况。 发射机组发射可在横向120、上下15 范围内转动扫描的脉冲锥形波束。 接收机收到前方或地面的障碍物、空中 的降水、云层等的反射波，用不同的颜 色和不同的亮度在彩色显示屏幕上显示。
导航系统
惯性基准系统



由加速度计和陀螺再配以快速的计算机 处理系统组成，不需要地面设备的配合。 利用三个加速度计测出飞机在三个轴向 上的线加速度，利用对应于三个轴的陀 螺测出飞机对应于三个轴的角加速度。 对它进行两次积分可以得出飞机在每一 时刻的位置，得到它的经度、纬度和高 度。
导航系统
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。P56

阿林克寻址通信与报告系统：把阿林克 总线上的数据通过空地双向的数据链进 行交换。
综合电子控制设备

近地警告系统：向驾驶员提供飞机在以 不安全的方式或速度靠近地面的警告， 防止发生因疏忽或计算不周而发生的触 地事故。

系统由近地警告计算机、警告灯和控制板组 成。

电传操纵：把操纵系统中的机械传输部 分全部用电信号代替。
通信系统
无线电导航


无线电导航是借助于运动体上的电子设 备来接收和处理无线电波而获得导航参 量的一种导航方法。 航空无线电导航的过程，就是通过无线 电波的发射和接收，测量飞机相对于导 航台的方向、距离等导航参量的过程。
导航系统

导航：飞机按照预定的航线，准确到达 预定位置，完成航行任务的方法。
电子综合仪表


电子飞行仪表系统（EFIS）：由电子水平状态 指示器（EHSI）、电子姿态指示仪（EADI）、 符号发生器、方式控制面板和信号仪表选择板 组成。 发动机指示与机组警告系统（EICAS）：能够 显示发动机的参数并能在飞行的全部航段上连 续自动监控发动机的工作并在出现异常时报警， 能自动记录故障时的系统参数。


广义的讲包括所有为飞机确定位置、方向的 设备。 狭义的讲只包括在航路上使用的设备。

广义导航设备：罗盘系统；甚高频全向 信标系统；仪表着陆系统；无线电高度 表；测距机；气象雷达及惯性基准系统。
导航系统
罗盘系统


罗盘是用来为飞机定向的仪表。 磁罗盘：用磁针指示出地球上的磁南极 和磁北极的仪表，原理与指南针相同。 无线电罗盘（自动定向机ADF）：一种低 频近程测向设备，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。