第2章-第5节-民用航空器-飞行仪表

1、第二章 民用航空器第五节第五节 飞机的仪表装置飞机的仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置 飞机仪表装置提供飞机的各种信息和数据，使驾驶员飞机仪表装置提供飞机的各种信息和数据，使驾驶员及时了解飞行情况，对飞机进行控制，从而完成飞行任务。及时了解飞行情况，对飞机进行控制，从而完成飞行任务。航空仪表的分类航空仪表的分类（1）飞行仪表（EFIS)通过测量并指示出飞机的各种运动参数，帮助飞行员驾驶飞机完成飞行。（2）导航仪表(ECAM)用于显示飞机的位置，起到定向和定位的作用。（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

2、调、起落架等）或设备的运行情况。第二章 第五节 飞机仪表装置一、飞行仪表一、飞行仪表1.1.大气数据仪表大气数据仪表（1 1）全）全/ /静压系统静压系统 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。（2 2）大气数据计算机）大气数据计算机 将测量的全压、静压、总温等数据经过计算输出大量的大气数据信息。第二章 第五节 飞机仪表装置传感器测量装置传感器测量装置全全/ /静压管（探头）静压管（探头） 第二章 第五节 飞机仪表装置气压式仪表气压式仪表第二章 第五节 飞机仪表装置（1 1）气压高度表）气压高度表2.2.主要大气数据仪表主要大气数据仪表高度高度 飞机飞行的高度

3、是指飞机在空中的位置和所选定的基准面之间的高度差值。 气压变化1百帕=8.25米标准海平面气压： 1013.2百帕1013.2百帕=760毫米汞柱高=29.92英寸汞柱高第二章 第五节 飞机仪表装置各种高度之间的关系各种高度之间的关系机场标高机场标高第二章 第五节 飞机仪表装置测量原理：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。气压高度表原理气压高度表原理第二章 第五节 飞机仪表装置垂直（升降）速度表垂直（升降）速度表 测量原理：高度的变化率（或称垂直速度）就是单位时间内飞机高度的变化量。 飞机高度发生变化，气压也随着变化；气压变化快慢，可以表示飞机高

4、度变化的快慢，即升降速度的大小。因此测量出气压变化的快慢，就能表示出飞机的升降速度。“0”表示飞机平飞“0”以上表示飞机爬升“0”以下表示飞机下降第二章 第五节 飞机仪表装置空速表空速表 测量原理：根据空速与动压的关系，利用开口膜盒测量动压，从而得到指示空速指示空速。第二章 第五节 飞机仪表装置马赫马赫空速表空速表 结构与测量原理与空速表基本相同。第二章 第五节 飞机仪表装置2.2.陀螺仪表陀螺仪表（1 1）陀螺原理）陀螺原理基本特性定轴性定轴性进动性进动性第二章 第五节 飞机仪表装置二自由度二自由度 陀螺仪陀螺仪三自由度三自由度 第二章 第五节 飞机仪表装置地平仪（三自由度陀螺）地平仪（三自

5、由度陀螺） （2 2）陀螺仪表）陀螺仪表第二章 第五节 飞机仪表装置地坪仪的测量原理地坪仪的测量原理第二章 第五节 飞机仪表装置地坪仪地坪仪第二章 第五节 飞机仪表装置地平仪地平仪第二章 第五节 飞机仪表装置转弯协调仪（两自由度陀螺）转弯协调仪（两自由度陀螺）第二章 第五节 飞机仪表装置转弯协调仪（两自由度陀螺）第二章 第五节 飞机仪表装置姿态指引仪姿态指引仪第二章 第五节 飞机仪表装置二、导航仪表二、导航仪表第二章 第五节 飞机仪表装置1.1.磁罗盘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 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置2.2.航向指示器航向指示器第二章 第五节 飞机

6、仪表装置T T型布局型布局第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置仪表的仪表的T T型布局型布局第二章 第五节 飞机仪表装置0第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置现代飞机综合仪表现代飞机综合仪表第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置四、综合电子仪表系统四、综合电子仪表系统电子飞行仪表系统电子飞行仪表系统电子集成飞机监控系统电子集成飞机监控系统第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置PFDPFD T T型布局型布局第

7、二章 第五节 飞机仪表装置EWDEWDSDSD第二章 第五节 飞机仪表装置电子综合仪表系统电子综合仪表系统EFISEFISElectronic Flight Instrument SystemElectronic Flight Instrument SystemwPFD-Primary Flight Display（主飞行显示）wND-Navigation Display（导航显示）wPFD-Primary Flight Display（主飞行显示）wND-Navigation Display（导航显示）EFISEFISElectronic Flight Instrument SystemEl

8、ectronic Flight Instrument SystemwPFD-Primary Flight Display（主飞行显示）wND-Navigation Display（导航显示）EFISEFISElectronic Flight Instrument SystemElectronic Flight Instrument SystemwPFD-Primary Flight Display（主飞行显示）wND-Navigation Display（导航显示）ECAMECAMElectronic Centralized Aircraft MonitoringElectronic Cent

9、ralized Aircraft MonitoringwEWD-Engine Warning Display（主飞行显示）wSD-System Display（导航显示）第二章 第五节 飞机仪表装置三、飞机无线电通信系统甚高频通信系统高频通信系统选择呼叫系统音频综合系统n飞行内话系统n勤务内话系统n客舱广播及娱乐系统n呼唤系统第二章 第五节 飞机仪表装置1.甚高频通信系统(VHF COMM) 作用范围：作用范围：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。高度为6000米时，通信距离在350km左右。用途：用途： 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

10、人员的双向语音通信。 飞机上一般都装有一套以上的备用系统。 第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置2、高频通信系统、高频通信系统(HF) 它使用了和短波广播的频率范围相同的电磁波,它利用电离层的反射,因而通信距离可达数千公里。沿地面传播沿地面传播大地大地电离层电离层大地大地大地大地直线传播直线传播大地大地(a)(b)(c)(d)第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置3、选择呼叫系统、选择呼叫系统(SELCAL) 它的作用是用于当地面呼叫一架飞机时,飞机上的选择呼叫系统以灯光和音响通知机组有人呼叫,从而进行联络,避免了驾驶员长时间等候呼叫或是由于疏漏而不能接通

11、联系。 每架飞机上的选择呼叫必须有一个特定的四位字母代码 第二章 第五节 飞机仪表装置4、音频综合系统、音频综合系统(AIS) 包括飞机内部的通话系统,如机组人员之间的通话系统,对旅客的广播和电视等娱乐设施以及飞机在地面时机组和地面维护人员之间的通话系统。 它分为飞行内话系统、勤务内话系统、客舱广播及娱乐系统、呼唤系统。 第二章 第五节 飞机仪表装置1）飞行内话系统（）飞行内话系统（FLT INT） 驾驶员使用音频选择器 ，把话筒连接到所选择的通信系统，向外发射信号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

12、间的通话。 第二章 第五节 飞机仪表装置 勤务内话是飞机上各个服务站位，包括驾驶舱、客舱或货舱乘务员站位，地面服务维修人员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。 2）勤务内话系统）勤务内话系统 （ SERV INT）第二章 第五节 飞机仪表装置3）客舱广播及娱乐系统）客舱广播及娱乐系统 （PA） 是机内向旅客广播通知和放送音乐的系统。各种客机的旅客娱乐系统区别较大,最通用的是旅客用的放送多通道的音乐广播设备和录像播放设备。 PA使用具有不同的优先等级。第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置4）呼唤系统）呼唤系统 与内话系

13、统相配合，呼唤系统由各站位上的呼唤灯和谐音器及呼唤按钮组成，各内话站位上的人员按下要通话的站位按钮,那个站位的扬声器发出声音或接通指示灯，以呼唤对方接通电话。 呼唤系统还包括旅客座椅上呼唤乘务员的按钮和乘务员舱位的指示灯。第二章 第五节 飞机仪表装置四、导航系统1.1.罗盘罗盘飞机上的罗盘有两种:u磁罗盘u无线电罗盘， 称为自动定向机(ADF)。 1002000kHz 。罗盘系统是用于飞机定向仪表第二章 第五节 飞机仪表装置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自动定向机自动定向机(ADF)(ADF) 第二章 第五节 飞机仪表装置NDB NDB 台台ADF第二章

14、第五节 飞机仪表装置水平状态指示器水平状态指示器HSIHSIHorizontal SituationIndicator第二章 第五节 飞机仪表装置2. 2. 测距机（测距机（DMEDME） DME（Distance Measuring Equipment)，通过无线电磁波测量飞机与地面DME台之间的距离（斜距）。第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置（3 3）无线电高度表）无线电高度表w测量飞机相对地面的真实高度。测高范围在0-2500英尺或0-5000英尺的低高度w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。 第二章 第五节 飞机仪表装置第二章

15、第五节 飞机仪表装置（4 4）甚高频全向信标系统（）甚高频全向信标系统（VORVOR）通过测量飞机的方位和距离定位的无线电测角测距系统。（1）VOR/DME合装台（2）VORTAC（VOR and TACAN）第二章 第五节 飞机仪表装置无线电磁指示仪（无线电磁指示仪（RMI) Radio Magnetic Indicator第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置（5 5）仪表着陆系统）仪表着陆系统w航向信标（LOC, localizer）w下滑信标（GS, glide slope）w指点信标

16、（MB, marker beacon）每个分系统又由地面发射设备和机载设备组成。为驾驶员提供进近和着陆引导。ILS利用无线电信号建立一条标准进近着陆下滑道。驾驶员或自动驾驶仪保持飞机沿此路线进近即可安全着陆。ILS使飞机可以在夜间和能见度很低的坏天气下降落,大大提高了民航飞机的使用性能。 第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置航向台天线下滑台天线第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置五、气象雷达可以探测雷雨、湍流、风切变等危险区，探测前下方的地形；探测航路上的山峰等空中障碍物。第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装

17、置第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置 飞机在加油或有其他飞机在 加油时，不能接通雷达。第二章 第五节 飞机仪表装置飞机在机库或朝着大的建筑物时，不能接通雷达。第二章 第五节 飞机仪表装置六、惯性基准系统 距距 离离速速 度度加速度加速度3个加速度计测出飞机在个加速度计测出飞机在3个轴向上的线个轴向上的线加速度加速度,利用对应于利用对应于3个轴的陀螺测出飞个轴的陀螺测出飞机在机在3

18、个轴上的角加速度个轴上的角加速度 距距 离离3个加速度计测出飞机在个加速度计测出飞机在3个轴向上的线个轴向上的线加速度加速度,利用对应于利用对应于3个轴的陀螺测出飞个轴的陀螺测出飞机在机在3个轴上的角加速度个轴上的角加速度 距距 离离3个加速度计测出飞机在个加速度计测出飞机在3个轴向上的线个轴向上的线加速度加速度,利用对应于利用对应于3个轴的陀螺测出飞个轴的陀螺测出飞机在机在3个轴上的角加速度个轴上的角加速度 第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置保证三个轴指向恒定，计算出来的 坐标位置是我们所需要的经、纬度和高度坐标。 第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装

19、置 早期的惯性导航系统使用一个三轴陀螺平台,加速度计置于这个平台上,利用高速旋转的陀螺的方向稳定性,平台的3个轴不随着飞机的运动而变化,它始终指向随经纬度变化的地垂线和经度线,这样就得到了所需的坐标。 这种导航平台由于精度要求高,陀螺部件 高速转动,因而它的造价极高,维修也很不容易。 捷联式的惯导系统省去了复杂的机电式的惯导平台,不仅降低了造价,而且提高了可靠性和精度,它的关键在于计算机能精确完成复杂的计算并实时显示出来。 目前先进的大型民航机上,捷联式惯性基准系统已经成了基本设备,平台式的已经很少使用了。第二章 第五节 飞机仪表装置八、卫星导航系统八、卫星导航系统 第二章 第五节 飞机仪表装

20、置第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置卫星导航系统 三维空间定位精度已经达到10米以内 ,三维速度精度优于2cm/s，时间精度为2030ns。第二章 第五节 飞机仪表装置六、ATC应答机向二次监视雷达提供位置、识别和高度信息第二章 第五节 飞机仪表装置 地面的管制雷达要求有能力辨别飞机的识别代码和气压高度,这种管制雷达称为二次雷达。 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

21、达报告飞机的编码或飞行高度，这样在雷达屏幕上的飞机光点就会显示出飞机的编码和高度。第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置八、交通警告避撞系统（TCAS）监测周围是否有装有应答机的飞机显示潜在的或预计的相撞目标发出垂直避让指令第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置1) 原理 在二次雷达用应答机确定飞机的编号、航向和高度的原理上,把询问装置装在飞机上,使飞机之间可以显示相互之间的距离间隔,从而使驾驶员知道在一定范围内飞行的航空器之间的相互间隔及时采取措施,避免碰撞。2) 功能 可

22、以提供语言建议警告,计算机可以计算出监视区内30架以内飞机的动向和可能的危险接近,使驾驶员有2540秒的时间采取措施。 第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置九、自动驾驶九、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舵面飞机气动力自动驾驶仪操纵回路执行元件变换放大元件第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置飞机驾驶自动化的进一步发展,要求把飞机的信号基准系统(大气数据系统、惯性基准系统)、自动驾驶系

23、统(自动飞行控制系统、推力管理系统等)和显示系统(电子飞行仪表系统、发动机显示与机组警告系统)统一综合管理,使飞机在整个航线实现最佳性能的自动驾驶飞行。这个任务由飞行管理计算机系统完成。 十、飞行管理计算机系统十、飞行管理计算机系统(FMCS) 第二章 第五节 飞机仪表装置1、飞行管理计算机系统(FMCS) 1）控制显示组件(CDU) 它的作用是帮驾驶员在起飞前把飞行计划和指令输入到系统中,输入的数据包括航路、航段、离港/进港、爬升、巡航等待下降等,同时按驾驶员的要求显示和整个航路有关的资料和数据,它上面的显示屏是为了驾驶员输入整个飞行计划时显示而用。 第二章 第五节 飞机仪表装置2）飞行管理

24、计算机 它是一个功能强大的计算机系统,储存着有关飞机性能和航路的大量信息,从传感系统接收和监控飞行中的动态信息数据,计算和处理后,在显示系统上显示数据,并发出指令到飞行控制系统去执行。第二章 第五节 飞机仪表装置飞行管理系统飞行管理系统FCUIRSDMECDUAUTOTHROTTLECREWCLOCKFUEL FLOWRECORDERSAUTOPILOTDISPLAYSADCVORILSTOTAL FUEL第二章 第五节 飞机仪表装置2、飞行信息记录系统 飞行信息记录系统包括两个部分：一个是驾驶舱话音驾驶舱话音记录器记录器,把驾驶舱内发生的声音和飞行的各种性能数据记录在磁带上，只记录飞行的最后

25、2小时内的信号；另一个是飞飞行数据记录器行数据记录器，可记录25个小时的60多种数据,其中有16种是必录数据(主要是加速度、姿态、空速、时间、推力及各操纵面的位置)。这些磁带记录器储存在一个耐热抗震的金属容器中，这就是通常所说的黑匣子。第二章 第五节 飞机仪表装置 容器要求能承受1000g的过载冲击,30分钟1100高温,海水中浸泡30天而不进水,并带有自动信号发生器和水下超大型定位标,在失落后30天内发射信号,以便搜寻人员寻找。它一般装在垂尾下方的机身后段。飞行记录器的用途包括飞行记录器的用途包括: :事故分析事故分析：记录的数据在飞机失事后再现,用模拟器模拟,是分析事故原因最直接可靠的方法

26、,国际民航组织规定民航机必须安装飞行记录器;机务维修机务维修：从这些记录上可以发现出现的故障,从而适时进行维修;用于飞行试验。第二章 第五节 飞机仪表装置黑匣子黑匣子驾驶舱语音记录器驾驶舱语音记录器飞行数据记录器飞行数据记录器数据总线数据总线第二章 第五节 飞机仪表装置 向驾驶员提供飞机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。 系统核心是近地警告计算机,计算机由仪表着陆系统、无线电高度表、大气数据系统、惯性基准系统、襟翼收放、起落架收放位置传感器接收信息。在处理后,一旦发现不安全状态就通过灯光和声音通知驾驶员,直到驾驶员采取措施脱离不安全状态时信号终止。十一、近地警告系统十一、近地警告系统(GPWS)第二章 第五节 飞机仪表装置第二章 第五节 飞机仪表装置近地警告系统（近地警告系统（GPWSGPWS）（1）过大下降率警告；（2）过大接近率警告；（3）起飞或复飞掉高度过大警告；（4）不安全离地高度警告；（5）低于下滑道过大警告；（6）低于决断高度警