机载电子设备-概论

航空电子及自动化2012.92考核方式平时成绩（出勤+作业）：30%；期末考试：70%。3课程目的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。4航空电子设备严格意义上，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。Avionics(航空电子)=Aviation(航空)+Electronics(电子)航空电子始终是航空发展的最重要因素之一。5A3206A320驾驶舱7波音777-200L8波音777-200L驾驶舱9波音747电子舱10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。11机载电子设备发展回顾（1）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。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。1918年，陀螺磁罗盘问世。12BeckerVHF机载无线电收发机13陀螺（定轴性）14机载电子设备发展回顾（2）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。15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位置线位置线16机载电子设备发展回顾（3）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。17简单的无线电导航18机载电子设备发展回顾（4）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。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。19自动驾驶显示20机载电子设备发展回顾（5）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=radiodetectingandranging（无线电探测及测距）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。并引发反雷达技术（如隐形飞机）的出现，即电子对抗。21空中监视饲雷达22空中监视粗雷达的收终发设备23机载探测猴雷达（位劣于机身下惧方）24机载电狮子设备粘发展回匆顾（6）同期，阴极射线拳管显示器出现在驾于驶舱，由典于新的导轧航和目标折探测设备焦产生大量信吨息（使仪表板赛上的仪朵表指示笨不断膨泄胀以致傲无法容唐纳，驾阴驶员负鸣担过重），这贫些信息败需要尽可能弃详细地提取峰出来并以方便纲的方式呈现给辨机组人伏员。25机载电肺子设备唯发展回污顾（7）1950年，美国应研制出第槐一部惯性导航右系统：一种将众陀螺仪和悉灵敏的加金速度计结坐合在一起并的新的导渐航方法。墓由此，开漫创了自主式网导航系统的坝时代。惯性导航道系统（INS）是一久种不依酿赖于任水何外部杜信息、走也不向外盒部辐射域能量的自主盒式导航舰系统，怀具有很岸好的隐瞒蔽性里。26平台惯导扫系统的组导件加速度计陀螺基座俯仰环轴横滚环轴方位环轴27机载电子壮设备发展照回顾（8）与惯性导缓航几乎同泉时发展起丛来的另一沿种自主导路航设备（不依赖地湿面助航设曲备而独立工裂作）是多普勒龙导航系搬统。这是一招种通过测揉量地速及蜡偏航角实突现导航的撕系统。飞机通静过具有寨三维稳寒定控制倚作用的转天线向枯下发射书几条狭先窄的电著磁能量室波束，嗽以照射绍地面上免几个很搏小的面际积，并惯由此收绢到从地参面反射谋的部分互发射能锁量并加子以处理卫以确定多何普勒频孔移。28多普勒狱导航原蛮理29机载电徐子设备派发展回妈顾（9）197描0年代，吹美国开护始建立基于卫遍星的导惧航系统，于1973年启动GPS（全球定吨位系统）报计划，于1993年建成GPS系统。卫星导健航系统轮是将导惭航台设病置在人造地球诊卫星上的导航减系统。由全于卫星离西地高度很啄高，其辐耐射的无线役电波覆盖弄区域大，惜只要一定随数量的导缴航卫星，比即可为全拦球提供不利受天气/时间变化扮影响的导币航服务。30GPS控Bl更ock勒II卫星31GPS卫星星勾座（示掉意图）32机载电崭子设备肢发展回宇顾（10）GPS基于无源伪距巾测距原理，奏利用4颗卫星实齐现距离（份伪距）测滑量，即确降定用户位谈置。33GPS导航基碎本原理测量距离接收机时钟偏差位置及时间34机载电稻子设备妥分类机载电子健设备主要继可分为航泡空仪表、赞航空无线村电系统两拿大部份。航空仪挂表：测宵量（或膊计算）品飞机在业飞行状筹态下的凶飞行参助数以及们发动机野和其它召设备的役工作状热态参数倍的设备票。航空无不线电系乞统：用满以飞机扁通讯和辉无线电罗导航的痒无线电尘电子设磁备。35航空仪表颠作用为飞行员你提供驾驶阿飞机用的盛各种目视丧数据；为机载导接航设备提蚕供有关的商导航输入禽数据；为机载记甩录设备提松供有关的摇记录数据和；为自动构飞行控般制系统墨提供有隔关的数梦据。36航空仪伞表发展均过程机械仪表贸阶段：传感器榜与指示器贺间的信号育传输是通捡过机械结浸构实现；妹优点是结邪构简单、劈燕工作可靠达、成本低链廉；缺点腥是灵敏度俱低，指示叔误差大，挪信号能量灿小；电气仪表添阶段：传感器弟与指示器面间的信号苍传输通过永电气传输抵；优点是扑提高测量情精度、仪梯表的反应市速度和传倡输距离等碰；缺点结坑构复杂、缩慧重量增加仔、可靠性店降低。37机电式伺律服仪表阶疗段：采用具隐有反馈朴功能的浮自动调尺节小功霞率伺服碎系统仪学表，提夸高仪表态的灵敏肿度和精洋度，有充利于仪枪表的综悄合化和辞自动化隔；综合指驼示仪表呀阶段：把功能士相同或销相关的赏指示仪秒表有机施地结合友，形成铺统一指领示的综弄合仪表魂，已成盾为发展蜡趋势；电子显示决仪表阶段垄：进一步左向综合笨化、标深准化和寨多功能过化，出吵现高度婆综合又牛相互补读充、交痰换显示旱的综合桶电子显酿示系列淡，初步略实现人均机对话神。航空仪励表发展勒过程38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，成本低廉灵敏度低，指示误差大电气仪表传感器和指示器没有组装在一起，以电气传输代替机械传动反映速度快、准确程度高、传输距离远，仪表板体积缩小仪表结构复杂、部件增多、重量增加、可靠性降低机电式伺服仪表采用具有反馈功能的自动调节小功率伺服系统仪表信号能量放大，提高指示精度和负载能力综合指示仪表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，电子显示仪表60年代出现电子屏显示仪表，70年代中期又进一步向综合化、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，39航空仪表义分类按功用尼分：飞羊行仪表莲、发动耗机仪表拨和其它狐设备仪宫表(导航仪表猫、系统状眉态仪表)。按原理分麻：测量仪肢表、计算当仪表、调宪节仪表。40航空仪表应分类测量仪屋表：用田来测量箱飞机的替各种运厅动参数帜，这些梅仪表的默特点是派需测量它的参量罢可直接对或间接务测量获洽得；计算仪表闻：指飞机既上的一些奴导航或系苏统性能方号面的计算悦仪表，其抗特点是通领过一个或摊几个参数时计算判断挖方能得到撒参数；调节仪网表：是届指机上杨属于仪猛表专业丢人员维恐护范围藏的一些死自动化厕控制系雕统设备仓。41航空仪匀表基本找结构测量仪表触的基本结尸构敏感元件中间环节指示部分直读式凯仪表基培本结构传原理敏感元件转换装置接收装置指示部分远读式仪掩表基本结位构原理42航空仪克表基本烘结构计算仪絮表的基叉本结构传感器转换接收装置计算设备转换指示部分43航空仪表坚基本结构调节仪表贿的基本结牵构开环系统撇控制器结源构原理图闭环系恐统控制胁器结构虫原理图

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