电子飞行仪表系统自考本.ppt

,电子飞行仪表系统,张英杰,中国民航大学,第1章 飞行仪表概述,1.1航空仪表的功能及分类 一、分类 按照功能不同，分成： 1、飞行仪表：用于测量飞机的各种运动参数，位于正、副驾驶的仪表板上。包括： 1. 大气数据系统仪表：高度表、升降速度表、指示空速表、马赫数表、SAT表和TAT表等； 2.姿态系统仪表：地平仪、转弯仪、侧滑仪； 3.航向系统仪表：磁罗盘、陀螺罗盘、陀螺磁罗盘； 4.指引系统仪表：姿态指引仪、水平指引仪,第1章 飞行仪表概述,2、发动机仪表：指示发动机工作系统中的各种参数测量仪表，位于中央仪表板上。 包括:转速表、进气压力表、汽缸头温度表、扭矩表、排气温度表、燃油压力表、滑油压力表、燃油油量表、燃油流量表、滑油油量表、发动机振动指示器、油门指位表、散热器风门指位表等； 3、其他飞机系统仪表:通常位于驾驶舱的顶板上。 包括，增压系统仪表：座舱高度表、压差表、空气流量表、升降速度表、温度表； 液压系统：各种压力表和液压油油量表；,3、其他飞机系统仪表（续） 灭火系统的各种压力表； 起落架收放位置表、襟翼位置表、 电气仪表：电流表、电压表、频率表 按照原理不同，分成 1、测量仪表2、计算仪表3、调节仪表 二、飞行参数 1.航空仪表的发展历程与布局 一、发展历程 机械仪表阶段 直读式结构；结构简单、工作可靠、成本低；灵敏度低、指示误差较大；,电气仪表阶段 远读式仪表；提高仪表的反应速度、准确度、传 输距离；仪表体积减小、精度高；结构复杂、部件增 多、重量增加； 机电伺服仪表阶段 提高了仪表的指示精度和带负载能力，利于仪表的综合化、自动化 综合指示仪表阶段 功能相同的仪表指示器有机结合 5电子综合显示仪表阶段 综合化、标准化、数字化、多功能,返回,年代初，出现了EFIS和EICAS。是电子飞行仪表的第一代产品； 年代中后期，以波音和空客为代表的电子飞行仪表为第二代产品。彩色电子显示系统有了进一步的发展，出现了高综合的电子飞行仪表系统，其特点是驾驶舱用CRT显示器显示数据，仅配置很少的备用仪表； 年代为第三代电子飞行仪表即平板显示系统。LCD取代CRT，LCD显示亮度大并且分辨率高、体积小、重量轻、耗电小。BOEING驾驶舱的主要仪表显示采用的就是彩色LCD显示器。,第1章 飞行仪表概述,二、航空电子仪表系统在飞机上布局及驾驶舱电子仪表的布局,第1章 飞行仪表概述,第1章 飞行仪表概述,二、航空电子仪表系统在飞机上布局及驾驶舱电子仪表的布局（续）,第1章 飞行仪表概述,前进,二、航空电子仪表系统在飞机上布局及驾驶舱电子仪表的布局(续) 掌握：主飞行显示器（PFD） 导航显示器（ND） 发动机指示和机组提警系统（EICAS）的位置。 陀螺地平仪、气压高度表、空速表三块指针式仪表作为备用仪表 出现。,第1章 飞行仪表概述,二、航空电子仪表系统在飞机上布局及驾驶舱电子仪表的布局(续) 电子综合显示器容易实现综合显示，故称为电子综合显示仪。 它有如下优点： 先是灵活多样，可以显示字符、图形、表格等，还可以采用不同的颜色显示； 容易实现信号的综合显示，减少了仪表数量，是仪表板布局简洁，便于观察； 电子式显示器的现实精度高； 采用固态器件，寿命长，可靠性高,第1章 飞行仪表概述,价格不断下降，性价比高； 符合机载设备数字化的发展方向。 总之，航空仪表的发展过程是从机械指示发展到数字显示，信号处理单元从纯机械到数字、计算机系统，仪表的数量经历了从少到多，又从多到少的发展过程。在某种意义上讲，驾驶舱显示仪表示飞机先进程度的重要标志之一。,第1章 飞行仪表概述,三、航空仪表显示数据的基本“T”型格局 分离式仪表显示数据的基本“T”型格式,第1章 飞行仪表概述,2电子式仪表显示数据的基本“T”型格式,EFIS功能与组成,一、功用 提供导航数据/性能数据/飞行状态显示； AFCS工作方式通告； 提供飞行员对飞行监控。,EFIS功能与组成（续）,二、EFIS组成 控制板 计算机 符号发生器 显示器 光传感器。,1、四管配置：SG和计算机安装在一起，统称SG，2/或3个SG互为余度。,2、五管配置：2/或3个SG与WXR-R/T内部总线交互传输数据，SG之间为余度，左右EHSI及MFD均可显示气象信息。,EFIS功能与组成（续） 3、6管配置：,三个SG实质上是三台计算机，SG安装在各显示器中。所以： 显示器之间互为余度； 计算机之间互为余度。 六管配置是EFIS与EICAS的综合，所以显示功能多了，余度技术更高了。,EFIS输入信息,飞机系统及传感器输入；如：ADC、SWC、LRAA、WXR、TCAS、GPWS、FMCS、DFCS、A/T、ADF、IRS、VHF NAV（VOR、DME、ILS） CP； 计算机交叉总线传输； 显示器监控器反馈； 逻辑销钉。,EFIS显示特点：,综合显示，显示信息量大； 显示画面条理、逻辑性强，提高了可读性； 余度技术提高/可靠性高； 增强了画面的柔顺性，采用时分制显示； 价格便宜； 可扩展性及适应性强； 彩色CRT/或LCD显示。,EADI正常显示：,（1）侧滑仪：独立的机械仪表，安装在EADI上，便于飞行员综合观察，判断，以监视飞行情况。 （2）LOC/GS偏离指示：1点代表1偏离，小于5/8时，自动放大，1点代表0.5,EADI正常显示,AFCS方式通告： V NAV PITH L NAV ROLL 是FMC FCC制导方式 PICH通道： 起飞方式（TO） 复飞方式（GA） 垂直速度方式（V/S） 高度保持方式（ALT HOLD） 高度层改变方式（FLCH） 垂直导航方式（V NAV），FMC制导 下滑方式（G/S） 拉平方式（FLARE）,ROLL通道： 起飞方式（TO） 航向保持方式（HDG HOLD） 航向选择方式（HDG SEL） 横向导航方式（L NAV），FMC制导 姿态方式（ATT） 航向道工作方式（LOC） 背航道工作方式（B/CRS） 滑跑方式（ROLLOUT） 复飞方式（GA） VOR/LOC方式,EADI正常显示,（3）A/P工作方式分：CMD方式，及F/D工作状态：SWC方式（F/D，ON） A/T工作方式分：ARM方式，M方式 空速带各种空速及慢/快指示 （5）地速：原为FMC，FMC故障时为IRS （6）ROLL刻度/指针 （7）DH：源于EFIS-CP 当飞机下降到RA=DH时，EADI上DH及方框变成黄色并闪烁。当EFIS-CP按下RST按钮后/飞机复飞RADH 75FT以上/飞机接地后，DH恢复正常显示。 （8）RA：2500FT以下开始显示 （9）俯仰极限：信号源SWC （10） GS偏离指示：背航道下降，无指示 飞机符号：源于SG F/D指令杆：F/D处于ON位显示 地平线/俯仰刻度 上升跑道符号：RA在200FT以下时，跑道符号随高度降低而上升（并拉长）,EADI警告显示,“WINDSHEAR”警告信号源为GPWS或风切变计算机 EADI（或EHSI）输入的SG来的数据无效（INVALID）时，相关的符号/参数显示空白，并相应的黄色故障旗显示，如ATT黄色,EHSI正常显示：,EHSI显示格式： VOR MODE（FULL） VOR MODE（EXP） ILS MODE（FULL） ILS MODE（EXP） NAV MODE（FULL） NAV MODE（EXP） MAP MODE CENTER MAP MODE PLAN MODE 由于VOR与ILS是不同飞行阶段的同一种方式，全罗盘方式与扩展（放大）方式是同一种方式，所以，归纳为： VOR/ILS方式 NAV方式 MAP方式 计划方式,EHSI显示的HDG/TRK在北纬73，南纬60之间显示磁航向/磁航迹在北纬73及南纬60之外时，地磁水平分量太小，磁HDG/TRK不准确。自动显示真HDG/TRK。 当输入到SG的信息为“无计算数据”（NCD）时，EADI/EHSI相关的符号/参数值将显示空白或参数值用短划线（-）代替。显示警告旗HDG、TRK、XTK、VTK、MAP VOR等，则说明故障源为相应的IRS、FMC/IRU、FMC、FMC FMC DAA。,EHSI正常显示,EHSI显示正常条件下，工作在VOR方式时，飞行目标基准是-预选航道，飞行航迹与预选航道指示重合时，说明飞机在预选航道上飞行，无航道误差。 EHSI显示正常条件下，工作在ILS方式（进近时），飞行目标基准是着陆跑道中心线方向，LOC偏离为0时，说明对准了着陆跑道。无风条件下，偏流角为0，则HDG、TRK与跑道航向指针（预选航道）重合，LOC偏离为0。,EHSI正常显示,EHSI工作在NAV方式时，提供飞行员监视航迹横偏与目标航迹的距离（XTK）、垂直偏离距离（VTK）、气象情况及到达下一个WPT的距离、预计到达时间。 EHSI正常显示并处在EXP VOR/ILS/EXP NAV/MAP方式时，方能显示WXR气象信息，只有当WXR数据无效时，EHSI显示WXT FAIL警告 EHSI工作在MAP/CENTR MAP方式时，显示“MAP RANGE DISAGREE”（地图距离与量程不一致）文字警告，说明EFIS-CP上选择的量程与FMC工作量程不一致。,自动保护措施,显示器过热，超过110时，光栅扫描显示消失； 当显示器温度上升到127。字符扫描显示也消失，CRT显示空白。 当显示器温度恢复正常后，显示自动正常。,EHSI的警告显示,125 EFIS-CP功用,EFIS-CP功用,选择EHSI显示格式 选择EHSI导航数据显示量程 EHSI显示WXR信息通/断控制 选择EADI显示的DH EADI/EHSI显示亮度及对比度调节 EFIS-CP上的EHSI亮度调钮的特点是：双层电位器调钮，外层调整EHSI显示亮度；内层调钮用来调整气象雷达光栅显示亮度与EHSI屏幕亮度之间的对比度。,EFIS-CP功用,EFIS-CP的EHSI控制板下部有五个“航图键”（VOR/ADF、NAV AID、ARPT、RTE、WPT），其功能是： EHSI工作在MAP方式时，按下住一个键，则在原航图的基础上增加对应的背景数据显示 如果EHSI显示导航数据的量程在40NM以内时，按下“NAV AID”键，则增加显示FMC导航数据库中该区域内的所有导航台；量程在80NM以上时，按下“NAV AID”键，则只增加显示FMC导航数据库中有的该区域内的高高度导航台。,EFIS光传感器基本工作原理：,利用光敏二极管感受环境光强，产生正比与光强的电信号 EFIS光传感器分两种： 远距光传感器，安装在遮光板两端，感光端朝前，能探测左右45，上下15的，透过风挡玻璃射进的环境光强。 安装在EADI/EHSI前面板上的局部光传感器，探测驾驶舱内的光强。 思考题： EADI/EHSI显示亮度调节有哪几种方法？ WXR信息在EHSI上不能显示，有哪几种可能？,第二节 CRT基本知识,CRT是显示器的基本组成部分之一，显示器是把计算机的数字信息转换成可见图形的设备。,1、 CRT基本结构 CRT包括：电子枪、偏转系统、荧光屏。 2、电子枪产生沿Z轴前进的电子束。,一、电子的热发射和加速,阴极功能 栅极功能/及特点 三个阳极特点 能量转换：电子撞击阳极及荧光屏。动能转变做无用工，显示,(1)静电聚焦,(2)磁聚焦,三、电子束偏转-静电偏转,三、电子束偏转-磁偏转,磁偏转效果达2=70，远大于静电偏转，故飞机上均用磁偏转。,LCD液晶显示器,向列型，分子的长轴大致同一方向排列，但是分子沿分子长轴方向上的排列并不整齐，层次结构也不明显； 近晶型（又叫层列型），各分子的长轴不仅平行，而且彼此对齐，形成层次明显的“分层结构”； 胆甾型，分层结构，每一层中的分子排列类似于向列型，可是各层分子的长轴方向逐层转过一个小角度，形成螺旋形结构，各层取向呈周期性变化。,液晶的折射率和光学异向性,使入射光的前进方向沿分子长轴方向偏转 使入射光的偏振状态及偏振方向发生变化 使入射光的左旋及右旋偏振光产生对应的反射或透射,液晶显示器的特点 ： 制造加工方便、价格低廉、功耗微小，可用普通的CMOS等集成电路直接驱动 液晶自身不发光，必须依靠环境光线或自备灯光照明是一种被动的显示器件 可工作的温度范围较窄，一般为-40+100C 液晶显示器的电-光响应速度比较低，尤其是电压去除后的余辉时间比较长,液晶显示元件可以组成点阵式大屏幕显示屏，增加了显示容量和灵活性 液晶显示器与CRT显示器相比，可靠性可使用寿命长得多，可提高可靠性几十到几百倍 注：LCD显示器与CRT显示器相比，其输入和信息处理相同，只是显示驱动方式不同而已，所以在内场修理工作中，其检测和修理程度是相同的,字符发生器基本原理,字符发生器把显示指令中的以字符编码形式表示的字符，变成字符图形显示的控制信息。,产生字符的方法-点阵法：,利用只读存储器确定点阵信息，如75光栅点阵，每字符有7个5位寄存器，存放/移出点阵信息。 水平及垂直扫描75矩阵，显示字符。,点阵法,产生字符的方法-程序点阵法,利用一系列微程序，控制电子束扫描字符中需要产生辉亮的点，形成字符图形。,点阵法,矢量法,以矢量组合方式产生字符 利用若干不同方向的单位矢量或若干段规定方向，规定长度的矢量组成字符图形。 矢量定义：有方向的直线段，矢量是图形的基本元素。 对矢量的要求是什么？,1、单位矢量法：,1、单位矢量法：,产生不同方向、不同长度的矢量（笔划）形成字符。,2、逐次矢量法：,SG的光栅扫描与字符发生,SG实质上是计算机和显示器之间的接口部件，SG接收计算机输出的显示指令表，根据指令的含意，将数据处理成相应的显示控制信息。 SG分为光栅扫描和字符扫描两种形式,光栅扫描图形显示器,EADI显示的“空/地球”及EHSI显示的“气象信息属于光栅扫描图形显示。EFIS显示器垂直光栅扫描采用隔行扫描，一场256行，两场为一帧，共512行。显示