飞行仪表系统概述ppt课件.ppt

飞行电子仪表系统 二 一四年二月 飞行仪表基础知识 第一节 1 飞行参数简介 用地面坐标系诠释飞机实时位置 运动速度及加速度参数 高度 垂直速度 垂直加速度 已飞距离 偏航距离 地速 东西和南北速度等 用机载坐标系诠释飞机相对气流的运动参数 气动参数 空速 侧滑 载荷因数 用飞机纵轴在地面投影诠释航向参数 地面形势状态图 包括 真 磁 北 磁差角 真 磁 航向 空速 地速 偏流角 航迹 电台方位 飞机方位等 飞行仪表基础知识 第一节 2 仪表概念仪表 感受被测物理量并给出示数的装置 现代仪表 感受被测物理量实施分析 控制并给出示数的装置 航空仪表 用于航空领域的测量仪表 分两类 航空工业仪表 机载仪表 3 航空仪表的分类按原理分类 测量仪表 计算仪表 控制 调节 仪表 按功能分类 飞行仪表 发动机仪表 其他系统监控仪表 飞行参数 发动机参数 其他系统监控参数 时钟 参数 大气数据参数 姿态参数 航向参数 指引参数 发动机主要参数 发动机次要参数 系统监控参数 状态及警告信息 飞行仪表基础知识 第一节 4 机载飞行仪表的布局布局原则 重要性原则 最重要的最方便观测关注频度原则 观测频度最大的最方便观测综合相关性原则 飞行中联合观察的相对集中减少干扰的原则 静座舱 灯灭原理布局形态 飞行仪表板 T 型布局中央仪表板按主次 上下 布局遮光板布局中央操纵台按操作频度 前后 布局顶板按 前后 布局驾驶舱总体按 T 型布局 姿态指引仪 罗盘 转弯侧滑仪 空速表 气压高度表 垂直速度表 T型布局 仪表的T型布局 电子飞行仪表系统 EFIS 发动机指示机组警告系统 电子中央监控系统 EICAS ECAM 航空仪表发展历程 第二节 第一代 机械仪表时代时间 第一次世界大战后特点 直读式 机械构成 开环 重量体积大 精度差 可靠性高例如 气压式高度表 直读式温度表 气动陀螺第二代 电气仪表时代时间 二战期间特点 非电量电测 远读式 开环 抗干扰能力差 精度差例如 客舱温度表 排气温度表 航空仪表发展历程 第二节 第三代 机电伺服式仪表时代时间 五十年代中期特点 闭环 抗干扰能力强 带载能力强 需动态特性改善例如 电容式油量表第四代 综合指引仪表时代时间 五十年代末特点 警告 指引 综合性强 例如 ADI HSI 航空仪表发展历程 第二节 第五代 电子飞行仪表时代时间 七十年代末 特点 综合性更大 条理性 柔顺性 逻辑性 可理解性 电子化 数字化 可靠性 可扩展例如 EADI EHSI或PFD ND电子飞行仪表时代划分第一代 七十年代末 八十年代初 大量辅助仪表 737 300第二代 八十年代中 747 400 A320 少量辅助仪表 集成度高第三代 九十年代初 B777 A340 B737 600以上 LCD大屏显 更综合 几代仪表比较 电子飞行仪表概述 第三节 一 电子飞行仪表组成 显示器 主机 键盘 电子飞行仪表概述 第三节 显示器 EADI EHSI ND PFD 符号发生器 或显示管理计算机 EFIS控制板远距离光传感器转换开关 电子飞行仪表概述 第三节 一 电子飞行仪表组成 按显像管配置划分 单管配置 EFIS 74 Y7 100三 五管配置 EFIS 85 86 Y7 200B四管配置 EFIS 700 B757 B737六管配置 B747 400 电子飞行仪表概述 第三节 二 电子飞行仪表系统工作原理EFIS工作原理 飞机系统和传感器输入 控制面板 控制面板 SG DMC1 SG DMC2 远距光传感器 远距光传感器 电子飞行仪表概述 第三节 三 电子飞行仪表系统的使用 B757 767 EFIS控制板 分EADI和EHSI控制上下结构EADI控制功能 人工亮度决断高度设置决断高度显示决断高度复位EHS控制功能I 量程设置方式选择人工亮度控制气象雷达显示控制航图显示控制 电子飞行仪表概述 第三节 三 电子飞行仪表系统的使用 B757 767 电子飞行仪表概述 第三节 三 电子飞行仪表系统的使用 B757 767 电子飞行仪表概述 第三节 三 电子飞行仪表系统的使用 B757 767 电子飞行仪表概述 第三节 三 电子飞行仪表系统的使用 B737 电子飞行仪表概述 第三节 三 电子飞行仪表系统的使用 B737 电子飞行仪表概述 第三节 三 电子飞行仪表系统的使用 B737 电子飞行仪表概述 第三节 三 电子飞行仪表系统的使用 B737 电子飞行仪表概述 第三节 三 电子飞行仪表系统的使用 B737 电子飞行仪表概述 第三节 三 电子飞行仪表系统的使用 B737 电子飞行仪表概述 第三节 三 电子飞行仪表系统的使用 A320 电子飞行仪表概述 第三节 三 电子飞行仪表系统的使用 控制板使用总结 EADIBRTEADI人工亮度控制DHREF决断高度参数显示决断高度设置RSTEHSI量程设置方式选择BRTEHSI人工亮度控制WXR气象雷达显示控制地图方式导航参数显示选择 电子飞行仪表概述 第三节 四 电子飞行仪表显示 EADI PFD正常显示 俯仰 倾斜 指引 无线电高度 决断高度 地速 空速 下滑道 航向道 自动飞行控制系统俯仰和倾斜通道方式显示 侧滑针对B757机型 电子飞行仪表概述 第三节 四 电子飞行仪表显示 EADI PFD正常显示 俯仰 倾斜 姿态限 姿态指引 风切变警告 姿态比较警告 马赫 地速 无线电高度 决断高度 计算空速 空速趋势 抖杆速度 最小空速 决断速度 抬头速度 襟翼收放速度 气压高度 升降速度 下滑道 航向道 航向 自动飞行控制系统俯仰和倾斜通道方式通告 自动驾驶仪方式通告 自动油门方式通告 侧滑针对B737 300机型 电子飞行仪表概述 第三节 四 电子飞行仪表显示 EADI PFD正常显示 俯仰 倾斜 指引 无线电高度 决断高度 计算空速 空速趋势 抖杆速度 最小空速 决断速度 抬头速度 襟翼收放速度 气压高度 升降速度 下滑道 航向道 航向 自动飞行控制系统俯仰和倾斜通道方式通告 自动驾驶仪方式通告 自动油门方式通告 侧滑针对A320机型 电子飞行仪表概述 第三节 四 电子飞行仪表显示 EADI PFD正常显示 飞行方式通告 空速 高度 气压高度及无线电高度 及垂直速度 航向及航迹 飞机姿态及引导信息 无线电导航信息 ILS DME 气压高度基准值 马赫数针对A320机型 电子飞行仪表概述 第三节 四 电子飞行仪表显示 EADI PFD正常显示 电子飞行仪表概述 第三节 四 电子飞行仪表显示 EADI PFD正常显示 电子飞行仪表概述 第三节 四 电子飞行仪表显示 EADI PFD正常显示 电子飞行仪表概述 第三节 四 电子飞行仪表显示 EADI PFD正常显示 电子飞行仪表概述 第三节 四 电子飞行仪表显示 EADI PFD正常显示 电子飞行仪表概述 第三节 四 电子飞行仪表显示 EADI PFD正常显示 电子飞行仪表概述 第三节 四 电子飞行仪表显示 EADI PFD正常显示 电子飞行仪表概述 第三节 四 电子飞行仪表显示 EADI PFD正常显示 电子飞行仪表概述 第三节 四 电子飞行仪表显示 EADI PFD正常显示 电子飞行仪表概述 第三节 四 电子飞行仪表显示 EADI PFD故障显示 电子飞行仪表概述 第三节 四 电子飞行仪表显示 EADI PFD故障显示 电子飞行仪表概述 第三节 四 电子飞行仪表显示 EADI PFD故障显示总结 速度警告旗 在空速带显示时 当大气数据计算机系统和飞行管理计算机系统提供的数据不可靠时显示该旗 姿态警告旗 惯性基准系统 IRS 提供的数据失效指示 飞行指引仪警告旗 俯仰和倾斜指引指令失效 决断高度警告旗 由控制板来的决断高度数据失效 无线电高度警告旗 由无线电高度表来的无线电高度数据失效 符号发生器警告旗 当符号发生器故障 风切变警告指示 当近地警告计算机探测到风切变条件时显示 下滑警告旗 当机载的下滑道接收机提供信号失效时显示 航向道警告旗 当机载的ILS或VOR接收机提供的信号失效时显示 所有警告旗均为黄色 无计算数据时用虚线代替原数据显示 某些数据源失效也可显示空白 电子飞行仪表概述 第三节 四 电子飞行仪表显示 EHSI ND正常显示 电子飞行仪表概述 第三节 四 电子飞行仪表显示 EHSI ND故障显示 电子飞行仪表概述 第三节 四 电子飞行仪表显示 EHSI ND故障显示总结 EHSI警告显示用于指示信号源数据的失效 显示方式为 用相应的故障旗覆盖显示数据 各警告旗的含义如下 WXR 为气象雷达失效指示 WXR下方的第二行显示导致气象雷达失效的原因 分别如下 FAIL 气象雷达失效 WEAK 气象雷达校准故障 ATT 天线姿态失稳 STAB 天线失去稳定性 DSPY 显示组件过热而不能显示气象雷达数据 电子飞行仪表概述 第三节 四 电子飞行仪表显示 EHSI ND故障显示 过量数据显示 指示待处理数据过量 指示航图方式下的显示更新率已到极限 显示闪亮 TRK或HDG故障旗 指示惯性基准 IRU 来的数据失效 不同的显示方式决定不同的显示基准 因此有不同的警告旗 VOR LOC或XTK旗 具体显示哪一种旗取决于VOR ILS或是NAV方式选择 VOR导航方式下 显示VOR航道偏离数据失效旗 ILS方式下 可显示LOC航向道或跑道方位偏离数据失效旗 NAV导航方式下 可显示XTK计算航迹侧向偏离数据失效旗 MAP旗 如果选择航图或中心航图方式 且飞行管理计算机提供的数据失效 则显示MAP失效旗 SGFAIL旗 当符号发生器失效但其中的显示控制器还正常工作时 产生相应的故障旗 VTK旗 垂直偏离旗指示飞行管理计算机提供的垂直偏离数据失效 电子飞行仪表概述 第三节 五 电子飞行仪表系统特点 画面柔顺 条理逻辑性强 提高了可读性 余度技术提高 可靠性提高 综合显示 信息容量大 彩色显示 可扩展性好 显示部件工作原理 第二章 定义 显示器是光电转换部件功能 处理显示信息并转换成图形显示种类 CRT 存储管式 等离子式 LED LCD航空使用 CRT 讲课范围 单色彩色 荫罩式 栅网式 LCD显示部件包括 CRT 控制电路 部分书将CRT代替显示部件是错误的 显示部件工作原理 第二章 第一节 阴极射线管显示原理 一 结构与组成 电子枪 偏转线圈 荧光屏 显示部件工作原理 第二章 第一节 阴极射线管显示原理 一 结构与组成 如图2 1 显示部件工作原理 第二章 第一节 阴极射线管显示原理 一 结构与组成 如图2 1 1 细分组成 灯丝 阴极 调制极 控制栅极 加速极 第一阳极 聚焦极 第二阳极 阳极 第三阳极 垂直和水平偏转板 石墨层 荧光粉 玻璃锥体2 总体组成 电子枪 灯丝 阴极 控制栅极 加速极 聚焦极 阳极 偏转系统 垂直和水平偏转板或偏转线圈 荧光屏 电致发光器件 显示部件工作原理 第二章 第一节 阴极射线管显示原理 二 工作原理1 电子枪功能 产生沿管轴方向发射的细电子束的装置要求 有足够的电流强度电流大小和有无可控电子具一定的速度和动能足够聚焦原理 电子的热发射和加速 外层电子 原子束缚弱 产生自由电子 电子动能增加克服逸出功 发射电子阴极加热 加速极加速E A 1 2mv2 显示部件工作原理 第二章 第一节 阴极射线管显示原理 二 工作原理1 电子枪原理 强度调制 栅阴极电压为负 电场力将电子拉回阴极 透过栅极孔发射形成的电子束强度变化I Vgk V截止 rI电子书强度VgkV截止 显示部件工作原理 第二章 第一节 阴极射线管显示原理 二 工作原理1 电子枪原理 聚焦 静电聚焦三级高 低 高电位 形成鞍型电场 以作用力不同分成四个区 减速发散 减速收敛 加速收敛 加速发散 速度小区域收敛 产生聚焦聚焦电压越低 聚焦作用强 焦点近 满屏聚焦时聚焦电压动态变化 荧光屏 V 电子枪原理 500V 0 400V 几千V 显示部件工作原理 第二章 第一节 阴极射线管显示原理 二 工作原理1 电子枪原理 聚焦 磁聚焦2 偏转系统功能 产生沿X和Y轴向的电子束偏转要求 满屏偏转偏转灵敏度较高正负偏转对称且线性度高 以减少几何畸变原理 静电聚焦 显示部件工作原理 第二章 第一节 阴极射线管显示原理 二 工作原理2 偏转系统VA原理 静电偏转Va EFdDVbaL 显示部件工作原理 第二章 第一节 阴极射线管显示原理 二 工作原理2 偏转系统原理 静电偏转平行极板加电压 产生电场 电场力受均匀径向力作用 产生抛物状偏转运动 出电场后直线运动 不考虑阳压 形成偏转灵敏度S D Vab 正比于a 正比于L反比于d 反比于VA适应 小屏幕 线性度高的场合 显示部件工作原理 第二章 第一节 阴极射线管显示原理 二 工作原理2 偏转系统原理 磁偏转 显示部件工作原理 第二章 第一节 阴极射线管显示原理 二 工作原理2 偏转系统原理 磁偏转偏转线圈通电 产生偏转磁场 运动电子在磁场中运动 受洛伦茨力作用 产生偏转 受力随偏转变方向 产生近似圆周运动 偏转灵敏度大灵敏度S D I 正比于W L l反比于VA优点 灵敏度大 较易满屏偏转 缺点 线性度差线性度对几何失真的影响适应 大屏且几何精确度要求不高的情况 显示部件工作原理 第二章 第一节 阴极射线管显示原理 二 工作原理3 荧光屏功能 受激发光器件要求 发光效率高寿命长颜色纯正原理 电子轰击 荧光材料受激发光指标 疲劳 烧伤 颜色 余辉 显示部件工作原理 第二章 第二节 彩色显像管原理 荫罩式 一 三基色原理 白 蓝 绿 红 紫红 青 一级 二级 显示部件工作原理 第二章 第二节 彩色显像管原理 荫罩式 二 分类单枪三束 三枪三束 单枪单束三 三枪三束组成差异三只电子枪品字排列 发三束电子束 设置荫罩板 色纯调整 荧光屏每一像素由三种荧光材料涂覆的荧光粉点组成四 会聚调整1 失会聚现象 三个电子束不能交汇于同一荫罩孔处 造成击中不同像素点的现象 显示部件工作原理 第二章 第二节 彩色显像管原理 荫罩式 四 会聚调整2 失会聚产生的影响 在不同颜色的边缘产生彩色模糊带3 产生原因 电子枪安装的倾斜角度和位置不准确4 调整方法 三个径向会聚线圈调整径向偏差 一个蓝横向会聚线圈调整蓝枪相对红和绿枪的横向位置 使之处于红绿枪的中间5 静会聚和动会聚 没有偏转时 屏幕中心位置 的会聚称静会聚 有偏转时 不在屏幕中心 的会聚称动会聚 显示部件工作原理 第二章 第二节 彩色显像管原理 荫罩式 四 会聚调整6 汇聚电流表达静会聚al X 2X0动会聚I al X 2 arX 2 bt Y 2 bb Y 2 Clt XY Clb XY Crt XY Crb XY d 显示部件工作原理 第二章 第二节 彩色显像管原理 荫罩式 四 会聚调整 Ilt al X 2 bt Y 2 Clt XY d Irt ar X 2 bt Y 2 Crt XY d Ilb al X 2 bb Y 2 Clb XY d Ilt ar X 2 bb Y 2 Crb XY d 显示部件工作原理 第二章 第二节 彩色显像管原理 栅网式 1 栅网式彩色显像管组成条形涂覆三色荧光粉的显示屏 栅网 一字型排列三枪除栅极其余三枪电极并用形成类似单枪 由此称单枪三束2 原理三束电子束穿过栅网击中各自荧光粉产生彩色显示3 会聚4 优点会聚简单 适应于大屏幕 更 平面 显示部件工作原理 第二章 第三节 LCD显示原理 英文全称LiquidCrystalDisplay一 组成彩色滤光片 水平和垂直偏光板 液晶体 导向膜 玻璃基 导电膜 彩色滤光片 水平偏光板 垂直偏光板 液晶分子 玻璃板 彩色滤光片 水平偏光板 垂直偏光板 玻璃板 液晶分子 液晶显示器组成 彩色滤光片 显示部件工作原理 第二章 第三节 LCD显示原理 二 原理1 液晶的物理特性2 导光原理3 单色和彩色显示原理 造成光极化态的改变 改变液晶的排列方式 外加电压 V ON OFF 液晶的物理特性 加电压 不加电压 液晶显示器原理 显示部件工作原理 第二章 第三节 LCD显示原理 三 特点1 机身薄 节省空间 CRT的三分之一厚度 2 省电 不产生高温 它属于低耗电产品 可以做到完全不发热 主要耗电和发热部分存在于背光灯管或LED 3 无辐射 益健康 液晶显示器完全无辐射 4 画面柔和不伤眼 液晶显示器画面不闪烁 眼睛不容易疲劳 图形发生组件工作原理 第三章 符号发生器显示驱动概述 一 光栅扫描显示原理二 笔画书写显示原理三 符号发生器显示驱动原理 图3 1 同步 主机 数据通道 显示控制器 矢量产生器 字符产生器 参数控制器 帧缓存器 移位输出 偏转计数器 可控电压 X驱动 辉亮驱动 Y驱动 图形发生组件工作原理 第三章 符号发生器显示驱动概述 符号发生器以显示控制器为核心控制显示采用光栅扫描和笔画书写两种扫描技术叠显方式实现前景和背景显示 其中笔画数写支持前景显示 光栅扫描支持背景显示笔画书写主要是显示矢量及其有序排列光栅扫描主要是帧缓存数据与行场偏转的同步调用问题符号发生器不要混同于字符发生器 图形发生组件工作原理 第三章 第一节矢量发生器 一 作用 将二进制数据变化成驱动CRT显示矢量的电信号二 要求 1 线性度高2 起终点位置准确3 亮度均匀4 画线速度快三 分类 模拟法数字法 二进制速率乘法器法 DDA法 对称DDA法 图形发生组件工作原理 第三章 第一节矢量发生器 四 原理 1 二进制速率乘法器法原理偏转及视频信号控制电路原理f1XfYf2 D A D A 计数器 计数器 X寄存器 Y寄存器 Xo寄存器 Yo寄存器 图形发生组件工作原理 第三章 第一节矢量发生器 减法计数器原理 四位为例 fC3C2C1C0 图形发生组件工作原理 第三章 第一节矢量发生器 复合门电路原理 X寄存器f1减法计数器 X0 X2 X1 X3 C2 C2 C3 C3 C1 C1 C0 图形发生组件工作原理 第三章 第一节矢量发生器 偏转及视频信号控制电路框图f1XfYf2 D A D A 计数器 计数器 减法计数器 X寄存器 Y寄存器 Xo寄存器 Yo寄存器 复合门电路 复合门电路 图形发生组件工作原理 第三章 第一节矢量发生器 启停控制电路计数控制矢量结束打数控制 1 有效矢量方式 1 有效全 0 检测总清f矢量启动 QQRckD 图形发生组件工作原理 第三章 第一节矢量发生器 线长检测电路R9R8R7R0 XoYoX1Y1X2Y2X9Y9 图形发生组件工作原理 第三章 第一节矢量发生器 四 原理2 DDA法 digitaldefrentalanalizer 数字微分分析器法由dy dx y x得点斜式直线方程Y Yo y x X Xo 上式的计算计算法Xo Xa Xi Xi 1 1Yo Ya Yi Yi 1 y xy int Yi 修正有 Yo Ya 1 2 图形发生组件工作原理 第三章 第一节矢量发生器 四 原理 DDA法 偏转发生硬件实现框图XYY结果寄存器 1加法控制 1计数 X偏转处理 X寄存器 线长估计N寄存器 Y偏转处理 Y整数寄存器 Y小数寄存器 加法器 Y X寄存器 图形发生组件工作原理 第三章 第一节矢量发生器 四 原理3 对称DDA法为简化 Y X在计算机上的计算和硬件实现 提高画线速度而设计引入参数方程dx dn X N dy dn Y N 推演为计算机解算算式为 Xo Xa 1 2 Yo Ya 1 2 Xi Xi