航空仪表
优秀航空仪表设计案例
优秀航空仪表设计案例优秀航空仪表设计案例一、引言航空仪表设计是航空工业中至关重要的一环，它直接影响着飞行员在飞行过程中的操作和决策。
优秀的航空仪表设计能够提高飞行员的工作效率、降低错误率，并确保飞行安全。
本文将介绍一个具有代表性的优秀航空仪表设计案例，以展示其在实际应用中的价值和成果。
二、案例背景该案例是针对一家国际航空公司开发的新型客机的仪表设计。
这家航空公司致力于提供高品质的服务，并注重飞行安全和乘客体验。
为了满足公司的要求，设计团队决定进行一次全面的舱内仪表升级，并邀请了专业团队进行设计与开发。
三、需求分析在开始设计之前，设计团队首先进行了详细的需求分析。
他们与该航空公司的飞行员和机组人员进行了深入交流，了解到他们对于仪表功能和操作界面等方面有哪些期望和需求。
经过分析，设计团队总结出以下主要需求：1. 易于操作：飞行员在飞行过程中需要快速准确地获取各种关键信息，并进行相应的操作。
仪表设计应该简洁明了，操作界面应该直观易懂，避免复杂的操作流程。
2. 信息可视性：飞行员需要在各种环境条件下都能清晰地看到仪表上的信息。
仪表设计应考虑到不同的光照情况和视觉需求，确保信息显示清晰可见。
3. 人机交互体验：航空仪表是飞行员与飞机之间的重要接口，良好的人机交互体验能够提高工作效率和减少疲劳感。
仪表设计应注重人性化和用户友好性。
4. 故障诊断功能：在飞行过程中可能会出现各种故障情况，飞行员需要及时获得准确的故障诊断信息，并采取相应措施。
仪表设计应包含完善的故障诊断功能。
四、设计原则基于对需求分析的理解，设计团队制定了以下设计原则：1. 简洁明了：仪表界面应简洁明了，避免冗余和复杂的操作流程。
2. 信息可视性：仪表显示的信息应清晰可见，考虑到不同光照条件和视觉需求。
3. 人机交互体验：仪表界面应设计为人性化和用户友好的，提高操作效率和减少疲劳感。
4. 故障诊断功能：仪表设计应包含完善的故障诊断功能，及时提供准确的故障信息。
航空简单机械式仪表的应用有哪些内容
航空简单机械式仪表的应用有哪些内容航空简单机械式仪表是航空仪表系统中的重要部分，主要用于飞行员对飞机的状态、飞行参数等进行测量和监控。
它们采用机械式结构，通过机械装置将飞机的状态转化为仪表上的指示。
在航空领域，机械式仪表广泛应用于各类飞机，包括民航客机、军用飞机、通用航空飞机等。
机械式仪表具有结构简单、可靠性高、成本低等特点，因此在飞机上得到了广泛的应用。
一、风速仪风速仪是一种测量空气速度的仪器，广泛应用于航空领域。
它采用机械式结构，当空气流经风速仪的测速部分时，会产生一定的作用力，通过机械装置将作用力转化为指针的偏转，从而显示出空气的速度。
风速仪通常安装在飞机的机头或机翼上，用于监测飞机的空速，为飞行员提供飞行参数的参考。
二、高度表高度表是一种测量飞机飞行高度的仪器，也是航空简单机械式仪表中的重要组成部分。
它采用机械式结构，通过机械装置将飞机的飞于监测飞机的飞行高度，为飞行员提供飞行参数的参考。
三、气压表气压表是一种测量大气压力的仪器，也是航空简单机械式仪表中的重要组成部分。
它采用机械式结构，通过机械装置将大气压力转化为仪表上的指示。
气压表通常安装在飞机的仪表板上，用于监测大气压力，为飞行员提供大气压力的变化情况。
四、航向指示器航向指示器是一种用于指示飞机飞行航向的仪器，也是航空简单机械式仪表中的重要组成部分。
它采用机械式结构，通过机械装置将飞机的飞行航向转化为仪表上的指示。
航向指示器通常安装在飞机的仪表板上，用于监测飞机的飞行航向，为飞行员提供飞行参数的参考。
五、转速表转速表是一种测量飞机引擎转速的仪器，也是航空简单机械式仪表中的重要组成部分。
它采用机械式结构，通过机械装置将飞机引擎于监测飞机引擎的转速，为飞行员提供飞机引擎运转情况的参考。
六、升降速度表升降速度表是一种测量飞机垂直速度的仪器，也是航空简单机械式仪表中的重要组成部分。
它采用机械式结构，通过机械装置将飞机的升降速度转化为仪表上的指示。
王世锦《飞机仪表》第一章 概论
平时成绩组成：
1. 课堂:学习状况与出勤 2. 作业 3. 实验
考试：
闭卷笔试
第一章 概论
飞机上的全部仪表总称
测量：飞行参数，发动机及其它设备工作
状态参数 功能：1. 提供目视显示数据；2. 为机载设备 提供输入(如EICAS)
1.1 航空仪表的发展过程
机械仪表
电气仪表 综合自动化仪表 电子显示仪表
位置)，然后指示其参数。
计算仪表 ———— 必须按照一
定的数学关系式，过自
动计算才能指示其参数。
调节仪表：是在测量和计算某一对象(如飞机的
运动或工作状态)的基础上，对它进行自动调
节(即自动控制)，使它按预定的规律工作。
1.3 航空仪表的布局
安 装 位 置
指示器-驾驶舱仪表板（左、中、右、顶 部）、操纵台、其它一些需要安装仪表的地 方 传感器-安装在便于准确测量被测参数的地方
1.2 航空仪表的分类
发展阶段：机械仪表，电气仪表，机电式伺
服仪表，综合指示仪表
功能：飞行仪表，发动机仪表，其他设备仪表
工作原理：测量仪表，计算仪表，调节仪表
1. 机械仪表阶段 气压式高度表、空速表、升降速度表、磁 罗盘、航向陀螺仪等 结构简单；灵敏度低，误差大；应急仪表
直读式仪表
2. 电气仪表阶段
算方法修正。 实际值=指示值+修正量
运动状态下形成的过渡过程误差与仪表本身
结构有关。振荡环节或惯性环节
质量指标：过渡过程时间、超调量、振荡次
数
灵敏性：灵敏度、迟滞、漂移、阈值、 分辨率、死区
灵敏度—输出量随输入量单位变化所产生的变化。
y k x
灵敏性：灵敏度、迟滞、漂移、阈值、 分辨率、死区
优秀航空仪表设计案例
优秀航空仪表设计案例
一、引言
航空仪表设计在航空领域中扮演着重要角色。
优秀的航空仪表设计能够提供准确、直观的信息，帮助飞行员掌握飞行状态和飞机性能，确保安全、高效的飞行操作。
本文将介绍几个优秀的航空仪表设计案例，并分析其设计特点以及对飞行员的帮助。
二、仪表设计案例一
2.1 标题
xxxx仪表设计案例
2.2 设计特点
1.特点一
2.特点二
3.特点三
2.3 对飞行员的帮助
1.帮助一
2.帮助二
3.帮助三
三、仪表设计案例二
3.1 标题
xxxx仪表设计案例
3.2 设计特点
1.特点一
2.特点二
3.特点三
3.3 对飞行员的帮助
1.帮助一
2.帮助二
3.帮助三
四、仪表设计案例三
4.1 标题
xxxx仪表设计案例
4.2 设计特点
1.特点一
2.特点二
3.特点三
4.3 对飞行员的帮助
1.帮助一
2.帮助二
3.帮助三
五、总结
优秀的航空仪表设计案例能够提供直观、清晰的信息，帮助飞行员在复杂的飞行环境中迅速做出正确的判断和决策。
通过上述案例的分析，我们可以看到这些设计案例在提供必要信息的同时，尽可能简化飞行员的认知负荷，提高飞行操作的效率和安全性。
希望能够在未来的航空仪表设计中继续发掘创新的设计理念，为飞行员提供更好的支持和保障。
参考文献
[引用文献1] [引用文献2] [引用文献3]。
航空仪表01
航空仪表飞行员需要不断地了解飞机的飞行状态、发动机的工作状态和其他分系统如座舱环境系统、电源系统等的工作状况，以便按飞行计划操纵飞机完成飞行任务；各类自动控制系统需要检测控制信息以便实现自动控制。
这些信息都是由航空仪表以及相应的传感器和显示系统提供的。
飞机要测量的参数很多，归纳起来可以分为飞行参数、发动机参数和系统状态参数(如座舱环境参数、飞行员生理参数、飞行员生命保障系统参数等)。
相应的，航空仪表按功用可分为飞行仪表、发动机仪表和系统状态仪表等。
同一个参数的测量原理和测量方法也很多，几乎涉及机械、电气、电子、无线电、光学等领域，这里主要介绍一些重要参数的测量原理。
3.5.1 飞行仪表这类仪表反映飞机运动状态和飞行参数，使驾驶员能正确地驾驶飞机。
主要可分为全静压系统仪表、指示飞行姿态和航向的仪表等。
全静压系统仪表全静压系统利用感受的全压和静压，分别输人膜盒内外，压力差促使膜盒变形，带动指针指示飞机的速度、高度等飞行参数，从而构成各种仪表。
这类仪表有空速表、气压式高度表、升降速度表和大气数据中心系统等。
用来测量气流全压和静压的管子称为全静压管，因用它测量飞机相对于空气运动的速度(即空速)，故又称空速管(图3.5.1)。
全静压管是一根细长的管子，远远伸在飞机机头或翼尖受气流干扰最小的地方，以免所感受到的气压受到飞机的影响。
全静压管正对气流的小口叫全压口，后面是全压室，这里感受的是迎面气流的全压(总压，即动压加静压)。
离头部一定的距离处，沿管周开几个小孔叫静压孔，这里不是正对迎面气流，在静压室中感受的是大气的静压。
由于全静压系统仪表是利用大气压强随高度、速度的变化，使金属膜盒产生膨胀或压缩变形带动仪表指针转动，所以也称为膜盒仪表、气压仪表。
空速表。
空速是指飞机在纵轴对称平面内相对于气流的运动速度。
空速是重要的飞行参数之一。
根据空速，飞行员可以判断作用在飞机上的空气动力的情况，从而正确地操纵飞机；根据空速，还可以进行领航计算。
简述航空仪表的五个发展阶段
简述航空仪表的五个发展阶段
航空仪表是近现代以来航空技术发展中的重要设备���它指导飞行助力安全、顺利和精准。
随着航空工业的不断深化，航空仪表发展历经了五个时期：
第一阶段是简陋的金属设备时期。
早期的仪表相对简单，仅有气压仪表、温度表、转速表等，以及指南针、罗盘、高度表等指引方向和评估高度的仪表，属于传统设备。
第二阶段是早期电子仪表阶段。
在此阶段，航空仪表电子技术开始研制，开发出由电子传感器和电路板构成的仪表，这款仪表功能更强大，具有更高的精确度和更多的功能，如速度表，心率表等。
第三阶段是可编程仪表阶段。
在该阶段，仪表出现了智能编程功能，仪表可根据不同的参数进行自定义定制，这极大地改善了仪表针对不同飞行任务可编程性，使之能够更好地满足飞行任务需求。
第四阶段是智能仪表阶段。
在该阶段，仪表出现了智能化思想，仪表自动识别所处环境，系统自动进行参数调整，根据不同环境参数，调整内部参数，使仪表具备更强的适应力，能够更好地应对一系列复杂条件。
最后是网络仪表时期。
在该时期，仪表实现了网络的连接，仪表可实现远程控制，各种仪表之间互联互通，这不仅提高了仪表的可信性及功能，而且可实现对仪表系统的智能控制，使航空安全更高效、更可靠。
总的来说，航空仪表的发展历经五个阶段，每一个阶段都实现了飞行助力精确指导，提高了飞行安全和便利性，从而使现代飞行技术发展起重要作用。
航空仪表概论
对于现代大型商业飞机的驾驶舱仪表显示来说, 无论采用CRT, 还是采用 LCD, 其驾驶舱的布局是基本相同的。如图1.2 -1 所示为典型电子综合 显示仪表及其布局。
与图1.1 -1 的仪表板相对应, 正、副驾驶员的飞行仪表板上有主飞行显示 器(PFD)和导航显示器(ND), 中间的发动机仪表板上有上、下EICAS 显 示器。在现代屏幕显示的驾驶舱中, 仍然保留了陀螺地平仪、气压式高 度表、空速表三块指针式备用仪表, 三块备用仪表的表头图形如图1.2 -2 所示。
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1.1 航空仪表的发展历程
4.综合仪表阶段 20 世纪50 年代后期, 由于飞机性能迅速提高, 各种系统设备日益增多,
所需指示和监控仪表大量增加, 有的飞机上已多达上百种, 仪表板和座舱 无法安排, 驾驶员也目不暇接、眼花缭乱; 另外, 飞机的飞行速度和机动 性能的提高, 又使驾驶员观察仪表的时间相对缩短, 容易出错, 因此把功 能相同或相关的仪表指示器有机地组合在一起, 形成统一指示的综合仪 表, 已成为航空仪表发展的必然趋势。例仪表的相互组合等都是一表多用的结构形式。 机电式综合仪表一直使用到20 世纪60 年代末。如图1.1 -1 所示为典型 机电式综合仪表及其布局。
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1.2 航空仪表的布局与数据显示格式
即使是小型飞机驾驶舱中的飞行参数也以“T”形格式显示, 这种固定的 格式可以为驾驶员提供方便。
2.电子式仪表显示数据的基本“T”形格式 如图1.2 -5 所示为主飞行显示器(PFD)。从显示器上粗黑线框处的形状
同样可以看出, 左边的空速带、中间的姿态指引仪、右边的气压式高度 带、下边的航向带也构成了“T”形格式, 这就是电子式仪表显示数据的 基本“T”形格式。
航空仪表(设备)
用于检查和指示发动机工作状态的仪表。按被测参数区分，主要有转速表、压力表、温度表和流量表等。现 代发动机仪表还包括振动监控系统，用于指示发动机的结构不平衡性和预告潜在的故障。燃油是直接供发动机使 用的，故指示燃油油量的油量表通常也归属于发动机仪表。
组成原理 按照组成原理，飞行器仪表可分为直读仪表、远读仪表、伺服仪表和综合仪表。
显示器综合化是把有关的参数集中在一个显示器内显示，这样做不仅能有效地减少仪表数量、减轻仪表板的 拥挤程度、减轻飞行员的目视负担，而且还能得到用单一参数指示器所不能得到的有用信息。早期的组合式高度 表、组合式航向仪表，后来的机电型指引地平仪、航道罗盘以及现代的电子综合显示仪都是显示综合化的实例。
发展
分类
飞行仪表 导航仪表
发动机仪表 直读仪表
伺服仪表
远读仪表
综合仪表
指示飞行器在飞行中的运动参数（包括线运动和角运动）的仪表，驾驶员凭借这类仪表能够正确地驾驶飞机。 这类仪表主要有：利用大气特性的各种气压式仪表、利用陀螺特性的各种陀螺仪表和利用物体惯性的加速度（过 载）仪表等。
用于显示飞行器相对于地球或其他天体的位置，为飞行员或飞行控制系统提供使飞行器按规定航线飞向预定 目标所需要的信息。定位和定向是导航中的两大问题。导航仪表包括导航时钟、各种航向仪表和各类导航系统。 导航系统按工作原理分为：航位推算导航系统、无线电导航系统、天文导航系统、卫星导航系统，以及它们有机 结合、互相校正的组合导航系统（见飞机导航系统）。航位推算导航系统按原始信息的性质又分为：利用真实空 速推算的自动领航仪、利用地速推算的多普勒导航系统和利用加速度推算的惯性导航系统。
航空仪表（设备）
设备
01 介绍
03 材料 05 发展
目录
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航空仪表
1.航空仪表按功用分：（1）飞行仪表（驾驶领航仪表）（2）发动机仪表（3）其他仪表系统（辅助仪表）
2.标准海平面大气的参数：（1）气压Po=1.013hPa （760mmHg 或29,921inHg)（2）气温To=+15℃（3）密度3
/kg 125.00m =ρ
3.高度表能测量的参数：相对高度、绝对高度、标准气压高度
（1）绝对高度：飞机在空中到海平面的距离
绝对高度=相对高度+机场标高
=真实高度+地点标高
（2）相对高度：飞机从空中到某一既定机场地面的垂直距离。
（3）标准气压高度：（航线上使用）飞机从空中到标准气压海平面（即大气动力等于760mmHg ）的垂直距离。
标准气压高度=相对高度+机场标准气压高度
标准大气条件下：海压高=绝对高度
场压高=相对高度
4.气压式高度表的工作原理：气压式高度表是根据标准大气条件下高度与静压的对应关系，利用真空膜盒测静压，从而表示飞行高度。
5.气压式高度表的组成：感受元件、传送元件、指示元件、调整元件。
调整机构的作用：①选择高度基准面②测量不同种类的高度③修正气压方法误差
6.高度表误差：（1）机械误差（2）方法误差：当实际大气条件下不符合标准大气条件时指示将出现误差。
方法误差包括：气压误差和气温误差
7. 高气压→低气压 多指
高温度→低温度 多指
8.指示空速（IAS)仅与动压有关；指示空速表的敏感元件是开口膜合
概念：空速表按海平面标准大气条件下动压与空速的关系得到的空速。
（反映了动压的大小即反映了作用在飞机上的空气动力的情况。
）
9.真空速（TAS ）（与静压、动压、温度有关）
概念：飞机相对与空气运动的真实速度。
10.全静压系统的使用要求：
（1）飞行前：①取下护套和堵塞并检查是否有脏物堵塞②全压管、静压孔、全静压管通电加温进行检查时间不超过1~2min ③全静压转换开关应放在正常位
（2）飞行中：①大中型飞机在起飞前接通电加温开关，小型飞机在可能结冰的条件下，飞行时或飞行中接通加温。
②全静压源失效时，首先检查电加温是否正常，若不正常，应设法恢复正常；如果正常，全静压仍不有效工作，将转换开关放到备用位。
③全静压系统被堵塞而又没有备用系统时，要综合应用其他仪表保证飞行安全。
11.全静压系统的组成：静压管，全压管，静压孔，备用静压源，转换开关，加温装置，全静压导管。
12.影响陀螺进动性大小的因素（1）转子自转角速度（自转角速度越大，稳定性越高，进动性越小）（2）转子对自转轴的转动（惯性越大，稳定性越高，进动性越小）（3）干扰力
矩越小（稳定性越高，进动性越小）（4）自转轴与外框轴垂直时θ=0时（进动性越小，角速度越小）
陀螺功用：测量物体相对于惯性空间转角或角速度的装置。
13.两自由度陀螺特性：（1）进动性：陀螺转子高速旋转以后，在陀螺环架上施加外力，陀螺会产生与受力方向不一致的等速运动。
（2）稳定性：两自由度陀螺能够抵抗干扰力矩，力图保持其自转轴相对惯性空间方向稳定
单自由度陀螺=二自由度陀螺
三自由度陀螺=两自由度陀螺
14.激光陀螺：应用激光技术测量物体相对惯性空间的角速度和转动角度的光学装置。
（直接输出数字量）
15.表观运动：在惯性空间，陀螺自转轴方向稳定不变，地球不断转动，形成了陀螺自转轴相对于子午线转动的运动。
（地球动，自转轴不动）
16.侧滑仪：左侧滑→右转弯右侧滑→左转弯
转弯仪：内侧滑、外侧滑
17.地平仪的工作原理：利用摆的地垂性修正陀螺，利用陀螺的稳定性，建立稳定的人工地垂性，从而根据飞机和陀螺的关系测量，飞机的俯仰角和倾斜角。
18.地平仪测量：俯仰角和倾斜角
19.地平仪的组成及功用：（1）两自由度陀螺：用来感受飞机姿态，自转轴始终与地垂线平行（2）地垂修正器（修正机构）：用来测量地垂线，并修正陀螺，是自转轴处于地垂线方向。
（3）指示机构：反映飞机的俯仰角和倾斜角（4）控制机构：用来控制地平仪，加快起动速度，修正误差
20.真航向：飞机纵轴与真经线在水平面上的夹角（=磁航向+（正负磁差））
磁航向：飞机纵轴与磁经线在水平面上的夹角（=罗航向+正负罗差）
罗航向：飞机纵轴与罗经线在水平面上的夹角
21.磁罗盘的误差：罗差
飞行误差：（1）倾斜、俯仰（因飞机磁场垂直分量引起的）（2）加速度（3）涡动（4）转弯误差：因地磁垂直分量引起的
陀螺磁罗盘的功用是测量飞机磁航向和转弯角度。
磁罗盘用作备用罗盘应在匀速平飞时读取航向。
磁罗盘的原理是利用自由旋转的磁条跟踪罗经线的特性来指示飞机的罗航向。
22.陀螺半螺盘的使用特点：不受外界磁场影响，在强磁地区或高伟地区仍使用；功用是测量飞机转弯角度，经过校正，测量飞机航向。
23.陀螺磁罗盘：（用于测量飞机磁航向，转弯角度）具有自动定向的特性，稳定性差
24.航空仪表发展的阶段：机械仪表、电气仪表、机电式伺服仪表、综合指示仪表阶段和电子综合显示仪表阶段。
25. 气压式高度表组成：指针、连杆、真空膜盒、调整机构；调整机构作用：选择高度基准值；测量不同种类高度；修正气压方法误差。
26. 气压式高度表的气压误差用用气压高度表的气压修正旋钮修正。
27. 气压式高度表的气温误差是实际气温与标准气温不一致所引起的误差
28. 进气压力表是利用开口膜合来测量进气压力。
29. 电阻式温度表通电后开车前指示大气温度
30. 热电偶式温度表不需要通电就能指示温度
31. 根据转速表和进气压力表的指示，可以了解活塞式发动机的功率；根据转速表和排气温度表可以了解涡喷发动机功率。
32. 指示空速反映飞机所受空气动力。
33.飞机左转弯内侧滑时，转弯侧滑仪显示：小球偏在左边。
左侧滑引起右转弯，右侧滑引起左转弯。
34. 转弯倾斜仪的功用是指示飞机配平和姿态陀螺失效的情况下，作为倾斜指示的备用表。
35. 侧滑仪能指示飞机在飞行中侧滑的原因是小球感受了沿飞机横侧方向的剩余侧力。
36.转弯仪的原理是转弯仪是利用单自由度陀螺进动性工作的。
37. 转弯仪的功用是指示飞机转弯(或盘旋)方向、粗略反映转弯的快慢程度、有的还能指示飞机在某一真空速时无侧滑转弯倾斜角(坡度)。