民航机载电子设备与系统(第2章)讲解
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民航概论课件第二章民用航空器之飞行仪表和电子装置
TCAS + SSR CONTROL
PANEL
LOWER TCAS ANTENNA
MODE S ANTENNA
交通警告避撞系统（TCAS）
电子综合仪表的传感部分
EXTERAL SENSORS
ADIRU
AIR DATA REFERENCE ( ADR)
INERTIAL REFERENCE ( IR )
FMC #2
黑匣子
• 驾驶舱语音记录器 • 飞行数据记录器 • 数据总线
近地警告系统（GPWS）
告警状况：
– 下降速度过大 – 相对地面接近速率过大 – 起飞或复飞爬高时襟翼
放的太小 – 飞机离地高度不够 – 进近时下偏下滑道 – 风切变
电传操纵（Fly-by-Wire）
飞机运动
飞机气动力
空气动力 力和力矩
驾驶杆 电信号传送
运 动 传 感 器
电 信 号
操纵面位 置指令
大气数据传感器
动作筒 动作筒位置反馈
操纵面
EFIS
Electronic Flight
Instrument System
Y/D
Yaw Damper
飞行管理系统
AUTOTHROTTLE
FCU
CREW CDU
AUTOPILOT
DISPLAYS
IRS
ADC
DME CLOCK
FMS
VOR
ILS
FUEL FLOW
RECORDERS
TOTAL FUEL
飞行管理系统
FMS Flight Management System
FMCS
Flight Management
Computer System
第2章 第6节 其他系统 民航概论讲解
电离层
沿地面传播
大地
大地
(a)
(b)
第六节 其他系统
3.飞机通信、寻址与报告系统（ACARS）
ACARS用于实现远程飞机与地面站（航线控制中心和空中 交通管制中心）之间的自动信息和数据传输，也可传输话音。
ACARS是一个可寻址的空/地数字式数据通信网络。系统 根据飞机的位置，使用机载VHF-C通信系统与地面VHF COMM台 构成空-地通信链，或通过卫星通信系统完成数据链通信任务。
驾驶舱照明
第六节 其他系统 客舱照明
第六节 其他系统 货仓照明
机外部照明
第六节 其他系统
防撞灯
机翼照明灯
跑道脱离灯
航行灯
着陆灯
起飞和滑行灯
第六节 其他系统 应急照明
第六节 其他系统
九、燃油系统
存储飞行所需要燃油 在各种规定的飞行状态和工作条件下安全可靠地向发动
机和APU供油
调整飞机重心； 冷却飞机其他系统。
1.飞行管理计算机系统(FMCS)
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。
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。
第六节 其他系统
黑匣子
第六节 其他系统
二、导航系统（导航内容叙述）
1.磁罗盘 2.ADF（地面NDB台） 3.VOR 4.DME 5.ILS 6.无线电高度表
第六节 其他系统
气象雷达
沿地面传播
大地
大地
(a)
(b)
第六节 其他系统
3.飞机通信、寻址与报告系统（ACARS）
ACARS用于实现远程飞机与地面站（航线控制中心和空中 交通管制中心）之间的自动信息和数据传输，也可传输话音。
ACARS是一个可寻址的空/地数字式数据通信网络。系统 根据飞机的位置，使用机载VHF-C通信系统与地面VHF COMM台 构成空-地通信链，或通过卫星通信系统完成数据链通信任务。
驾驶舱照明
第六节 其他系统 客舱照明
第六节 其他系统 货仓照明
机外部照明
第六节 其他系统
防撞灯
机翼照明灯
跑道脱离灯
航行灯
着陆灯
起飞和滑行灯
第六节 其他系统 应急照明
第六节 其他系统
九、燃油系统
存储飞行所需要燃油 在各种规定的飞行状态和工作条件下安全可靠地向发动
机和APU供油
调整飞机重心； 冷却飞机其他系统。
1.飞行管理计算机系统(FMCS)
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。
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。
第六节 其他系统
黑匣子
第六节 其他系统
二、导航系统（导航内容叙述）
1.磁罗盘 2.ADF（地面NDB台） 3.VOR 4.DME 5.ILS 6.无线电高度表
第六节 其他系统
气象雷达
航空电子系统电子教案1(无线电部分2)讲诉
20 2019/5/2
一、系统概述
（一）机载防撞系统的基本概念 随着空中
交通的迅速发展，一些中心机场终端区和其他繁 忙空域中的飞机密度不断增大，飞机之间的水平 间隔和垂直间隔也随之减小，飞机之间出现危险 接近的情况时有发生。机载防撞系统的基本设想， 是研制一种装备在飞机上的电子系统，设法监视 本架飞机周围空域中其它飞机的存在、位置以及 运动状况，以使飞行员在明了本机邻近空域交通 状况的情况下，主动地采取回避措施，防止与其 它飞机危险接近。
2、TCASⅡ的功用 提供本机邻近空域中的交通状况显示、发
出交通咨询TA的基础上，能够跟踪约30海里范围内的装备 TCASⅡ的多架飞机，评估本机和相遇飞机发生危险接近的可能， 并且可在确实存在潜在的危险接近时，提前向机组发出决断咨 询RA (Resolutionary Advisory)。是防撞系统解算出的回避危险 接近所应采取的回避措施。TCASⅡ所能提供的回避措施为垂直 机动咨询：爬升(clime)或下降（decent）。
2、EFIS控制板
接通TFC（绿色TFC显示在EHSI上） 工作方式选择：EXP VOR/ILS、EXP NAV、MAP、CTR MAP。
35 2019/5/2
四、控制与显示
3、EHSI上的TCAS显示
1. TCAS系统的工作情况显示 TCAS OFF 白色 ATC/TCAS 不在TA ONLY 、
四、控制与显示
（一）EADI上的控制与显示 1、ATC/TCAS控制面板 TA/RA位EADI显示RA指示 2、EADI的TCAS显示 与RA有关的RA垂直操纵指令
（操纵指令符号并伴有声音）
34 2019/5/2
四、控制与显示
（二）EHSI上的控制与显示 1、ATC/TCAS控制面板
一、系统概述
（一）机载防撞系统的基本概念 随着空中
交通的迅速发展，一些中心机场终端区和其他繁 忙空域中的飞机密度不断增大，飞机之间的水平 间隔和垂直间隔也随之减小，飞机之间出现危险 接近的情况时有发生。机载防撞系统的基本设想， 是研制一种装备在飞机上的电子系统，设法监视 本架飞机周围空域中其它飞机的存在、位置以及 运动状况，以使飞行员在明了本机邻近空域交通 状况的情况下，主动地采取回避措施，防止与其 它飞机危险接近。
2、TCASⅡ的功用 提供本机邻近空域中的交通状况显示、发
出交通咨询TA的基础上，能够跟踪约30海里范围内的装备 TCASⅡ的多架飞机，评估本机和相遇飞机发生危险接近的可能， 并且可在确实存在潜在的危险接近时，提前向机组发出决断咨 询RA (Resolutionary Advisory)。是防撞系统解算出的回避危险 接近所应采取的回避措施。TCASⅡ所能提供的回避措施为垂直 机动咨询：爬升(clime)或下降（decent）。
2、EFIS控制板
接通TFC（绿色TFC显示在EHSI上） 工作方式选择：EXP VOR/ILS、EXP NAV、MAP、CTR MAP。
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四、控制与显示
3、EHSI上的TCAS显示
1. TCAS系统的工作情况显示 TCAS OFF 白色 ATC/TCAS 不在TA ONLY 、
四、控制与显示
（一）EADI上的控制与显示 1、ATC/TCAS控制面板 TA/RA位EADI显示RA指示 2、EADI的TCAS显示 与RA有关的RA垂直操纵指令
（操纵指令符号并伴有声音）
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四、控制与显示
（二）EHSI上的控制与显示 1、ATC/TCAS控制面板
航空无线电导航设备第2部分：甚高频全向信标(VOR)
MH/T4006.2 － 1998航空无线电导航设施第 2 部分；甚高频全向信标（VOR ）技术要求1范围本标准规定了民用航空甚高频全向信标设施的通用技术要求，它是民用航空甚高频全向信标拟订规划和更新、设计、制造、查验以及运转的依照。
本标准合用于民用航空行业各种甚高频全向信标设施。
2引用标准以下标准所包括的条则，经过在本标准中引用而构成为本的条则。
本标准第一版时，所示版本均为有效。
所有标准都会被订正，使用本标准的条方应商讨使用以下要求最新的版本的可能性。
GB6364 － 86 航空无线电导航台站电磁环境要求MH/T4003 － 1996 航空无线电导航台和空中交通管束雷达站设置场所规范中公民用航空通讯导航设施运转保护规程（1985 年 10 月版）国际民用航空条约附件十航空电信（第一卷）（第4版1985 年 4 月）国际民航组织8071 文件无线电导航设施测试手册（第 3 册1972 年）3定义本标准采纳以下定义。
3.1 甚高全向信标very high frequency omnidirectional range（VOR）一种工作于甚高频波段，供给装有相应设施的航空器相关于该地面设施磁方向信息的导航设施。
多普勒甚高频全向信标doppler VOR （DVOR ）利用多普勒原理而产生方向信息的甚高频全向信标。
基准相位 reference phase甚高频全向信标辐射的两个30Hz 调制信号中的一个调制信号的相位与察看点的方向角没关。
3.4 可变相位variable phase甚高频全向信标辐，射的两个 30Hz 调制信号中的一个调制信号的相位与察看点的方向角相关，在同一时辰的不一样方向上，该调制信号的相位不一样。
4一般技术要求4.1 用途甚高频全向信标是国际民航组织规定的近程导航设施，它供给航空器相关于地面甚高频全向信标台的磁方向。
详细作用以下：a)利用机场范围内的甚高频全向信标，保障飞机的出入港；b)利用两个甚高频全向信标台，能够实现直线地点线定位；c)利用航路上的甚高频全向信标，保证飞机沿航路飞翔（甚高频全向信标常和测距仪配合使用，形成极坐标定位系统，直接为民航飞机定位）；d)甚高频全向信标还能够作为仪表着陆系统的协助设施，保障飞机安全着陆。
第二章 第三节
测距
飞机上最常用的无线电 测距装置有无线电高度 表和无线电测距机 (DME)。 利用飞机和地面测距台 之间的无线电波往返所 用去的时间来测定飞机 和测距台之间的距离。
测距机（DME）
• 机载测距机发出频率在1025~1150兆赫间 的询问脉冲，地面测距台接收到这些脉 冲信号后就发出应答脉冲，机载的测距 器接收后比较询问脉冲和应答脉冲之间 的时间间隔，计算出飞机和地面测距台 之间的斜距。
3)惯性基准系统
飞行控制仪表的第三类是惯性基准系统，本系统可提供 一套精确的飞机姿态数据，如位置、倾斜、航向、速度和 加速度等，实现了飞机导航、控制及显示一体化。 • 本系统分为两大组成部分，一种是电子飞行仪表系统 (包括电子水平状态指示器、电子姿态指引仪、符号发生 器及方式控制面板、信号仪表选择板等)，另一种是发动 机指示与机组警告系统，可以显示发动机的参数并对其进 行白动监控，如出现工作异常情况会发出警告并记录一下 故障时的系统参数。
2、绝对高度（海平面气压高度QNH） • 以当地实际海平面的气压数据作为高度的 基准面，飞机高度表上表示出来的高度就 是飞机的实际海拔高度 。想要得到飞机与 下方地面间的真实高度，就用海平面气压 高度减去由航图上查到的这一位置的标高。 • 爬升和下降阶段使用
3、标准气压高度（ISA） • 以国际标准大气的基准面得到的高度称为 标准气压高度 。（大气压力为760毫米汞柱 高，温度为15℃） • 巡航阶段使用
• •
②地平仪 也叫姿态指示器，用来指示飞机与地平 面之间的相对关系，即指示飞机的俯仰和 倾斜角度。表上有一条人工地平线，由于 云、能见度降低或黑暗使自然地平线被遮 挡时，它能提供极大的帮助。地平仪是唯 一能够既提供俯仰数据又提供倾斜数据的 飞行仪表。 地平仪准确性极高，微小的俯仰和倾斜变 化都能测出来，如图2. 41所示。
民航机载电子设备与系统(第2章)
上图所示为上升速度近200英尺/分钟，小型飞机 一般起飞时爬升率可达900英尺/分钟，从高空正 常下降高度时下降率约700，进近时下降率约400。 接地瞬间下降率在200以下可以接受，50以下最 好。（注：100英尺/分钟 = 0.508米/秒）
VSI显示是有滞后的，不能仅以VSI读数判断飞机某一瞬间正常上升 还是下降，尤其是在低空作机动飞行时。应以舱外景物和高度表读 数为主，VSI读数为辅作判断。当飞机作较长时间稳定爬升或下降 时，可用VSI读数估算爬升/下降一定高度差所需时间和飞行距离。
~金城学院民航电子电气专业~
第二节 气压高度表(续)
飞机在飞行中使用的飞行高度有以下四种：
相对高度：飞机从空中到某一既定的 机场地面的垂直距离，飞机起落时必须 测量相对高度； 真实高度：飞机从空中到正下方地面 上顶的垂直距离，飞机起飞、进近、着 陆时必须测量真实高度；用无线电高度 表指示。
~金城学院民航电子电气专业~
由来：大气参数随着地理位置、离地面高度和 季节等的变化，飞机的空气动力和飞行性能 随之变化。
为了确定比较飞机的飞行性能必须 按同一标准大气物理性质进行换算。 各种飞行参数的测量仪表 都按标准大气设计出来的
提出：
国际标准大气
地球北纬35~60度地区的平均大气数据接近， 实际上把这些平均数值加以修正得出的。 广州 上海 北京 和标准大气规定的气温差不多 比标准大气规定的气温高
1、飞机平飞，内外膜盒压力相 等，仪表指示为“0”。 2、高度增加，大气压逐渐降低，膜盒 内压力下降比表壳内下降快，膜盒收缩， 飞机指示上升速度。 3、高度下降，大气压逐渐升高，膜盒 内压力升高比表壳内升高快，膜盒膨胀， 飞机指示垂直下降速度。
三、影响升降速度表指示的各 种因素
VSI显示是有滞后的，不能仅以VSI读数判断飞机某一瞬间正常上升 还是下降，尤其是在低空作机动飞行时。应以舱外景物和高度表读 数为主，VSI读数为辅作判断。当飞机作较长时间稳定爬升或下降 时，可用VSI读数估算爬升/下降一定高度差所需时间和飞行距离。
~金城学院民航电子电气专业~
第二节 气压高度表(续)
飞机在飞行中使用的飞行高度有以下四种：
相对高度：飞机从空中到某一既定的 机场地面的垂直距离，飞机起落时必须 测量相对高度； 真实高度：飞机从空中到正下方地面 上顶的垂直距离，飞机起飞、进近、着 陆时必须测量真实高度；用无线电高度 表指示。
~金城学院民航电子电气专业~
由来：大气参数随着地理位置、离地面高度和 季节等的变化，飞机的空气动力和飞行性能 随之变化。
为了确定比较飞机的飞行性能必须 按同一标准大气物理性质进行换算。 各种飞行参数的测量仪表 都按标准大气设计出来的
提出：
国际标准大气
地球北纬35~60度地区的平均大气数据接近， 实际上把这些平均数值加以修正得出的。 广州 上海 北京 和标准大气规定的气温差不多 比标准大气规定的气温高
1、飞机平飞，内外膜盒压力相 等，仪表指示为“0”。 2、高度增加，大气压逐渐降低，膜盒 内压力下降比表壳内下降快，膜盒收缩， 飞机指示上升速度。 3、高度下降，大气压逐渐升高，膜盒 内压力升高比表壳内升高快，膜盒膨胀， 飞机指示垂直下降速度。
三、影响升降速度表指示的各 种因素
民航电子设备——电子仪表系统
10
二、分类
1、电子飞行仪表系统EFIS
11
二、分类
12
二、分类
13
14
二、分类
1、电子飞行仪表系统EFIS 主飞行显示器PFD(或EADI) 导航显示器ND(或EHSI)
2、机载电子集中监控系统ECAM
15
16
17
二、分类
1、电子飞行仪表系统EFIS 主飞行显示器PFD(或EADI) 导航显示器ND(或EHSI)
信息。 7、 SD上主要显示系统状态信息、巡航信
息等
65
复习思考题
1、电子仪表系统EIS的特点 2、EIS的分类 3、EFIS包括哪些显示器？ 4、ECAM包括哪些显示器？ 5、符号发生器的功用是什么？ 6、PFD、ND、E/WD和SD上的主要显示内容有
哪些？
66
2、机载电子集中监控系统ECAM 发动机/警告显示器 E/WD 系统显示器 SD
18
三、组成及原理
19
三、组成及原理
20
21
三、组成及原理
(一)组成 1、显示管理计算机(或符号发生器) 2、显示控制板 3、转换控制板 4、显示器
(二)原理
22
三、组成及原理
(二)原理
符号发生器(或显示管理计算机)接收来自飞机 各系统的模拟和数字输入信号以及来自控制板 的控制信号，经加工处理后，转换为各种符号、 字符，然后送往显示器进行显示。
47
转换板
48
转换板
49
转换板
50
转换板
51
五、ECAM的控制和显示
(一) ECAM显示控制板和显示器
52
53
ECAM控制板
54
55
二、分类
1、电子飞行仪表系统EFIS
11
二、分类
12
二、分类
13
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二、分类
1、电子飞行仪表系统EFIS 主飞行显示器PFD(或EADI) 导航显示器ND(或EHSI)
2、机载电子集中监控系统ECAM
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二、分类
1、电子飞行仪表系统EFIS 主飞行显示器PFD(或EADI) 导航显示器ND(或EHSI)
信息。 7、 SD上主要显示系统状态信息、巡航信
息等
65
复习思考题
1、电子仪表系统EIS的特点 2、EIS的分类 3、EFIS包括哪些显示器？ 4、ECAM包括哪些显示器？ 5、符号发生器的功用是什么？ 6、PFD、ND、E/WD和SD上的主要显示内容有
哪些？
66
2、机载电子集中监控系统ECAM 发动机/警告显示器 E/WD 系统显示器 SD
18
三、组成及原理
19
三、组成及原理
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三、组成及原理
(一)组成 1、显示管理计算机(或符号发生器) 2、显示控制板 3、转换控制板 4、显示器
(二)原理
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三、组成及原理
(二)原理
符号发生器(或显示管理计算机)接收来自飞机 各系统的模拟和数字输入信号以及来自控制板 的控制信号，经加工处理后，转换为各种符号、 字符，然后送往显示器进行显示。
47
转换板
48
转换板
49
转换板
50
转换板
51
五、ECAM的控制和显示
(一) ECAM显示控制板和显示器
52
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ECAM控制板
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航空电子系统电子教案1(无线电部分2)分解
23 02.04.2021
24 02.04.2021
ATC/TCAS控制板
25 02.04.2021
TCAS 计算机
26 02.04.2021
TCAS 计算机 TCAS计算机的基本功用包括： 1. 监视邻近空域中的飞机 2. 获取所跟踪飞机的数据 3. 进行威胁评估计算 4. 产生交通咨询或决断咨询等
TA/RA位；或未安装TCAS。
3. TCAS TEST 白色 表示EFIS自测试有效；飞机
在地面已按压TCAS或 ATC/TCAS 上的自测试按 钮，系统已开始测试。
4. TCAS FAIL 黄色 TCAS 计算机输出已故障信
号；
5.
本侧EFIS控制板故障。
6. TA ONLY 绿色
7. TRAFFIC 红色表示首架入侵机为RA，黄色TA
（1）单独地对装备S模式应答机的飞机进行一对一的询问与应答， 获得所报告的高度信息；单独地对装备A、C模式应答机进行 询问并接受其应答信号，分别地获得这类飞机所报告的高度 信息
（2）设法测量所监视的飞机的方位；
（3）计算所监视的飞机的接近率，对这些飞机进行威胁评估计算；
（4）存储所监视的飞机的高度、距离、方位等数据，以实现对这 些飞机的连续跟踪；
20 02.04.2021
一、系统概述
（一）机载防撞系统的基本概念 随着空中
交通的迅速发展，一些中心机场终端区和其他繁 忙空域中的飞机密度不断增大，飞机之间的水平 间隔和垂直间隔也随之减小，飞机之间出现危险 接近的情况时有发生。机载防撞系统的基本设想， 是研制一种装备在飞机上的电子系统，设法监视 本架飞机周围空域中其它飞机的存在、位置以及 运动状况，以使飞行员在明了本机邻近空域交通 状况的情况下，主动地采取回避措施，防止与其 它飞机危险接近。
24 02.04.2021
ATC/TCAS控制板
25 02.04.2021
TCAS 计算机
26 02.04.2021
TCAS 计算机 TCAS计算机的基本功用包括： 1. 监视邻近空域中的飞机 2. 获取所跟踪飞机的数据 3. 进行威胁评估计算 4. 产生交通咨询或决断咨询等
TA/RA位；或未安装TCAS。
3. TCAS TEST 白色 表示EFIS自测试有效；飞机
在地面已按压TCAS或 ATC/TCAS 上的自测试按 钮，系统已开始测试。
4. TCAS FAIL 黄色 TCAS 计算机输出已故障信
号；
5.
本侧EFIS控制板故障。
6. TA ONLY 绿色
7. TRAFFIC 红色表示首架入侵机为RA，黄色TA
（1）单独地对装备S模式应答机的飞机进行一对一的询问与应答， 获得所报告的高度信息；单独地对装备A、C模式应答机进行 询问并接受其应答信号，分别地获得这类飞机所报告的高度 信息
（2）设法测量所监视的飞机的方位；
（3）计算所监视的飞机的接近率，对这些飞机进行威胁评估计算；
（4）存储所监视的飞机的高度、距离、方位等数据，以实现对这 些飞机的连续跟踪；
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一、系统概述
（一）机载防撞系统的基本概念 随着空中
交通的迅速发展，一些中心机场终端区和其他繁 忙空域中的飞机密度不断增大，飞机之间的水平 间隔和垂直间隔也随之减小，飞机之间出现危险 接近的情况时有发生。机载防撞系统的基本设想， 是研制一种装备在飞机上的电子系统，设法监视 本架飞机周围空域中其它飞机的存在、位置以及 运动状况，以使飞行员在明了本机邻近空域交通 状况的情况下，主动地采取回避措施，防止与其 它飞机危险接近。
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• 平流层(对流层之上，顶端扩展到50~55km。气 流平稳，能见度佳。平流层下端称同温层)
同温层堡垒
• 中间层(到80~85km。气温随高度增加而下降， 空气有相当强烈的垂直运动。 )
• 电离层(到800km，空气密度很小，声波也难以 传播。空气处于高度电离状态)
• 散逸层(外层，大气分子向外层空间逃逸)
高度越高，密度越低
二、温度、密度、压力与高度的关系
3、 大气压力随高度变化的关系
大气压力
单位面积上所承受的大气柱重量
dp dH
H
H(km)
高度升高，大气柱变 短，单位面积上所承 受的重量必然减轻。
p
三、国际标准大气和 大气的物理性质
第一节 大气特性
三、国际标准大气：
由来：大气参数随着地理位置、离地面高度和 季节等的变化，飞机的空气动力和飞行性能 随之变化。
ρ≈1/3 ρ0 p≈1/4 p0
100km高度
ρ≈ 4*10-7 ρ0 p≈ 3*10-7 p0
第一节 大气特性
一、大气
包围在地球周围的空气为大气，分五层：
• 对流层(赤道区16~18km,中纬度区10~12km,南 北极8~9km; 包含大气中¾的大气质量，几乎全 部的水汽，天气现象复杂多变)
物质具有一定程度的可 压缩性，气体尤其明显
压 缩
在压力和温度作用下改变 密度和体积的一种特性
性
低速飞行时，空气的压强和
的
密度变化不大，认为不可压缩。
特
空气流过飞行器表面时，
点
压强会发生变化，密度也随之改变
高速飞行时必须考虑空气的压缩性。
问题？低空时飞机上产生的 空气动力比高空时大还是小？
第二节 气压高度表
第二章 大气数据仪表与大 气数据计算机
内容提要
1. 大气特性 2. 气压高度表 3. 升降速度表 4. 空速表 5. 马赫数表 6.大气数据计算机
大气数据仪表指飞行仪表中的高度表、 指示空速表、真空速表、马赫数表、 升降速度表和大气温度表等。
结构 特点
分立式 组合式
系统式 大气数据系统仪表
大气数据仪表不能直接测出飞机飞行的参数
高度 H
0
m
比重 ρ
1.225 kg/m3
温度 T
288.15 K
压强 p
101325 Pa
声速 a(c)
340.294 m/s
粘度 μ
1.7894*10 -5 Pa*s
标准重力加速度 g 9.80665 m/s2
气体常数 R
287.05278 J/(kg·K)
密度0.125kgs2/m4
15℃ 760mmHg
第一节大气特性
大气压力
来自空气的重力 来自空气不规则运动 对容器壁的作用力 单位面积所承受 的大气柱重量
二、大气的温度、密度、 压力与高度的关系
二、温度、密度、压力与高度的关系
1、 大气温度随高度变化的关系
大气温度
空气受热的程度
空气分子不规则热运动的速度
大气温度一般以摄氏温度C和绝对温度K表示。西方国家常用华氏温度表示。
通过测量飞机与大气之间的作用力及飞机所 在位置的大气参数，再根据大气参数与飞机
飞行参数的特定关系进行换算后才能得到
大气参数经过飞机的全、静压系统和 大气数据计算机转换成相应的电信号， 再送到相应的仪表分别指示飞行的各 种数据。
第一节大气特性
第一节大气特性 （一）大气层(aerosphere)
• 大气层的成分主要有氮气，占78．1％；
民航飞机在对流层飞行，最高升限接近平流层下边界。
第一节 大气特性
一、大气
大气的状态参数： 密度 ρ（kg/m3） 温度 T （K） 压强 p （Pa）
状态方程：
对于一定量的气体，它的压强p、密度ρ 和温 度T等三个参数就可以决定它的状态。它们之间 的关系，可以用气体的状态方程表示 。
p=ρRT
R —— 气体常数
空气的质量密度与空气的重量密度的关系
重量密度 g 质量密度
重力加速度
四、大气的物理性质：
惯性： 与质量有关 与密度有关
空气对飞机的反抗或反推力。惯性大，阻力大
粘性：粘性大，加剧摩擦
空气自身相互粘 滞和牵制的特性
温度高 粘性大
相邻两层间的内摩擦 气体分子不规则运动的结果
动粘性系数μ
内摩擦力与相邻流层特性参数之间的关系
~金城学院民航电子电气专业~
第二节 气压高度表(续)
飞机在飞行中使用的飞行高度有以下四种：
相对高度：飞机从空中到某一既定的 机场地面的垂直距离，飞机起落时必须 测量相对高度；
真实高度：飞机从空中到正下方地面
上顶的垂直距离，飞机起飞、进近、着
陆时必须测量真实高度；用无线电高度
表指示。
~ dtc 6.5 C / km
dH
tH t0 H
高度升高，温度降低
求H=11km处的温度。 -56.5度
二、温度、密度、压力与高度的关系
2、 大气密度随高度变化的关系
大气密度
单位容积空气的质量
空气分子疏密的程度
空气分子的数目靠近地面较多，远离地面较少。
H(km)
氧气占20．9％；氩气占0．93％；还有 少量的二氧化碳、稀有气体（氦气、氖 气、氩气、氪气、氙气、氡气）和水蒸 汽。大气层的空气密度随高度而减小， 越高空气越稀薄。大气层的厚度大约在 1000千米以上，但没有明显的界限。
第一节 大气特性
一、大气
垂直方向上特性变化显著
（密度、温度、压强、…）
10km高度
Altimeter
~金城学院民航电子电气专业~
高度升高大气压力减小的规律构成的仪表
气 机械式 压
采用真空膜盒测 量大气压的变化
高
度 表
电动式
采用大气数据计算机 计算飞行高度
第二节 气压高度表
一、飞行高度和气压高度表的功能
飞行高度是飞机在空中距某一个基 准面的垂直距离。
测量飞机高度的基准面不同，得出 的飞行高度也不同。
为了确定比较飞机的飞行性能必须 按同一标准大气物理性质进行换算。
各种飞行参数的测量仪表 都按标准大气设计出来的
提出：
国际标准大气
地球北纬35~60度地区的平均大气数据接近， 实际上把这些平均数值加以修正得出的。
广州 上海
比标准大气规定的气温高
北京 和标准大气规定的气温差不多
国际标准大气
海平面大气物理属性
第二节 气压高度表(续)
绝对高度：飞机从空中到海平面的垂直 距离，在气压较低的机场，无法利用气 压式高度表测量相对高度时，可以采用； 标准气压高度：飞机从空中到标准气压 平面的垂直距离，飞机在加入航线飞行 时可以利用标准气压高度或在场面气压 低的机场，无法利用气压式高度表测量 相对高度进行飞机起降时，采用。
同温层堡垒
• 中间层(到80~85km。气温随高度增加而下降， 空气有相当强烈的垂直运动。 )
• 电离层(到800km，空气密度很小，声波也难以 传播。空气处于高度电离状态)
• 散逸层(外层，大气分子向外层空间逃逸)
高度越高，密度越低
二、温度、密度、压力与高度的关系
3、 大气压力随高度变化的关系
大气压力
单位面积上所承受的大气柱重量
dp dH
H
H(km)
高度升高，大气柱变 短，单位面积上所承 受的重量必然减轻。
p
三、国际标准大气和 大气的物理性质
第一节 大气特性
三、国际标准大气：
由来：大气参数随着地理位置、离地面高度和 季节等的变化，飞机的空气动力和飞行性能 随之变化。
ρ≈1/3 ρ0 p≈1/4 p0
100km高度
ρ≈ 4*10-7 ρ0 p≈ 3*10-7 p0
第一节 大气特性
一、大气
包围在地球周围的空气为大气，分五层：
• 对流层(赤道区16~18km,中纬度区10~12km,南 北极8~9km; 包含大气中¾的大气质量，几乎全 部的水汽，天气现象复杂多变)
物质具有一定程度的可 压缩性，气体尤其明显
压 缩
在压力和温度作用下改变 密度和体积的一种特性
性
低速飞行时，空气的压强和
的
密度变化不大，认为不可压缩。
特
空气流过飞行器表面时，
点
压强会发生变化，密度也随之改变
高速飞行时必须考虑空气的压缩性。
问题？低空时飞机上产生的 空气动力比高空时大还是小？
第二节 气压高度表
第二章 大气数据仪表与大 气数据计算机
内容提要
1. 大气特性 2. 气压高度表 3. 升降速度表 4. 空速表 5. 马赫数表 6.大气数据计算机
大气数据仪表指飞行仪表中的高度表、 指示空速表、真空速表、马赫数表、 升降速度表和大气温度表等。
结构 特点
分立式 组合式
系统式 大气数据系统仪表
大气数据仪表不能直接测出飞机飞行的参数
高度 H
0
m
比重 ρ
1.225 kg/m3
温度 T
288.15 K
压强 p
101325 Pa
声速 a(c)
340.294 m/s
粘度 μ
1.7894*10 -5 Pa*s
标准重力加速度 g 9.80665 m/s2
气体常数 R
287.05278 J/(kg·K)
密度0.125kgs2/m4
15℃ 760mmHg
第一节大气特性
大气压力
来自空气的重力 来自空气不规则运动 对容器壁的作用力 单位面积所承受 的大气柱重量
二、大气的温度、密度、 压力与高度的关系
二、温度、密度、压力与高度的关系
1、 大气温度随高度变化的关系
大气温度
空气受热的程度
空气分子不规则热运动的速度
大气温度一般以摄氏温度C和绝对温度K表示。西方国家常用华氏温度表示。
通过测量飞机与大气之间的作用力及飞机所 在位置的大气参数，再根据大气参数与飞机
飞行参数的特定关系进行换算后才能得到
大气参数经过飞机的全、静压系统和 大气数据计算机转换成相应的电信号， 再送到相应的仪表分别指示飞行的各 种数据。
第一节大气特性
第一节大气特性 （一）大气层(aerosphere)
• 大气层的成分主要有氮气，占78．1％；
民航飞机在对流层飞行，最高升限接近平流层下边界。
第一节 大气特性
一、大气
大气的状态参数： 密度 ρ（kg/m3） 温度 T （K） 压强 p （Pa）
状态方程：
对于一定量的气体，它的压强p、密度ρ 和温 度T等三个参数就可以决定它的状态。它们之间 的关系，可以用气体的状态方程表示 。
p=ρRT
R —— 气体常数
空气的质量密度与空气的重量密度的关系
重量密度 g 质量密度
重力加速度
四、大气的物理性质：
惯性： 与质量有关 与密度有关
空气对飞机的反抗或反推力。惯性大，阻力大
粘性：粘性大，加剧摩擦
空气自身相互粘 滞和牵制的特性
温度高 粘性大
相邻两层间的内摩擦 气体分子不规则运动的结果
动粘性系数μ
内摩擦力与相邻流层特性参数之间的关系
~金城学院民航电子电气专业~
第二节 气压高度表(续)
飞机在飞行中使用的飞行高度有以下四种：
相对高度：飞机从空中到某一既定的 机场地面的垂直距离，飞机起落时必须 测量相对高度；
真实高度：飞机从空中到正下方地面
上顶的垂直距离，飞机起飞、进近、着
陆时必须测量真实高度；用无线电高度
表指示。
~ dtc 6.5 C / km
dH
tH t0 H
高度升高，温度降低
求H=11km处的温度。 -56.5度
二、温度、密度、压力与高度的关系
2、 大气密度随高度变化的关系
大气密度
单位容积空气的质量
空气分子疏密的程度
空气分子的数目靠近地面较多，远离地面较少。
H(km)
氧气占20．9％；氩气占0．93％；还有 少量的二氧化碳、稀有气体（氦气、氖 气、氩气、氪气、氙气、氡气）和水蒸 汽。大气层的空气密度随高度而减小， 越高空气越稀薄。大气层的厚度大约在 1000千米以上，但没有明显的界限。
第一节 大气特性
一、大气
垂直方向上特性变化显著
（密度、温度、压强、…）
10km高度
Altimeter
~金城学院民航电子电气专业~
高度升高大气压力减小的规律构成的仪表
气 机械式 压
采用真空膜盒测 量大气压的变化
高
度 表
电动式
采用大气数据计算机 计算飞行高度
第二节 气压高度表
一、飞行高度和气压高度表的功能
飞行高度是飞机在空中距某一个基 准面的垂直距离。
测量飞机高度的基准面不同，得出 的飞行高度也不同。
为了确定比较飞机的飞行性能必须 按同一标准大气物理性质进行换算。
各种飞行参数的测量仪表 都按标准大气设计出来的
提出：
国际标准大气
地球北纬35~60度地区的平均大气数据接近， 实际上把这些平均数值加以修正得出的。
广州 上海
比标准大气规定的气温高
北京 和标准大气规定的气温差不多
国际标准大气
海平面大气物理属性
第二节 气压高度表(续)
绝对高度：飞机从空中到海平面的垂直 距离，在气压较低的机场，无法利用气 压式高度表测量相对高度时，可以采用； 标准气压高度：飞机从空中到标准气压 平面的垂直距离，飞机在加入航线飞行 时可以利用标准气压高度或在场面气压 低的机场，无法利用气压式高度表测量 相对高度进行飞机起降时，采用。