第5讲：大气数据计算机
飞机大气数据实时模拟系统的设计与实现_栗中华
《 微 计 算 机 信 息》 2011 年 第 27 卷 第 4 期
飞机大气数据实时模拟系统的设计与实现
Design and Realization of Aircraft Air Data Real-time Simulating System
[4] RPT 350 Smart Pressure Transducer User Manual [DB]. Druck. 19th July 2002. [5]薛艳,江浩。基于 ARM 高速数据采集远程监控系统的应用[J]。 《自动化仪表》,第 29 卷第 10 期,2008 年 10 月,41-43。 [6]管武,王健等。基于 ARM 的远程重构通讯控制模块的设计[J]。 《微计算机信息》2009 年第 25 卷第 1-2 期,123-124。
( 收 稿 日 期 :2010.09.09)( 修 稿 日 期 :2010.12.09)
技 术
创
(上接第 47 页)
新 使得 采 集压 力 精 确,并 采 用 两点 法 进 行传 感 器 校准,从 而 确 保 计
算值的准确。
作者对本文版权全权负责,无抄袭。
参考文献
[1]赵淑荣,罗云林。大气数据系统[M]。北京:兵器工业出版社, 2004 年 1 月。 [2]肖建德。大气数据计算机系统[M]。北京:国防工业出版社,1992 年 7 月。 [3]张平. Matlab 基础与应用简明教程[M] . 北京:北京航空航天 大学出版社. 2001.
栗中华: 讲师 硕士研究生
qc 为动压,ρ0 为海平面标准大气条件下的气体密度。 考虑空气压缩性的空速为:
其中,
航空机载电子设备
1.高频通信系统的用途：实现远距离的空对空，地对空的声音通信。
2.高频通信系统的通信距离可达数千公里，与飞行高度无关。
3.当飞机位于跑道中心线右侧，LOC接收机接收的调制音频中：150Hz ＞90Hz。
4.现代民航飞机的自动驾驶仪通常有：横滚通道和俯仰通道。
5.TCRBS／DABS全呼叫信号中P1、P3、P2脉冲的宽度相等但P4较宽。
6.陀螺罗盘是利用三自由度陀螺的稳定性和进动性工作的。
7.三自由度陀螺主要有稳定性和进动性两个基本特性。
8.客舱广播系统中的四种音频信号的优先顺序为：机长，服务员，预录通知，登机音乐。
9.地球表面上任意两点的大圆圈线最短。
10.飞机导航设备中大气数据计算机系统、惯性导航系统属于自主(备)式设备。
11.飞机相对方位角是指飞机纵轴测量到飞机一导航台连线或飞机纵轴方向和飞机到VOR台连线之间顺时针方向测量的夹角。
12.机载无线电高度表用途是利用无线电高度表测量飞机相对地面的真实高度或叫垂直高度的一种设备。
13.对于只有A模式应答机的飞机，TCAS只可能发出TA信息。
14.飞行管理计算机的存储器内存储有导航和性能两个数据库。
15.自动定向机主要是依靠环形天线及垂直天线组合的方向性实现定向的。
16.马赫数的大小决定于动压和静压。
17.在R M I上，V O R方位角的指示是根据飞机磁航向加相对方位。
18.在飞机进近过程中，决断高度是指飞行员对继续进近或复飞作出决断的最低高度。
19.飞行指引仪的功用是引导飞行员操作飞机，监控自动驾驶仪工作。
20.GPWS控制板上的起落架／襟翼位置超控开关在“禁止”位相当于起落架放下，襟翼在着陆位置。
21.对惯性基准系统进行快速对准的接通条件是系统在正常工作，方式选择开关在NAV位置且地速小于20海里/小时。
22.“荷兰滚”运动是飞机绕立轴及纵轴的周期性运动。
23.如果副驾驶将R/T一I/C开关扳向扳向I/C位时，不论MIC开关的位置如何，其话筒信号直接连接到飞行内话系统。
航空电子设备维修专业介绍
航空电子设备维修专业介绍[导读]：本文讲述了航空电子设备维修专业的基本信息及专业介绍，如航空电子设备维修专业的课程设置、就业方向、就业前景等，还包括开设航空电子设备维修专业的院校名单。
█ 航空电子设备维修专业基本信息学历层次：专科专业名称：航空电子设备维修专业代码：520507所属门类：交通运输所属学科：民航运输类同一个专业不同大学其学习方向、开设课程等不尽相同，以下提供开设航空电子设备维修专业的部分院校的专业介绍，仅供参考。
具体信息以学校网站公布为准。
█ 中国民航大学航空电子设备维修专业介绍课程设置：普通物理，电工学，电工学实验，工程制图，大学英语、专业英语，互换性与测量技术、电子技术基础、自动控制原理、金工实习，空气动力学、现代航空仪表系统，飞机导航和通信系统，自动飞行控制系统，维修管理，人为因素，CBT课程，维修实习、波音737模拟机实习，岗位实践基地实习等课程。
培养目标：本专业培养学生掌握航空电子系统的组成及工作原理，飞机维修理论和维修技术，熟悉飞机维修工作规程等专业技术，具有较高的外语应用能力及岗位基本技能，使之成为能在生产第一线从事航空电子设备维修的高等工程技术应用型人才。
█ 吉林化工学院航空电子设备维修专业介绍培养目标：本专业旨在培养掌握扎实的专业理论知识，具备航空电子设备维修理论、维修技能和较高职业素质，可在航空电子维修行业中从事航空电子设备、仪器仪表的检测与维修等工作的高技能型人才。
主要课程：电工基础、电子技术基础、航空概论、飞机结构与系统、航空发动机构造、电气控制与可编程控制技术、传感器技术、自动飞行控制系统、航空维修管理、航空维修人为因素、单片机原理与应用、大气数据计算机系统、现代航空仪表系统、飞机电气系统、飞机导航和通信系统、电工基础实训、电子技术实训、维修基本技能实训、飞机结构实训、飞机机载设备检测与维修实训、机务综合实训等。
就业方向：本专业毕业生可在空军航空修理企业、民用航空修理企业、飞机或发动机制造企业、航空公司和机场的飞机电子设备维修、民用电子设备维修等部门，从事军用、民用飞机机载设备和仪器仪表的使用、检测、调试、维修、改装等方面工作。
第6讲：计算方法及显示
2020年4月18日6时0分
第30/共30
2020年4月18日6时0分
第14/共30
ADC提供的参数（3）
SMYD 1
ADIRU向SMYD 1发送下列数据，用于失速管理和偏航阻尼器计算。
马赫数、真空速、计算的空速、动压
CPC
ADIRU向座舱压力控制器（CPC）1和2发送下列ADR数据以计算增 压数值：
修正的气压高度、未修正的气压高度、静压
大气数据系统
（大气数据计算机基本计算方法与显示仪表）
刘瑞华 中国民航大学 电子信息工程学院
大气数据计算机的基本计算方法
线性插值法
零阶插值
一阶插值
Px
yi
yi1 xi1
yi xi
x
xi
y C0 C1x x0 C2 x x0 x x1
抛物线插值法
2020年4月18日6时0分
第6/共30
传感器静特性校正
分段线性插值法
x
xi
xi1 yi1
xi yi
(y
yi )
y mx mxi mki y yi xi kiy yi
整体拟合校正
p k0 k1T k2T 2 k3T 3 k4T 4
p k0 k1T k2T 2 k3T 3 k4T 4
电动高度表
2020年4月18日6时0分
第16/共30
电动高度表
2020年4月18日6时0分
第17/共30
双速控制式自整角机的基本工作 原理
齿轮变速的双速双通道自整角机同步系统
用粗通道精通道双通道，通过齿轮啮合（啮合比I）输 入、输出，使精通道的精度提高i倍。
换接器在粗通道电压低于一定值（失调角小于一定值） 的时候，自动接通精通道。
(完整)水上飞机
水上飞机水动特性水上飞机水动特性0 u； L。
G＊ V' F3 u9 k水上飞机在水面运动时所承受的水动力的规律和性能。
水上飞机不仅应具备普通飞机的空气动力特性，还要保证在水面起飞、降落和水面航行的水动特性。
20世纪30年代为水上飞机的全盛时期，水动力学已发展到比较完善的程度。
50年代以来，随着飞机增升技术的发展，边界层控制技术被应用于水上飞机，从而减轻了水动载荷,改善了水动力性能。
同时通过水动力的研究，在增大水上飞机船身（浮筒）的长宽比和断阶整流以及抑波技术等方面作的努力，也已经取得了显著的成效。
水上飞机的水动特性包括水静力特性和水动力特性。
～— Q＄｜" X）t2 M2 W＊ L4 Y水静力特性水上飞机在水面停泊、拖曳、漂浮和航行等静止和低速运动状态时的特性，主要包括浮性、静稳定性、抗沉性和回转性.浮性在水面上维持浮态的能力。
水上飞机在水面停泊和航行时，表面所承受的水静压力的合力（铅垂向上)又称浮力.按照阿基米得原理，浮力大小等于水上飞机船身（浮筒）所排开的水的重量，浮力的作用点（浮心）为排开水的体积重心。
静稳定性水上飞机因受外力作用而失去平衡产生倾斜，外力消除后水上飞机恢复初始状态的能力.静稳定性包括纵向和横向两种。
船身式水上飞机翼下的支撑浮筒就是为了增加横向稳定性而设置的。
抗沉性水上飞机的船身（浮筒)内有若干个水密隔舱，其数量多少和空间大小依使用要求而定，水上飞机在几个水密舱破损之后仍具有足够的浮力而不沉没，这种防沉的能力称为抗沉性。
, \+ e9 m/ S7 y9 W8 a D 回转性水上飞机在水面作回转运动的能力。
水上飞机一般靠水舵在水面上回转，但多发动机的水上飞机也可以利用两侧发动机的拉力差来实现水上回转.水动力特性水上飞机起飞和降落过程中的水动阻力、纵倾角、升程等运动参数随速度变化的规律。
这些运动参数与水上飞机的空气动力特性共同决定水上飞机起飞降落过程中的飞机水动力特性。
湖南省绥宁县2022—2023学年八年级下学期期中考语文试题(含答案)
2023年上学期八年级期中质量检测语文试题卷时量：120分钟满分：120分注意事项：答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息；请将答案正确填写在答题卡上。
一、语言综合运用（共28分）1.下列词语中画线字的读音全都正确的一项是（2分）（）A.亢奋（kàng）恬静（tián）连翘（qiào）龟裂（jūn）B.羁绊（jī）行辈（háng）狩猎（shǒu）缄默（jiān）C.追溯（sù）归省（xǐng）撺掇（cuān）戛然而止（jiá）D.凫水（fú）蓦然（mò）糜子（mǐ）弥漫（mí）2.下列词语书写完全正确的一项是（2分）A.雾霭沙砾山麓海枯石滥B.沟壑枯躁思慕大彻大悟C.瞳仁怅惘燎原叹为观止D.翩然褶皱迁徙消声匿迹3.下列句子中加横线的词语或成语使用不恰当的一项是（2分）A.当田野蛙声和其他虫鸣暂时沉寂时，我所听到的一点歌声则是非常柔和的，与夜色苍茫中的静谧气氛再合适不过了。
B.如果一只主教雀对着暖流歌唱起春天来，却发现自己搞错了，它还可以纠正自己的错误，继续保持它在冬季的缄默。
C.“水光潋滟晴方好”，从游船上纵目四望，西子湖春风送暖，碧波荡漾，长堤缀绿，群山围翠，真是赏心悦目。
D.电影《狼图腾》，以场面的气势恢宏、情节的抑扬顿挫和风格的奇异独特，赢得了广大观众的一致好评。
4.下列句子没有语病的一项是（2分）A.语文教学既承载着传道育人的文化使命，又担负着训练学生言语交际的重任，还支撑着莘莘学子中考成绩的半壁江山。
所以，我们切不可以对语文教学掉以轻心。
B.我们深信，养成读书的好习惯，爱读书，会读书，能使人受益终生。
C.一个人能取得卓越的成就，并不在于他就读的学校是重点还是普通，而在于他是否具备成功的特质。
D.今年清明节期间，一些不自觉的游客，将用过的垃圾随手扔在南山景区，给美丽的风景抹上不和谐的色彩。
5.下列句子中标点符号使用正确的一项是（2分）A.是否引导学生攻读原著？是当前许多家长都关心的一个重要话题。
第5讲：大气数据计算机
自整角机同步信号/数字转换
电阻/数字转换
S/H
A/D
输入信号的传输
2020年4月18日6时1分
第15/共45
数字式大气数据计算机-----输入 接口（一）
2020年4月18日6时1分
二进制译码器
A B C D S0 S1
逻辑多路转 换器
第16/共45
数字式大气数据计算机-----输入接 口（二）
Ts
!0.2M
2 a
由于
a2 kRT
且
Ma
V a
考虑到总温探头误差
2020年4月18日6时1分
第5/共45
大气数据计算机
组成
传感器测量
静压传感器、全压传感器、总温传感器、 攻角传感器等
具有可进行误差修正和补偿的解算装置 座舱指示、显示装置及信号输出装置
2020年4月18日6时1分
第6/共45
2020年4月18日6时1分
第13/共45
全温探头
2020年4月18日6时1分
第14/共45
数字式大气数据计算机-----输入 接口
多路转换器
直流电压/数字转换
V-T式A/D转换
多 路
双积分式A/D转换
转 换
逐次逼近式A/D转换
器
交/直流转换原理
频率/数字转换原理
频率测量原理
周期测量原理
VDC1 sin VDC2 cos
自整角机
信号转换 方框图
将三相同步信号变换成传送角的正弦、余弦两相交流信号， 然后再变成直流信号，再通过A/D转换成相应的数字量。
2020年4月18日6时1分
第24/共45
角度信号的反变换
sinα cosα
ATC空中交通管制应答机ppt课件
（1）地面二次雷达所产生的询问信号有三个射
频脉冲组成, 其中P1与P3脉冲由方向性的天线辐 射,旁瓣抑制脉冲P2则由无方向性的天线辐射。
（2）控制P1,P3脉冲与P2脉冲的辐射功率比例,使 得在方向性天线主瓣范围内的飞机所接收到的P1、 P3 脉冲幅度高于P2脉冲。
（3）在机载应答机接收电路中设置有旁瓣抑
二次雷达SSR
美国称其为空中交通管制雷达信标系统，简 称航管雷达信标系统（ATCRBS） 工作方式：由地面二次雷达——询问器与机 载应答器配合，采用问答方式工作。 两次有源辐射：二次雷达系统必须经过两次 有源辐射（询问与应答各一次），才能实现 其功能。
提供信息：飞机识别码、气压高度和一些紧
急告警信息，如飞机发生紧急故障、无线电通讯
机载应答机系统
7.2.1 机载应答机系统
机载应答机系统由应答机、控制盒及天线三个 组件组成的。 民用飞机通常装备两套相同的应答机，以保证 对询问信号的可靠应答。 二套应答机共用一个控制盒，由控制盒上的系 统选择电门决定由哪一套应答机产生应答信号。
一、应答机
应答机安装在电子舱内。应答机面板上通常设置有故障 指示器及自检按钮。 故障指示器是用以表明收发组或天线系统是否存在或发 生过故障。 其中的天线故障显示器（ANT）在排除故障后，可按压 复位按钮（RESET）使故障指示器复位。 自检按钮（SELF TEST）用以在电子舱内对应答机进行 自检。自检正常时，控制盒上的绿色信号灯亮。
三、控制盒
机载应答机使用一部控制盒来控制两部应答机的工 作。在现代飞机上，应答机控制盒还同时用于控制 防撞系统（TCAS）的工作。
7.2.2 应答机的性能与技术参数
一方面要求应答机能对有效的询问信号进行正常 的应答，产生参数符合要求的应答脉冲信号； 另一方面，还要求应答机能够抑制旁瓣触发，抑 制各种噪声和干扰信号的触发，以尽可能避免产 生虚假应答。
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3 sin 60 2 V21 u sin
V21
由电压矢量关系 V21 V3c 时 3 u cos 2
120
（Vc2 V1c）
60°
°
120
V3c u sin 60 sin 90 V13 V21 W 2 u sin W1 W1 W2 V2 c 3 W1 2 W2 W2 u cos W1
差动电容式压力测量原理 差压为零时，输出为零；差压不为零，输出电压的幅值 取决于差压的大小，相位取决于差压的正负。
2013年2月3日11时26分 第9/共45
电容量式压力传感器
将随压力变化的电容量变换成电压输出。
石英膜盒CP 参考电容CR 参考电压UR 放大器 固定的3KHz 激励电源UR 输出电压UOUT
UOUT=X P UR /XR X P ，XR 为被测可变 电容和标准参考电容的阻抗
2013年2月3日11时26分 第10/共45
传感器A/D转换回路
传感器测得信号在放大器输入端与D/A转换 器输出相减，电压差放大，经滤波解调变成 直流电压，用A/D转换后送入计算机，由计算 机对其积分，然后经D/A转换变成模拟量反馈 回放大器输入端，直至回路达到平衡。1 N P ’ 速率符号
X1 X2
译码器
分路脉冲输出
传感器
传输门
X3
传感器
传输门
（b）
（a）
时序型多路转换器
2013年2月3日11时26分
第17/共45
数字式大气数据计算机-----输入 接口（三）
关（下 降沿） 控制门 计数器
U入
锯齿波 发生器
信号比 较器
数字量 输出
开 启动
标准脉冲 零比 较器 开（上 发生器 升沿）
第35/共45
数字式大气数据计算机-----输出 接口（三）
数字量 cosθ 数字/交流转换 数字/交流转换 接 收 机
cos(θ+120°) cos(θ+240°)
数字/交流转换
（a）
数字—自整角机转换
2013年2月3日11时26分
第36/共45
利用SCOTT变压器实现数字/自整 角机变换
UR
2013年2月3日11时26分 第33/共45
数字式大气数据计算机-----输出 接口（二）
多 路 转 换 器
MUX
采样/ 保持
滤波 器
Vo1
D/A 数字 输入
采样/ 保持
滤波 器
Von
数字—直流转换电路
2013年2月3日11时26分
第34/共45
数字---交流电压转换
模拟量Vi
An
R/n
模拟
数 字 A 量 8
sinθ
运 数字量 算
θ
数字/交 流转换
URsinθ
SCOTT 三相同步 传送至自 整角机
cosθ
数字/交 流转换 URcosθ
UR
（b）
2013年2月3日11时26分
第37/共45
数字/自整角机变换原理
数字量
cos(θ30°) cos(θ+30 °)
数字/交 流转换
R/8
模拟
A4 A2
R/4
模拟
Vi Vi Vi Vout A1 A2 An R R/2 R/n R/ N V Vout i A1 A2 nAn N
R/2
模拟
R/N
A1
R
模拟 运算放 大器
乘积
模拟/数字乘法器
2013年2月3日11时26分
双积分式A/D转换
工作过程三个阶段：采样阶段、比较阶 段、休止阶段 双积分式A/D转换器的特点：
对积分元件R、C及时钟脉冲的稳定性及准 确低要求低 对于对称的常模干扰信号，特别是工频干 扰信号有很强的抑制能力 测量速度慢
2013年2月3日11时26分
第20/共45
数字式大气数据计算机-----输入 接口（五）
s 2 a
由于
a 2 kRT 且 M a
T !0.2M
V a
考虑到总温探头误差
2013年2月3日11时26分
第5/共45
大气数据计算机
组成
传感器测量
静压传感器、全压传感器、总温传感器、 攻角传感器等
具有可进行误差修正和补偿的解算装置 座舱指示、显示装置及信号输出装置
第3/共45
2013年2月3日11时26分
基本解算关系
高度的解算（见前述公式） 马赫数的解算（见前述公式） 指示空速的解算（见前述公式） 真空速的解算
72.1728 M a 1 0.2M
2 a
V M a a M a kRT 72.1728 M a Ts
Tt
SCOTT变压器由两个变压器组成，一个M变压器， 其原边线组带有中间抽头，匝数为W1，一个叫T变 压器，其原边绕组匝数为 23 W 。两个变压器副边绕 组匝数相同，都为W2
1
2013年2月3日11时26分
第26/共45
SCOTT 变压器（二）
S3 S2 S1 R3
3 W1 2
V42’ c W1
R2
90°移相 和过零检 测
交/直流转换原理方框图
2013年2月3日11时26分
第22/共45
数字式大气数据计算机-----输入 接口（六）
参考晶体 振荡器 启动 复位 被测频率 计数器
fR
1/M分 频器
关闭 脉冲
被测频率 启动 复位 参考晶体 振荡器
f
1/M分 频器
关闭 脉冲
N
计数器
f
M f fR
R4
V13’ R1
（b）
V21 V2c Vc1 V32 V3c Vc 2 V13 V1c Vc 3
V21 u sin
V32 u sin 120
V21 u sin 240
2013年2月3日11时26分
第27/共45
SCOTT 变压器（三）
2013年2月3日11时26分
第2/共45
大气数据计算机系统：功能及要求
对大气数据计算机系统的要求：
能利用所测参数计算大气数据信息，应具 有不同形式的输出信号 应具有误差修正功能、监控功能和故障告 警功能 应具有飞行前后的自检功能；故障诊断、 故障隔离功能 应具有快速方便地更换部件和机器的快速 拆装能力
大气密度的解算
得
P0 Ps 由 0T0 sTs
Ps 0T0 s Ts P0
2013年2月3日11时26分
第4/共45
大气静温的解算
由 P P 1 2 k 1 k V1 1 V22 2 2 k 1 1 2 k 1 2 和 P RT
1 2 k 1 k V1 RT1 V22 RT2 2 k 1 2 k 1 若气流受阻，即 V2 0时， k 1 2 V1 2kR 2 Tt Ts !0.2 M a T2 T1 Tt
多 路 转 换 器
S/H
A/D
输入信号的传输
2013年2月3日11时26分
第15/共45
数字式大气数据计算机-----输入 接口（一）
二进制译码器
A B C D S0 S1
逻辑多路转 换器
2013年2月3日11时26分 第16/共45
数字式大气数据计算机-----输入接 口（二）
脉冲分配器 传感器 传输门 综 合 电 路 晶体振 荡器 计数分 频器 时 钟 脉 冲 计数器
fR
N M fR f
N
N
频率测量原理方框图
2013年2月3日11时26分
周期测量原理方框图
第23/共45
数字式大气数据计算机-----输入 接口（七）
sinα
三线 400Hz交 流信号 SCOTT变 压器
采样/保持
cosα
VDC 1 sin VDC 2 cos
采样/保持
400Hz参 考电压
数据总线 奇/偶校验
0/1
D9
D8
D7
D0
字间隙发生器 差动输出电路
译码器
32位移位寄存器
Y3
32位移位寄存器可以由4个并行输入的8个移位寄存器 （或2个16位寄存器），利用8位数据总线，分4次输 入到移位寄存器，然后串行逐位输出。 译码器输出控制数据输入移位寄存器，D8 、D9 为译 码器输入，Y3 ~Y0 选通4个8位移位寄存器的并行输入， 输入32位数据后，向字间隙发生器输出一个启动信号， 表示输入数据已准备好，开始串行输出，32位字，加 8个字间隙，每传输一个数据字，共经历40位的时间。
°
V13 Vc3
（V2c Vc1）
（c）
V42
2013年2月3日11时26分
第28/共45
数字式大气数据计算机-----输入 接口（八）
V1
恒 流 源 多 路 转 换 器
MUX
Rt V2
A/D
电阻/数字转换程序
2013年2月3日11时26分
第29/共45
数字式大气数据计算机-----输出 接口
在一定的压力范围内，在系统振动质量 一定时，谐振频率仅是压力P的函数。
2013年2月3日11时26分 第13/共45
全温探头
2013年2月3日11时26分
第14/共45
数字式大气数据计算机-----输入 接口