飞机座舱显示控制系统设计与研究
基于VAPS的虚拟航空仪表显示系统
基于VAPS的虚拟航空仪表显示系统摘要：虚拟航空仪表系统是飞行模拟器的重要组成部分。
结合虚拟仿真技术和飞行模拟器样机的技术要求，阐述了虚拟航空仪表的构建和虚拟仪表系统的实现方法。
系统采用软件VAPS进行虚拟仪表的外形设计；采用VAPS和C++混合方式进行驱动显示；采用C编程语言实现虚拟航空仪表系统内部的通讯，网络通讯采用UDP/IP通讯形式。
仿真结果证明，VAPS建模形象逼真，是一种简捷高效的仪表仿真软件，将其应用于航空仪表面板仿真中，能够取得良好的效果。
关键词：虚拟仪表；飞行仿真系统；VAPS；VC++6.0虚拟航空仪表显示系统的指导思想是建立一个模块化、面向对象的仿真系统。
它提供一个控制模型，通过优化设计和飞行参数的具体分析和处理，可直接验证理论模型的准确程度，达到实时仿真的效果。
本文侧重于虚拟航空仪表系统软件的开发，主要用于地面训练模拟器上，实现航空仪表参数的显示、修改、读取、存储等功能。
本文结合航空仪表系统的实际应用确定虚拟航空仪表系统开发的整体方案和流程，来开发飞行模拟器虚拟航空仪表显示系统。
1系统功能模块描述虚拟航空仪表显示系统是整个飞行仿真系统的重要组成部分，实现大部分飞行仿真数据的人机交互。
其中主飞行显示器(PFD)上主要显示飞机速度、高度、姿态和航向等一系列参数以及飞行管理系统(FMS)的当前状态，导航显示器(ND)是主要的导航显示仪,显示飞机的航向信息，提供飞机当前位置、目的地机场位置、飞行航线、航路点、导航台、飞机与目的地及航路点的距离和航向信息，发动机指示和机组告警系统(EICAS)显示发动机系统参数、燃油系统参数、滑油系统参数等；飞行方式控制面板(MCP)主要实现对飞机飞行的控制，发动机显示控制面板用于对EICAS上有关显示信息的控制。
2系统功能模块实现2.1仪表界面开发座舱仪表按显示方式可分为飞行仪表和显示器两类，其中飞行仪表主要包括：柱形仪表、盘式仪表和矩形仪表，显示器主要为LED显示。
飞机系统与附件课程教学课件：6.5 飞机座舱压力控制系统
压力越低，液体沸点越低
高度增大到19200m时， 水沸点是37℃，人自身 温度可让自己体液沸腾， 产生大量气体引起皮肤组 织气肿，最终导致死亡
座舱压力控制系统 高空减压症
人不能忍受高空低压 飞机座舱压力必须控制
座舱压力控制系统
飞机结构 飞机结构承受座舱内外的气体压差，其
若只管人舒服给飞机增 压，忽略飞机结构
➢ 高空胃肠胀气 ➢ 高空栓塞 ➢ 皮肤组织气肿
座舱压力控制系统 ➢ 高空胃肠胀气
外界压力降低 胃肠内气体膨胀
人腹部疼痛难受 8000米以上愈发明显
座舱压力控制系统 ➢ 高空栓塞
压力降低，溶解在血液里面的 氮气游离出来形成气泡， 造成：
• 血管内栓塞 • 阻碍血液流通 • 压迫神经等
座舱压力控制系统 ➢ 皮肤组织气肿
座舱压力控制系统 飞机结构
为了防止飞机座舱释压，必须严格控制座舱内外压差 外界气体压力，无法控制 通过控制座舱内压力，
座舱压力控制系统
爬升阶段
降落阶段
耳朵会非常难受，甚至会疼
座舱压力控制系统
人体与外界连通的“气孔” 最薄弱、最特殊
座舱压力控制系统 人耳构造
耳膜，耳膜两侧是两个气腔 外耳道直接与外界直接连通 （外耳道压力与飞机座舱压力相同） 中耳腔相对封闭
座压舱力压控力制控系制统系统 CCAR25《 运 输 类 飞 机 适 航 标 准 》
飞机最大设计巡航高度，座舱高度≤8000ft 没有关于座舱压力变化率规定
座舱压力控制系统
现在民航客机，如A320、B737、 C919都是增压座舱
增压座舱是 飞机高空飞 行的产物
座舱压力控制系统
➢ 座舱压力 ➢ 压力变化率
座舱压力控制系统 空调系统三个主要环境控制参数
浅谈民航飞机驾驶舱显示器的演变
浅谈民航飞机驾驶舱显⽰器的演变2019-06-06摘要：现如今，显⽰器向飞⾏员传递的飞机参数越来越多，同时必须保证信息传送的及时准确。
⼤屏幕化、玻璃化是驾驶舱发展的重要特征。
在飞⾏任务中，使飞⾏员很快地了解飞机的各种性能参数，迅速地做出正确的判断，这是现代飞机的发展要求，所以必须要进⼀步提⾼座舱显⽰器的综合性能。
关键词：驾驶舱显⽰器综合性中图分类号：V247 ⽂献标识码：A ⽂章编号：1672-3791（2016）07（b）-0055-02在航空业发展早期，执⾏飞⾏任务时，飞⾏员主要靠眼睛和⽿朵接收信息，这使飞⾏员处于⾼度紧张状态，⽽且飞⾏员的主观判断往往与客观事实有出⼊。
为了使飞⾏员从紧张的飞⾏状态解脱出来，并增强飞⾏时的可靠性，飞机上开始增加相关电⼦设备来替代飞⾏员的主观判断，并以模拟量或者数字量的形式在仪器上显⽰出来。
随着综合化、集成化航空电⼦技术的快速发展，种类众多的航空电⼦设备被研发出来，从⽽使显⽰器从单⼀功能向多功能转化，它除了为飞⾏员提供驾驶飞机⽤的⽬视显⽰数据外，还要为各种导航系统、⾃动飞⾏控制系统和飞⾏数据记录器等提供各种数据。
与此同时，显⽰器必须能保证飞⾏员在极短的时间内准确地获取所需要的各种信息。
⽽这些数据往往过于庞⼤，为了保证这些数据的准确性，因此，有必要对显⽰器进⾏全⾯⽽系统的研究。
1 早期机电式仪表其中最重要的仪表分别是空速表、⾼度表、显⽰飞机俯仰和倾斜姿态的姿态指⽰器和显⽰航向的罗盘，是分离式“T”型布局。
辅助仪表是转弯侧滑仪和显⽰飞机⾼度变化率的升降速率表。
机电式仪表是利⽤指针刻度盘等机械硬件在固定空间的相对位移显⽰信息。
早期B737-300的驾驶舱是⽼式机电式仪表。
这类显⽰器的信息容量⼩，⼀般都是单⼀功能性的。
这样就造成其数量多并且利⽤率低。
2 电⼦飞⾏仪表系统随着微电⼦技术和计算机技术的迅猛发展，在现代飞机驾驶舱仪表的设计上采⽤了数字式电⼦显⽰技术，并将飞⾏、导航等⼤量信息进⾏了综合显⽰。
飞机座舱环境控制
飞机座舱环境控制摘要:飞机座舱环境控制包含气源、冷却、加热、温度调节、湿度调节、座舱压力调节和空气分配的分系统。
关键词:座舱的压力温度控制高空飞行过程中飞机外界环境压力条件的变化时是非常剧烈的,飞机的环境控制系统以控制座舱和设备舱的压力和温度为主,它包括增压座舱、座舱供气和空气分配、座舱压力控制、温度控制和湿度控制。
采用增压座舱技术能防护高空低气压、缺氧、寒冷、高速气流的影响,座舱增压制度是要考虑飞机性能、任务、工程技术条件等的需要,飞机增压座舱是在飞机飞行过程中通过座舱调压系统进行调节的,不管飞多高能使座舱保持高于外界大气环境气压符合人体生理的压力环境。
1 座舱的压力调节座舱环境空气的总压(座舱高度气压)等于外界大气压力和座舱余压之和,提高座舱高度气压就能提升飞行员吸入空气的氧分压。
座舱空气的余压(座舱压差)是座舱空气压力与外界大气压力之差,座舱余压与飞机座舱结构强度、座舱内空气绝对压力值、飞机最大飞行高度的大气压力值有关,飞机座舱余压一般为(24.5～78.4)kPa。
座舱压力变化速率会影响人的中耳,人的中耳对大气压力变化的生理承受能力有限,座舱压力变化的舒适标准是增压率23 Pa/s,减压率31 Pa/s,允许飞机在飞行时通过机械调节增压座舱,但产生的压力波动不应超出人体忍耐限度。
为防止增压座舱发生爆炸减压给人体伤害,当气密座舱最大余压值超过29.4 kPa时,正向压力差的安全活门自动打开,使座舱减压;当座舱压力小于外界大气压力时,反向压力差安全活门自动开启,空气进入座舱抵消负压。
2 座舱控制系统的结构和组成座舱环境控制系统又称座舱空气调节系统(简称空调系统),座舱环境控制系统由气源、冷却、加热、温度调节、湿度调节、座舱压力调节和空气分配的分系统组成。
2.1 座舱供气和通风装置利用压缩空气,并将压缩空气通过供气管道输送到座舱内各部位,实现座舱的增压和通风。
它包括增压空气泵、供气调节装置、空气过滤器、供气开关、单向活门和消音器等。
第六章 座舱环境控制系统
3）温度和湿度
• 温度
15~25度最适宜。
短时间温度变化过大易产生感冒症状。
• 湿度
取决于相对湿度。
• 高湿度 – 高温—“闷热” – 低温—“湿冷”
• 低湿度 症状不明显，随时间增加而增加。
航空工程学院
座舱环境控制系统概述
二、大气物理特性及其对人体生理的影响 3. 大气物理特性对人体生理的影响
4）其他环境参数 • 臭氧 • 低浓度臭氧对人体无危害； • 在20～25km高度，臭氧浓度很大，可达大气的 6%~9%,对人体有毒性，会引起呼吸困难、嗅 觉失灵和视觉衰退，通常规定乘员舱内臭氧浓 度不超过0.2ppm; • 化学性质活泼，对飞机上的橡胶件有较强腐蚀 作用。
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B737-800
气源系统
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空调系统
控制通往座舱空气的流量、调节温度、排除空气中过多的 水分，最后将空调空气分配到座舱的各个出气口。
• 冷却系统 • 冲压空气系统 • 温度控制系统 • 再循环系统 • 分配系统
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空调系统
一、冷却系统 1. 涡轮风扇式（涡轮通风式）冷却系统
空调系统
三、再循环系统 通过将座舱空气的再循环 利用，减少用于座舱空调的 发动机引气。 大约50%空气来自于再循 环空气。
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空调系统
四、座舱空气分配系统 将调节好的空调空气输送到各个舱区。
航空工程学院
空调系统
四、座舱空气分配系统
航空工程学院
空调系统
五、货舱加温系统 保持货舱温度高于冰点。主要加温方式： • 气源系统热路空气（未与冷路空气混合）加温； • 设备冷却系统排出的热空气加温； • 货舱内部空气循环加温（加温风扇）； • 客舱空气加温。
智能座舱域控制器功能自动化测试方案之Eggplant调试经验分享
智能座舱域控制器功能自动化测试方案之Eggplant调试经验分享智能座舱域控制器是现代航空器设计中的核心组件，它负责监视和控制飞机的各种系统，包括通信、导航、电气和机械。
为了确保它的功能和性能稳定，对智能座舱域控制器进行全面的测试是不可或缺的。
而自动化测试方案在这方面起到了重要的作用。
本文将分享关于智能座舱域控制器功能自动化测试方案中Eggplant调试的经验。
1. Eggplant简介Eggplant是一种功能测试工具，通过模拟用户的真实行为来测试应用程序的各种功能。
它使用图像识别技术来与用户界面进行交互，并生成可读性强的测试报告。
相较于其他自动化测试工具，Eggplant的独特之处在于它可以跨平台进行测试，无论是在Windows、Mac还是Linux上，它都能胜任。
2. Eggplant在智能座舱域控制器测试中的应用在智能座舱域控制器的自动化测试方案中，Eggplant被应用于模拟用户的操作，以验证座舱控制器的各项功能是否正常工作。
例如，通过Eggplant可以模拟用户在座舱控制器界面上的点击、拖动等操作，来测试其响应速度和准确性。
3. Eggplant调试经验分享在使用Eggplant进行智能座舱域控制器功能自动化测试时，遇到一些常见的问题是不可避免的。
下面分享一些Eggplant调试的经验，希望对读者有所帮助。
a. 图像识别问题由于智能座舱控制器界面的复杂性，图像识别问题是常见的。
在使用Eggplant进行测试时，如果出现无法识别某些界面元素的情况，可以尝试调整Eggplant的图像识别设置，例如调整阈值、采样率等，以便提高图像识别的准确性。
b. 脚本编写问题编写测试脚本是使用Eggplant的重要一步。
在编写脚本时，需要注意脚本的可读性和可维护性。
可以使用注释来解释脚本的功能和意图，以便团队成员能够更好地理解和修改脚本。
另外，可以将重复性的操作封装成函数或者子脚本，以便复用和维护。
c. 并发测试问题智能座舱域控制器通常需要支持多个用户同时操作，因此并发测试是必要的。
飞机系统与附件课程教学课件：6.6 飞机座舱压力控制系统
座舱压力制度
又叫做座舱调压规律，即飞机座舱内压力 （座舱高度）随飞机飞行高度的变化关系
数学式：
座舱压力制度
座舱压力制度
适用于低速飞机的三段式座舱压力制度 现代客机采用的直线式（近似直线式）座舱压力制度
座舱压力制度
座舱压力制度
座舱压力制度是压力控 制器里的逻辑或者程序
控制器和活门
座舱压力制度 压力控制系统
当飞机飞到8000英尺（法规规定 的正常情况下最大的座舱高度时
进入巡航阶段 （巡航高度是被迫的选择）
座舱压力制度 三段式特点
三段式压力制度
适用
也
的飞机
座舱压力制度
突破飞行高度的限制
飞机巡航的最佳高度
气流稳定的平流层
Y（巡航时的座舱压力） 飞机结构
不能改变
改变
限制X（飞机的巡航高度） 气流稳定的平流层
座舱内外压差始终保持不变
座舱压力制度 曲线ab和acde的含义
曲线ab
曲线acde
压座力舱控压制力系制统度 曲线ab和acde的含义
曲线ab
外界大气环境，
，
曲线acde
改变曲线acde来满足人和飞机结构需要 acde
座舱压力制度 h的含义
h为飞行过程中座舱内外的最大压差
h代表 飞机的结构承受能力
选择三段式 ➢ 直线式是历史发展的产物
座舱压力制度
突破飞 行 高 度 的限制
改变飞机结构
用更先进的材料和技术制造 承力更强的飞机，在图中体 现即为增大h的值
座舱压力制度 突破飞行高度的限制
如果继续采用三段式座舱压力制度， ，飞行
三段式座舱压力制度将要被 座舱压力制度取而代之
飞控系统与仿真
伺服作动分系统设计开发流程
伺服分系统测试与综合
• 1，集成测试综合环境一般由综合测试柜、飞行控制仿真计算机、FTI计算机、MBIT计算机、试验台几 部分组成。
• 2，伺服作动系统综合测试项目主要考核作动器与作动器控制器综合时的功能性能，主要包括伺服作动 系统试验前准备测试、功能性能测试、监控器测试、故障模态测试等内容。
段。飞行试验使评定飞行控制系统性能的最终阶段，飞行试验验证结果也具有权威性。 • 飞行试验通常在几架飞机上进行，每架飞机有专门的的测试目标。 • 飞行试验的目的是暴露与纠正系统、硬件、软件存在的设计问题和故障，优化控制率，评定电邮飞行
控制系统的飞机稳定性、操纵性、满足飞机飞行品质要求的程度，检查飞行控制系统的各种功能实现 及应用效果。考核飞机控制系统硬、软件在真是机载条件下工作的正确性与适应性，考察飞行控制系 统与飞机其他功能支架你的工作兼容性，完成对整个飞机控制系统的确认，并为进一步改进提供依据。
全机系统综合试验
• 2，机上地面试验 • 经过地面铁鸟台架综合试验之后，飞行控制系统应按照规定的技术要求装到飞机上，进行机上地面试
验。 • 机上地面试验一般分为三种：飞行控制系统性能校核试验，结构模态耦合试验，全机电磁干扰试验。
全机系统综合试验
• 3，飞行试验 • 经过系统综合试验，铁鸟综合试验和机上地面试验对飞行控制系统的验证与确认后，进入飞行试验阶
飞行控制系统研发与验证
现代飞机飞行控制系统工程学习总结
蔡壮
2020/02.29
飞控系统设计及验证概述
• 系统级设计包含：功能和性能设计（控制率设计），安全性和可 靠性设计（系统结构和余度管理设计），系统综合和验证任务。
• 分系统和部件级包含：飞行控制计算机（硬件）分系统，软件分 系统，伺服作动分系统，传感器分系统。