民用航空器维修人员执照基础培训-现代航空仪表系统

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民用航空器维修人员执照基础培训
第四章现代航空仪表系统
雷曙光
2006年3月
现代航空仪表系统
4.1 大气数据系统仪表
4.2 全/静压系统
4.3 大气数据计算机系统
4.4 陀螺与罗盘系统
4.5 惯性导航系统
4.6 电子飞行仪表系统
4.7 飞行数据记录系统
4.1 大气数据系统仪表
大气数据系统是测量大气状态参数，经计算输出飞行状态参数的设备。
大气状态参数：P、T、ρ；
飞行状态参数：H、V、M、CAS、Ts……
因此，大气数据系统仪表包括：
高度测量与气压高度表；
空速及其指示仪表；
4.1.1 高度测量与气压高度表
气压式高度表——通过测量大气压力来测量飞行高度的仪表。其实质是：是一种测量大气绝对压力的压力表。
一、高度分类及其定义
飞行高度是飞行性能中的一个重要参数，它表示：飞机到某一基准水平面的铅垂距离，简称高度，通常以英尺或米为单位。
飞机上的高度表常用的是气压式高度表：大气压强随高度升高而减小，根据标准大气中压强与高度一一对应的关系，高度表测出压强大小，就可以表示高度的高低，这种高度称为气压高度。
4.1.1 高度测量与气压高度表（续）
4.1.1 高度测量与气压高度表（续）
1、绝对高度：从飞机重心到实际海平面（修正的海平面气压平面）的垂直距离；
2、相对高度：从飞机到某一指定参考平面（例如机场平面）的垂直距离；
3、标准气压高度：以标准海平面(760毫米汞柱高)为基准面，飞机重心到该基准面的高度；
4、真实高度：从飞机到其所在位置正下方地面的垂直距离。
飞行中需根据需要调整气压高度表的基准面。在起飞着陆时用相对高度；航线飞行时用标准气压高度；航测、空投及越障时常应用真实高度。
4.1.1 高度测量与气压高度表（续）
二、气压高度表的基本工作原理及基本类型
飞机所在处的大气静压一般由全、静压管（也称“皮托管”）的管道引入。
由于高度（H）与大气静压之间是非线性关系，而大多数气压测高系统都要求系统输出（Y）与（H）之间是线性关系，这就要求系统中必须由相应的环节来完成此线性化工作。
4.1.1 高度测量与气压高度表（续）
基本原理：
气压与高度成单值函数关系，所以测量气压反映高度.
利用弹性真空膜盒感受气压，膜盒位移反映气压大小，经传送部分指示高度。
以760mmHG/1013mb为测高基准，指针指零高度。
4.1.1 高度测量与气压高度表（续）
气压式高度表有以下几种基本类型：
机械式气压高度表—应用机械式方法完成线性输出的高度表；
伺服式高度表—应用电气—机械式方法完成线性输出的高度表；
数字式高度表—应用微处理机实现高度计算的高度表。
4.1.1 高度测量与气压高度表（续）
三、气压高度表的误差
由于测量方法上的不完善所造成的误差称为“方法误差”或“原理误差”。造成原理误差的主要原因有：
在推导标准气压高度时，对标准大气所作的一些假设（例如静止大气、空气是理想气体、大气分层及温度变化率等）与实际大气并不完全符合所导致的原理误差。
由于材料、加工工艺、使用环境条件等因素的影响，所导致的构造误差，其中典型的是温度误差和摩擦误差。
4.1.1 高度测量与气压高度表（续）
4.1.1 高度测量与气压高度表（续）
飞机平飞时，表壳内部气压等于飞机外部气压，膜盒内外所受的压力相等，膜盒不膨胀也不收缩，指针指零（表示平飞）。
4.1.1 高度测量与气压高度表（续）
飞机上升时，飞机外部气压随着飞行高度不断升高而不断减小，膜盒和表壳中的空气同时向外流动。由于膜盒跟外部连通的导管内径较大，对空气流动的阻碍作用很小，因此可以认为膜盒内的气压同外部气压一齐变化，二者始终相等。然而，表壳跟外部连通的毛细管内径很小，对空气流动的阻碍作用很大，故表壳内部气压要比飞机外部气压减小得慢一些，从而大于飞机外部气压。于是，在膜盒内外（毛细管两端）形成压力差。在此压力差作用下，膜盒收缩，通过传动机构，使指针向上指示，表示飞机上升。
4.1.1 高度测量与气压高度表（续）
飞机由上升改为平飞时，飞机外部气压停止变化，膜盒内气压也停止变化。这时，表壳内部气压仍大于飞机外部气压，表壳中空气继续从毛细管向外流动，压力差逐渐减小，指针逐渐回零。反之，飞机下降时针向下指示。
4.1.2 空速及其指示仪表
一、空速的基本概念
空速是指飞机在纵轴对称面内相对于气流的运动速度，空速分为真空速、指示空速、计算空速等。
有关参数定义为：
静压（Ps）―飞机周围静止空气压力。
动压（Qc）―空气相对物体运动时所具有的动能转化而来的压力。
全压（Pt）―空气在皮托管里全受阻时的压力，包括静压和动压。
高度（ALT）―飞机相对某一基准面的垂直距离。
4.1.2 空速及其指示仪表（续）
静温（SAT）―飞机周围静止空气的温度。
大气总温（TAT）―大气静温加上由于气流摩擦生热和温度探头前气流受压缩而上升的温度。也称全受阻温度。
马赫数（M）―真空速与本地音速之比。
指示空速（IAS）-空速表根据动压计算的空速，未经任何补偿，也称表速。IAS是动压q的单值函数，测量动压便能反映IAS的大小。
4.1.2 空速及其指示仪表（续）
计算空速（CAS）―补偿了静压源误差后的指示空速。（即：IAS修正了气源误差（SSE）及非线性误差后为CAS（校准空速）。
真空速（TAS）―补偿了由于空气密度和压缩性变化所引起的误差后的计算空速。
4.1.2 空速及其指示仪表（续）
二、测量空速的基本原理
测量出气流速度，即可测出空速。流动的空气具有动压，通过测量动压可计算空速。
当气流相对于飞机运动时，在正对气流运动方向的飞机表面上，气流完全受阻，速度降低到零。在此条件下，气流分子的规律运动全部转化为分子的热运动，气流的动能全部转化为压力能和内能，因而空气的温度升高，压力增大。这个压力叫做全受阻压力PT。全压与静压之差，叫做动压Pd 。动压的大小与气流速度等因素有关，利用开口膜盒在动压的作用下膨胀，带动指针指示。因此指针的指示可以反映气流速度的大小。
4.1.2 空速及其指示仪表（续）
三、马赫数表
1、功用
当飞行的马赫数超过临界马赫数时，必须用马赫数表来测量马赫数的大小，使飞行员在高速飞行时能正确地操纵飞机，从而防止激波失速，保证飞行安全。
2、工作原理
马赫数的大小只由动压和静压来决定，而与气温无关（没有气温方法误差）。马赫数表就是用一个开口膜盒测量动压，而用一个真空膜盒测量静压，经过传动机构使指针指示马赫数的仪表。

天若有情

内容很好的，谢谢你了

chao63

学习，谢谢

onlyzth

谢谢楼主了，真实辛苦啊