民用航空电子系统PDF电子书下载

第1章 引言 1

第2章 航空电子技术 4

2.1电子学在航空领域的发展 4

2.2微电子器件的特性 6

2.2.1处理器 8

2.2.2存储器件 9

2.2.3数字数据总线 9

2.2.4数据总线实例——飞机系统的综合 17

2.2.5支线飞机／公务喷气机 20

2.2.6光纤总线 21

2.2.7航空电子设备封装——外场可更换单元 22

2.2.8典型的LRU结构 23

2.2.9环境条件 24

2.2.10综合模块化航空电子系统 25

2.2.11软件 27

参考文献 27

第3章 系统开发 29

3.1系统设计 29

3.1.1主要机构和文档 29

3.1.2设计指南和认证技术 30

3.1.3美国和欧洲规范的等效性 32

3.1.4过程的相互关系 32

3.1.5需求分析 35

3.1.6需求分析实例 36

3.1.7故障树分析 38

3.1.8失效模式和影响分析 39

3.1.9元器件可靠性 40

3.1.10出勤可靠性 41

3.1.11马可夫分析 42

3.2开发过程 44

3.2.1产品寿命周期 44

3.2.2开发计划 49

3.2.3 V形图 50

3.2.4双发延长航程飞行（ETOPS）与远程飞行（LROPS）需求 52

参考文献 54

第4章 电气系统 55

4.1飞机电气系统特性 56

4.2发电 57

4.2.1直流发电 57

4.2.2交流发电 57

4.2.3发电控制 59

4.2.4现代电源发电的类型 62

4.2.5电功率品质 65

4.3初级功率分配 65

4.4功率转换和能量储存 66

4.4.1变流器 67

4.4.2变压整流器 67

4.4.3自耦变压器 68

4.4.4蓄电池充电器 68

4.4.5蓄电池 68

4.5次级功率分配 69

4.5.1功率切换 69

4.5.2负载保护 69

4.5.3固态功率控制器 70

4.6电气负载 70

4.6.1电机和作动器 70

4.6.2照明 71

4.6.3加热 72

4.6.4子系统控制器和航空电子系统 72

4.6.5地面电源 73

4.7应急发电 73

4.7.1冲压空气涡轮 73

4.7.2备份变流器 74

4.7.3永磁发电机 75

4.8典型的飞机直流系统 75

4.9典型的民用运输机系统 76

4.10民用飞机电气系统实例 77

4.10.1波音767 77

4.10.2波音747-400 79

4.10.3空中客车A330/A340 80

4.10.4波音777 81

4.10.5 A380 83

4.10.6多电飞机（MEA） 83

4.11电气系统显示装置 83

4.12飞机布线 84

参考文献 85

第5章 传感器 86

5.1大气数据系统 86

5.2磁传感器 93

5.2.1磁传感器的原理 93

5.2.2磁航向参考系统（MHRS） 95

5.3惯性导航系统 96

5.3.1惯性传感器 96

5.3.2惯性导航 99

5.3.3惯性平台 100

5.3.4捷联式系统 101

5.4雷达传感器 102

5.4.1雷达高度表 102

5.4.2多普勒雷达 104

5.4.3气象雷达 105

参考文献 107

第6章 通信和导航设备 108

6.1射频频谱 108

6.2通信系统 111

6.2.1高频 112

6.2.2甚高频 114

6.2.3卫星通信 116

6.2.4空中交通管制（ATC）应答机 119

6.2.5空中交通告警和防撞系统 121

6.2.6通信控制系统 123

6.3导航辅助设备 123

6.3.1自动定向仪 124

6.3.2甚高频全向信标 124

6.3.3测距仪 125

6.3.4战术空中导航系统 126

6.3.5甚高频全向信标导航系统 126

6.3.6卫星导航系统 126

6.3.7仪表着陆系统 129

6.3.8应答着陆系统 131

6.3.9微波着陆系统 131

6.3.10双曲线导航系统 132

参考文献 134

第7章 显示器 135

7.1引言 135

7.2机电仪表驾驶舱 135

7.2.1早期驾驶舱仪表 135

7.2.2 20世纪50年代——活塞发动机飞机 136

7.2.3 20世纪70年代——喷气式飞机 137

7.2.4指引地平仪（ADI） 139

7.2.5水平情况指示器（HSI） 141

7.2.6高度表 142

7.2.7空速指示器（ASI） 142

7.2.8备份仪表 143

7.3玻璃座舱 144

7.3.1先进民用驾驶舱研究 144

7.3.2 BAC 1-11技术验证机 145

7.3.3波音757和波音767 147

7.3.4英国航宇公司的先进涡桨飞机 148

7.3.5空中客车A320/A330 148

7.3.6波音747-400 150

7.3.7“传统”飞机驾驶舱的升级 150

7.3.8玻璃座舱备份仪表 152

7.4适航条例 154

7.4.1条例要求 154

7.4.2认证指南 155

7.4.3显示格式指南 156

7.5显示系统的体系结构 158

7.5.1显示器的组成部件 158

7.5.2非智能型显示结构 158

7.5.3半智能型显示结构 159

7.5.4全智能（综合化）型显示结构 160

7.6显示系统 160

7.6.1电子飞行仪表系统（EFIS） 160

7.6.2联合的EFIS和EICAS/ECAM系统 163

7.6.3模块化航空电子显示系统 164

7.7显示介质 165

7.7.1可视性要求 165

7.7.2工作环境要求 166

7.7.3供电瞬时中断的免疫性 166

7.7.4阴极射线管 166

7.7.5有源矩阵液晶显示器 169

7.8未来的驾驶舱显示器 175

7.8.1大屏幕下视显示器 175

7.8.2三维和四维显示格式 175

7.8.3平视显示器 179

参考文献 181

第8章 导航 183

8.1基本的导航 183

8.2无线电导航 185

8.3惯性导航 187

8.3.1惯性导航系统 187

8.3.2大气数据与惯性参考系统（ADIRS） 190

8.4卫星导航 193

8.4.1 GPS误差 193

8.4.2差分GPS 194

8.5综合导航 196

8.5.1传感器的使用——飞行阶段 196

8.5.2 GPS覆盖的进近程序 197

8.5.3 GPS接收机类别 197

8.5.4飞行管理系统 198

8.5.5 FMS控制与显示单元（FMS CDU） 201

8.5.6 FMS程序 207

8.5.7新航行系统（FANS） 211

8.5.8地形回避与告警系统（TAWS） 211

8.5.9近地告警系统与增强型近地告警系统（GPWS与EGPWS） 211

参考文献 213

第9章 飞行控制系统 214

9.1飞行控制功能的相互关系 214

9.2飞行控制——参照系 215

9.3飞行控制系统 216

9.3.1机械备份 217

9.3.2飞行控制操纵装置 217

9.3.3飞行控制与监控要求 220

9.3.4空中客车FBW基本原理 221

9.3.5波音777飞行控制系统 225

9.3.6波音777的PFCS顶层概况 231

9.3.7自动驾驶仪飞行指示系统（AFDS） 232

9.3.9自动驾驶仪模式 236

9.3.9综合自动驾驶仪系统——波音777 AFDS 239

9.3.10自动着陆 240

9.4飞行管理系统 241

9.5飞行参数记录仪 242

9.6未来的系统——空中客车A3.80 FB W 243

参考文献 245

第10章 发动机和机电系统 247

10.1发动机系统 247

10.1.1发动机指示系统 247

10.1.2现代民机的发动机控制 248

10.2空气和环境控制系统 250

10.2.1引气 251

10.2.2环控系统 252

10.2.3座舱增压 255

10.3燃油系统 257

10.3.1燃油系统特性 257

10.3.2燃油系统部件 258

10.3.3民机综合燃油系统 259

10.4液压系统 264

10.4.1液压系统应用 264

10.4.2应急液压源 266

10.4.3民用运输机比较 267

10.4.4起落架系统 270

10.5中央维护系统 272

10.5.1空中客车A330/A340中央维护系统 273

10.5.2波音777飞机中央维护计算系统 276

10.6空中娱乐系统 277

10.6.1空中娱乐系统（IFE ） 277

10.6.2罗克韦尔·柯林斯公司I2S 279

参考文献 282

第11章 系统综合 283

11.1系统综合的优点 284

11.2系统综合的缺点 285

11.3开放式系统结构 286

11.4 IMA机箱的定义：第一代、第二代和第三代方案 287

11.4.1第一代IMA 288

11.4.2第二代IMA 288

11.4.3第三代IMA 289

11.4.4 IMA应用案例 289

参考文献 299

第12章 未来空中航行系统 300

12.1通信 300

12.1.1空-地VHF数据链 301

12.1.2空-地SATCOM卫星通信 302

12.1.3 HF数据链 302

12.1.4 8.33 kHz VHF语音通信 302

12.2导航 302

12.2.1定义导航性能的传统方式 302

12.2.2所需导航性能的区域导航（RNP RNAV） 306

12.2.3欧洲的区域导航（RNAV）标准 307

12.2.4缩小的最小垂直间隔（RVSM） 310

12.2.5 RVSM的实施 312

12.2.6增强型差分GPS 313

12.2.7有保护功能的仪表着陆系统（ILS）设备 314

12.2.8微波着陆系统（MLS）的引入 314

12.2.9极地航线 314

12.3监视 314

12.3.1空中交通告警和防撞系统（TCAS ） 315

12.3.2 S模式ATC 315

12.3.3自动相关监视-地址模式（ADS - A ） 315

12.3.4自动相关监视-广播模式（ADS - B ） 315

12.4直飞航路 316

12.4.1对飞行管理系统（FMS）的要求 317

12.4.2波音公司的FANS 1实施方案 317

12.4.3空中客车公司的FANS - A实施方案 318

12.4.4高精度进近 318

参考文献 320

第13章 民用飞机转军用的改装 322

13.1航空电子设备和任务系统的接口 323

13.2导航和飞行管理 325

13.3导航辅助设备 326

13.4驾驶舱显示器 327

13.5通信 328

13.6飞机系统 328

13.7应用 329

13.7.1人员、物资和车辆的运输 329

13.7.2空中加油 329

13.7.3海上巡逻 330

13.7.4空中预警 333

13.7.5对地监视 333

13.7.6电子战 334

13.7.7空中教室 334

13.7.8试验靶场目标／安保飞机 334

参考文献 335