第1章 概述 1
1.1 范畴 1
1.2 历史回顾 1
1.3 潜在的因素 5
1.4 机载系统 6
1.5 座舱功能 8
参考文献 9
阅读材料 9
第2章 人体构造 10
2.1 引言 10
2.1.1 人体主要生理系统 10
2.1.2 运动和维持系统 10
2.2 神经系统 11
2.2.1 神经元 11
2.2.2 脑干、自主神经系统和边缘系统 12
2.2.3 大脑皮层 14
2.3 听觉和语言 15
2.3.1 听觉 15
2.3.2 语言 17
2.3.3 说 18
2.4 视觉 20
2.4.1 介绍 20
2.4.2 眼 20
2.4.3 敏感度 21
2.4.4 色彩 23
2.4.5 视觉路径 25
2.4.6 周围环境视觉 25
2.4.7 中心视觉 26
2.4.8 眼睛的运动 27
2.4.9 双目视觉 28
2.5 复杂技能 29
2.5.1 注意力的概念 29
2.5.2 复杂问题处理能力 30
2.6 飞行员 31
2.6.1 工作 31
2.6.2 人为失误 33
2.6.3 飞行员选拔 34
2.6.4 训练 35
参考文献 36
阅读材料 37
第3章 防护需求 38
3.1 引言 38
3.2 环境 38
3.2.1 大气层 38
3.2.2 天气 39
3.2.3 太阳 40
3.2.4 云、雾和光散射 41
3.2.5 飞行包线和飞机机动性 43
3.3 生理限制 45
3.3.1 缺氧 45
3.3.2 增压舱 47
3.3.3 冷热环境 48
3.3.4 噪声 49
3.3.5 持续过载 50
3.3.6 振动 52
3.3.7 定向障碍 53
3.3.8 晕机 55
3.4 非致命性的事故 56
3.4.1 鸟撞 56
3.4.2 碰撞 56
3.5 防空武器 57
3.5.1 传统武器 57
3.5.2 核武器和生化武器 57
3.5.3 核爆炸和定向能武器 59
参考文献 61
阅读材料 61
第4章 座舱设计 62
4.1 引言 62
4.2 需求定义 63
4.2.1 设计团队 63
4.2.2 需求调研 64
4.3 机组人员的数量及角色 65
4.3.1 飞行任务建模 65
4.3.2 功能分析 66
4.3.3 方案设计 70
4.3.4 任务分析 72
4.4 座舱开发和测试 76
4.4.1 系统设计 76
4.4.2 机械设计 77
4.4.3 环境亮度 78
4.4.4 人机界面设计 78
4.5 原型测试和在役修改 81
4.6 最后说明 84
参考文献 85
第5章 外视景 88
5.1 要求 88
5.1.1 引言 88
5.1.2 视场范围 89
5.1.3 敏锐度 90
5.1.4 亮度等级 91
5.2 机组人员视力 92
5.2.1 视力标准 92
5.2.2 眼镜和隐形眼镜 94
5.3 光学透明度 94
5.3.1 风挡玻璃和座舱盖 94
5.3.2 护目镜 95
5.3.3 折射 95
5.3.4 散射 96
5.4 夜视镜 98
5.4.1 起源 98
5.4.2 现役夜视镜装备 100
5.4.3 夜视镜的使用 102
5.4.4 夜视镜的发展 104
5.4.5 夜视镜显示器 105
5.5 传感器辅助视觉 105
5.5.1 起源 105
5.5.2 视觉耦合系统 108
5.6 挑战 110
参考文献 110
第6章 显示组件 112
6.1 引言 112
6.2 背景 112
6.3 机械式仪表 114
6.3.1 文化因素 114
6.3.2 压力驱动仪表 114
6.3.3 大气数据计算机 117
6.3.4 惯性仪表 118
6.3.5 其他指示仪表 121
6.4 现代座舱显示 122
6.4.1 简介 122
6.4.2 显示器布局 125
6.4.3 图像生成 127
6.4.4 控制和显示布局 129
6.4.5 告警 130
6.5 座舱照明 132
6.5.1 普通座舱照明 132
6.5.2 夜视镜照明 133
6.6 外围意识显示 136
参考文献 138
第7章 显示技术与下视显示器 139
7.1 引言 139
7.2 要求 139
7.3 显示器特性 142
7.4 CRT 145
7.4.1 单色CRT 145
7.4.2 穿透型彩色CRT 146
7.4.3 顺序百叶窗式CRT 147
7.4.4 束引示管CRT 147
7.4.5 荫罩式彩色CRT 148
7.5 液晶显示器（LCD） 149
7.5.1 液晶类型 150
7.5.2 有源矩阵LCD 151
7.5.3 彩色技术 154
7.5.4 铁电LCD 155
7.6 其他技术 157
7.6.1 数字微镜显示器（DMD） 157
7.6.2 场致发光显示器 158
7.6.3 等离子体显示器 159
7.6.4 发光二极管显示器（LEDD） 160
7.7 投射式下视显示器 162
7.7.1 COMEDTM 162
7.7.2 全景下视显示器 164
参考文献 165
第8章 平视显示器 166
8.1 引言 166
8.1.1 瞄准具 166
8.1.2 平视显示器的基本原理 168
8.1.3 要求 168
8.2 光学 170
8.2.1 光学原理 170
8.2.2 折射型瞄准仪设计 170
8.2.3 反射型瞄准仪设计 173
8.2.4 其他配置 176
8.3 符号设计 178
8.3.1 早期的符号 178
8.3.2 用于低空飞行的符号 180
8.3.3 俯仰梯度 181
8.3.4 用于空战的符号 182
8.3.5 其他符号 183
8.4 操作问题 185
参考文献 186
第9章 头盔显示系统 187
9.1 引言 187
9.2 应用 187
9.2.1 头盔瞄准具 187
9.2.2 动态单目头盔显示器 188
9.2.3 视觉耦合系统 189
9.2.4 “虚拟HUD” 189
9.3 工程设计 189
9.3.1 HMD符号判读 190
9.3.2 观察HMD图像 191
9.3.3 头盔显示器的安装 192
9.3.4 双眼间差异 193
9.3.5 部分重叠 194
9.3.6 逻辑显示平面 195
9.3.7 图像畸变 195
9.3.8 动态噪声 196
9.3.9 立体图像 198
9.3.10 彩色图像 200
9.3.11 像素数目：视场和分辨率之间的权衡 200
9.3.12 安全问题 201
9.4 HMD要求概述 203
9.5 几种HMD的光电组成原理 206
9.5.1 简易头盔瞄准器 206
9.5.2 综合头盔瞄准显示系统（IHADDS） 207
9.5.3 双目HMD 208
9.5.4 扫描激光HMD 210
9.5.5 扁平窗 211
9.6 HMD系统设计建议 212
参考文献 216
第10章 听觉显示 218
10.1 引言 218
10.2 语言可理解度 218
10.3 语音通信 220
10.4 语音告警 221
10.5 位置提示 224
参考文献 226
阅读材料 227
第11章 控制 228
11.1 引言 228
11.2 手动控制 230
11.2.1 油门、驾驶杆和脚蹬 230
11.2.2 其他手动控制设备 233
11.3 声音控制 236
11.3.1 语音识别技术 238
11.3.2 声控系统与飞机操作系统的整合 240
11.4 头指向和头盔追踪系统 242
11.4.1 机内头部动作的灵活性 243
11.4.2 机械头盔跟踪系统 243
11.4.3 惯性头盔跟踪系统 244
11.4.4 超声波头盔跟踪系统 245
11.4.5 光学头盔跟踪系统 246
11.4.6 磁场头盔追踪系统 248
11.5 新型控制方式 250
11.5.1 眼动系统 251
11.5.2 手势跟踪系统 255
11.5.3 生物电势传感系统 257
11.5.4 新型控制系统的集成 260
11.6 挑战 261
参考文献 261
第12章 紧急逃生 263
12.1 引言 263
12.2 物理和生理要求 263
12.3 弹射椅的发展概述 265
12.3.1 第一代弹射椅 266
12.3.2 弹射包线 267
12.3.3 进一步的发展 267
12.3.4 第二代弹射椅 268
12.3.5 第三代弹射椅 271
12.4 对飞机设计的影响 275
12.5 现代弹射椅 276
12.6 其他逃生技术 278
参考文献 280
第13章 飞行服和头盔 281
13.1 引言 281
13.2 尺码 281
13.3 基本服装 282
13.4 热防护 283
13.5 逃生后的保护 285
13.6 头部保护 286
13.6.1 冲击 286
13.6.2 头部负载质量 288
13.6.3 目前使用的头盔 289
13.7 噪声保护 290
13.7.1 被动降噪技术 291
13.7.2 主动降噪技术 292
13.8 护目镜与眼睛保护 293
13.9 呼吸系统 295
13.9.1 面罩 295
13.9.2 调节器 297
13.10 高空保护 298
13.11 高过载保护 301
13.12 核生化保护 303
13.13 航空电子头盔 306
13.13.1 图像组合 306
13.13.2 模块化结构 307
13.13.3 头盔座椅接口 308
13.14 未来的发展 309
13.14.1 综合服装 309
13.14.2 综合性头盔 310
参考文献 312
第14章 未来座舱 313
14.1 引言 313
14.2 物理重组 313
14.2.1 外视场 313
14.2.2 虚拟座舱 315
14.2.3 插入式座舱 318
14.3 重构职能 319
14.3.1 智能界面的结构耦合模式 319
14.3.2 综合自动化 320
14.3.3 飞行员状态监测 323
14.3.4 自适应自动化系统 324
14.4 无人驾驶飞行器 327
14.5 未来预测 329
参考文献 329
附录A 光与偏振现象 332
A.1 电磁波 332
A.2 波谱 332
A.3 量子与热辐射 333
A.4 太阳和大气 333
A.5 偏振 333
A.6 各向异性物质和偏振光 334
A.7 反射与折射 335
附录B 图像质量 338
B.1 光学分辨率 338
B.2 分辨率 338
B.3 图像对比度 338
B.4 调制传递函数 339
B.5 图像质量衡量指标 340
参考文献 340
附录C 视频信号 341
C.1 画面信息 341
C.2 光栅扫描标准 341
C.3 动态范围和伽马 342
附录D 人类行为递阶控制模型 345
D.1 背景 345
D.2 知觉的整体性和内部表征 345
D.3 递阶控制模型 346
D.4 情绪状态 348
D.5 行为控制 348
参考文献 349
缩略语 350