下载文档原格式
【精品】航空电子系统电子系统习题一、航空仪表系统1、航空仪表的用途？（1）为飞行员提供驾驶飞机用的各种目视数据；（2）为机载导航设备提供有关的导航输入数据；（3）为机载记录设备提供有关的记录数据；（4）为自动飞行控制系统提供有关的数据。
2、仪表系统分类：（1）按功用分：仪表按功用可分为飞行仪表、导航仪表、发动机仪表和系统状态仪表。
（2）按原理分：测量仪表、计算仪表、调节仪表。
3、飞机仪表系统基本组成环节：飞机仪表系统基本组成环节，概括起来包含感受、转换、传送、计算、放大、执行、指示等7种基本环节。
4、高度的分类和定义：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；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；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；真实高度；从飞机到其所在位置正下方地面的垂直距离。
5、气压高度表：气压高度表是利用皮托管所测量出的静压，根据大气压力与高度的一一对应关系，就可以得出飞机当前的高度。
6、气压高度表的结构：气压高度表是一个真空膜盒结构（膜盒简单的来说就是一个密封的薄膜盒子，真空膜盒，就是将膜盒内部抽成真空）。
高度表在膜盒外面通静压，由于静压随高度升高而越来越小，膜盒由于外界压力下降，会发生形变，越来越鼓涨，这种形变是可以量化的，并能通过机械结构转化成指针读数的，那么就可以把高度和压力对应起来。
7、飞机速度的测量：飞机速度的测量类似于飞机高度的测量，也是通过皮托探头将气压引入仪表进行计算的，不同的是高度测量只使用了皮托管探得的静压，而空速测量需要使用到全压和静压。
8、名词解释：（1）全压Pt=空气在皮托管里全受阻时，产生的压力，它包括静压Ps和动压Qc；（2）静压Ps=飞机周围静止空气压力。
（3）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。
（4）马赫数M=真空速Vt与本地音速a之比。
飞机航电系统的构成和作用分析飞机航电系统是指用于飞机电气能源管理、通信导航、飞行控制和信息管理等各方面系统的总称。
由于航电系统是飞机中必不可少的一部分，因此了解其构成和作用是非常重要的。
一、航电系统的主要构成1. 电源系统：电源系统是整个航电系统的基础，它提供与飞机所有设备所需的能源。
电源系统包含电瓶、发电机和相应的电路元件。
电源系统的很多组成部分，如发电机、变频器、静变流器等，都是由飞机的发动机直接驱动的。
2. 飞行表现和导航系统：飞行表现和导航系统是航电系统的另一个重要组成部分，它涉及到飞机的飞行控制和导航，包括如下几个方面:航向计算器和飞行导航系统：这是飞机导航的基础。
航向计算器通过读取机头的当前方向来确定飞行方向，而飞行导航系统通过导航计算机的计算来指导飞行员驾驶飞机到达目标位置。
自动驾驶系统：自动驾驶系统能够自动控制飞机的方向、高度和速度等参数，从而减少飞行员的工作量，同时保证飞机飞行的安全性和稳定性。
3. 通信和信息系统：航电系统还包括了通信和信息系统，包括了飞机与地面通信、飞机与空中交通管制机构的通信、飞机与天气预报机构的通信以及飞机内部的通信。
现在的航空公司都使用无线电通信，这是航电系统的重要部分，能够保证飞机与地面保持通信，并确保一旦出现问题能够及时进行处理。
4. 地形警告系统：地形警告系统还是近年来飞机安全性的重要保障。
地形警告仪器安装在飞机上，它可以通过扫描固定的地面点来预测出飞机是否会遇到危险的地势。
二、航电系统所起的作用1. 提供飞行所需的电气能量：航电系统的首要任务就是提供飞机所需的电气能量和电流。
2. 控制飞行并保证安全：飞机的导航和控制都依赖于航电系统，包括了高度、速度、航向和导航的控制。
3. 提供适当的环境舒适度：航电系统还有助于保证适当的环境舒适度，包括了温度、湿度和氧气的控制。
4. 实现通信和信息管理：航电系统通过提供通信和数据传输，保证了飞机与地面交流的安全和有效性。
飞机电子系统的原理和应用一、飞机电子系统的概述飞机电子系统是指在飞机上应用的各类电子设备和系统。
它们在飞机上起着关键的作用，包括飞行控制、通信导航、系统监控等多个方面。
本文将介绍飞机电子系统的原理和应用。
二、飞机电子系统的分类飞机电子系统根据功能可以进行不同的分类。
根据国际民航组织（ICAO）的定义，飞机电子系统可以分为以下几类：1. 飞行控制系统•自动驾驶系统（Autopilot）•飞行管理系统（Flight Management System）•惯性导航系统（Inertial Navigation System）•电子飞行仪表系统（Electronic Flight Instrument System）2. 通信导航系统•通信设备•天线系统•导航系统（导航显示系统、全球卫星导航系统）•气象雷达系统3. 系统监控系统•运行状态监控系统•发动机监控系统4. 娱乐系统•乘客娱乐系统•机组成员娱乐系统三、飞机电子系统的原理飞机电子系统的工作原理涉及多个方面：1. 信号传输和处理飞机电子系统面临着大量的信号传输和处理问题。
信号包括来自各个传感器的输入信号，以及输出给执行机构的指令信号。
传输和处理这些信号需要采用各种电子设备，如模拟转数字转换器（ADC）、数字转模拟转换器（DAC）等。
2. 数据处理和算法飞机电子系统中的大量数据需要经过处理和算法才能提供有用的信息。
例如，飞行控制系统需要对传感器数据进行滤波和融合，然后通过控制算法来生成合适的指令。
导航系统则需要计算飞机的位置和航向等信息。
3. 系统设计和集成飞机电子系统的设计往往需要考虑到多个方面，如可靠性、可维护性、安全性等。
同时，各个子系统的集成也是一个关键的问题。
对于大型飞机来说，不同子系统的协同工作对于飞行安全至关重要。
四、飞机电子系统的应用飞机电子系统的应用十分广泛，以下是一些典型的应用领域：1. 自动驾驶系统自动驾驶系统使得飞机能够在一定程度上自主进行飞行。
一航空电子系统的组成：1,各种机载信息采集设备2，信息处理设备3，信息管理和显示控制设备4，相关的软件二航电系统的发展大致可以分为四个阶段1，分立式航空电子系统，代表机型为F-100，F-101，2，联合式航空电子系统，代表机型为F-16C/D3，综合航空电子系统，代表机型为F-22，F-35综合航电系统的结构特点如下：系统按功能区划分采用高度模块化设计采用高速数据总线采用高度综合的座舱显示系统采用大规模软件技术采用先进的传感器并进行多传感器的信息融合实现了系统容错和重构功能4先进综合航空电子系统三航空电子系统的发展方向1智能化电子计算机已成为现代化机载电子设备的核心, 电子计算机的发展已经并将继续不断地改变着机载电子系统的面貌。
当前计算机的发展正面临着重大突破—人工智能计算机的出现。
目前人工智能研究主要集中在专家系统、模式识别系统、机器人等三方面2综合化采用高级复杂软件增扩最佳控制技术以保证容错, 采用标准化部件, 以减少备件、简化维修、降低全寿命费用。
系统的综合能力依赖于先进的技术支援, 其中包括高速数据总线、超高速集成电路（VHSIC）和人工智能等。
3全频谱化现代局部战争表明, 电子战已越演越烈,而电子战的实质就是对电磁频谱的激烈争夺。
由于无线电频段和微波频段已拥挤不堪因此航空电子设备的工作频率正逐渐向毫米波、红外、激光、可见光等领域扩展, 从而使航空电子系统趋于全频谱化。
4隐蔽化在导航系统中采用惯导—全球定位系统组合，惯导—天文导航组合等方案, 构成载机不辐射电磁波的“隐蔽导航系统”。
采取这种组合方式。
”既能保持惯导的近距导航较高的精度又可校正远距飞行中惯导的累积定位误差。
当前正在研制的全地形航空电子系统（T２A）就具有隐蔽导航功能,其核心部件为一个存贮地形三维数据的数据库, 数据库内存有航线中的所有地形的数据,如一些基本点的海拔高度参数、森林、河流、道路、障碍物的信息数据等。
利用该数据库在飞行中能够获得一个不断变化的地形轮廓图。
精品文档 批准（签名）： 任课教员（签名）： 年 月 日
班 次 上课日期 节次 上课时数 累计时数 教学场所 无线电
章 (节) 目：第二章 航电系统 课 题：航电系统 内容提要与质量要求：1、知道航电系统的概念；2、知道航电系统的发展历史和趋势。
[最#~^新&@] [最新%~#版&] 重点与难点：航电系统的发展
器材与设备：多媒体教学课件
课 前 检 查 顺序 题 目 学员姓名 成绩 1 谈谈对航电系统的认识。 2 3 4 —1—
教学方法 教 学 内 容 时间 课前检查 谈谈对航电系统的认识。 答：综合航空电子系统 2'
引言 航电系统 综合航空电子亦称航空电子，其英文“avionics”是由“aviation(航空)”和“electronics(电子学)”两词相结合，而派生出来的。自二次世界大战后的几十年来，美国、德国、法国、英国、前苏联(俄罗斯)先后开展航空电子系统技术的研究，航空电子已经成为一门独立的学科。 2'
一、航电系统的简介 航电系统全称“综合航空电子系统”，是现代化战斗机的一个重要组成部分，战斗机的作战性能与航空电子系统密切相关。可以说，没有高性能的航电系统，就不可能有高效能作战的战斗机。 多传感器综合（MSI）的目标是改变目前各种传感器分立的状态，实现互为补充、互为备份、扬长避短、综合使用各传感器提供的信息；对多传感器实现综合的控制和管理，在现
2'
教学内容、步骤、方法 —2—
教学方法 教 学 内 容 时间 有的硬件和软件水平上获得比任何单独的传感器性能更高的传感器系统。
讲述法 根据PPT上飞机类型进行讲解
二、航电系统的历史 在航空电子系统发展中系统结构不断演变，因此航空电子系统的“结构”成为划时代的主要依据。 （一）分立式结构 早期的航空电子系统为分立式结构，系统由许多“独立的”子系统组成，每个子系统必须依赖于驾驶员的操作(输入)，驾驶员不断从各子系统接收信息，保持对武器系统及外界态势的了解，五十年代的战斗机F-100、F-101等使用了典型的分立式结构。 （二）混合式结构 混合式结构是向综合化过渡的一种结构形态，它出现了部分子系统之间的综合，例如火控计算机、平显、火控雷达等之间的综合；大气数据计算机、高度表、空速表、垂直速度表、攻击传感器、大气温度传感器的组合；飞行指引计算机、航恣系统、塔康等结合。各分系统通过广播式数据传输总线(如ARINC429)连接。
5' —3—
教学方法 教 学 内 容 时间 （三）联合式结构 联合式结构(也称综合化结构)是美国DAIS研究计划的主要成果，它通过1553总线将大多数航空电子分系统交联起来，实现信息的统一调度。这一时期的另一重要特点是电子技术开始应用于飞行的关键部位，如飞行控制及地形跟随，同时，传感器和分系统的能力不断增加，如雷达的能力、红外传感器、激光测距、电子战设备等。美国现役战斗机都使用这种结构，如F-16C/D、F/A-18、F-15E等。这种结构在美国等国已成为成熟技术，很多飞机的改型、更新大多采用这种系统。
对比法 针对新老航电系统不同之处进行讲解
三、新一代航空电子系统 （一）新一代航空电子系统结构 新一代航空电子系统结构(即更高程度的综合化结构)是以美国“宝石柱(Pave Pillar)”计划为基础建立起来的结构概念。该计划完成于八十年代，实现“宝石柱”系统结构的第一架战斗机是美国的F-22战斗机，RAH-66轻型攻击/侦察直升机也使用了这种结构，各分系统间以1553和HSDB(高速数据总线)相连接。 继“宝石柱”计划后，美国正在推行“宝
3' —4—
教学方法 教 学 内 容 时间 石台”(Pave Pale)计划，在纵深方向上继续推行综合化。一方面，系统中实现了各系统处理功能的综合(通用处理模块、动态重构)并进而实现传感器功能及信号处理功能的综合化；另一方面，综合化的范围也在扩展。包括了以前相对独立的飞行控制、发动机控制、通用设备控制，形成了飞机管理系统的概念，这种结构将应用于二十一世纪的美国军用飞机。
讲述法 根据PPT进行讲解
（二）新一代航空电子系统的特点 几十年来，航空电子系统经历了分立式、混合式、联合式向综合化、高度综合化方向发展。综合化的航空电子系统不仅实现了机上的信息综合，而且能够有效地综合C3I和预警机发送的信息，由此可以满足现代和未来战争的需求。现以美国的“宝石柱”结构、F-22、“宝石台”计划为例，综述新一代航空电子系统的特点。 1. 在功能划分上，新一代系统已明显从纵向划分过渡到横向划分，提出了功能区分的概念。功能区分是整个系统中功能特性相近、任务关联密切的部分，在同一功能区中可以实现资源共享，容易互为余度而实现动态的重构
2' —5—
教学方法 教 学 内 容 时间 讲述法 根据PPT进行讲解 及容错。“宝石柱”结构将系统分为任务管理区、传感器管理区、飞机管理区。任务管理区由任务数据处理机、任务航空电子多路传输总线、块多路传输总线、系统大容量存储器、武器管理系统和任务航空电子总线接口组成。该区的功能为：任务计算与管理(如火力控制、目标截获、导航管理、防御管理、外挂管理、地形跟随(TE)/地形回避(TA)/障碍回避(OA)、座舱管理、与其它两个功能区交联等)。传感器管理包括通用信号处理机、传感器数据分配网络、数据交换网络、视频数据分配网络、传感器控制网络组成。该区的功能为：传感器数据分配、传感器信号处理、处理后信号的分发、传感器控制。飞机管理区是由飞行控制、发动机控制、推力矢量控制、通用设备控制等几部分功能综合而形成，又称为飞机管理系统(VMS)，其功能为支援与控制功能有关的飞机的飞行。 2.综合化进一步向深、广方向发展。“宝石柱”结构虽然提出了信号处理通用模块及相应处理群集器的一般结构，但“宝石柱”实验室演示系统和F-22的综合化深度只达到 —6— 教学方法 教 学 内 容 时间
讲述法 根据PPT进行讲解 数据处理资源一级，而“宝石台”计划的任务之一就是试图进一步在传感器信号处理及传感器天线孔位上实现综合，在信号处理群集器中使用通用信号处理模块。另一方面，飞机管理系统(VMS)本身就是综合化向更广范围发展的例证，传统的飞控系统是相对独立的分系统(四余度系统)，且一般不和通用设备等有关系。VMS使多种功能综合起来，并置于整个系统的管理之下，综合化的范围实际上已覆盖每个功能。 3.以外场可更换模块(LRM)代替了外场可更换单元(LRU)为基础构成综合航空电子系统。LRM是形成新一代系统其它特点的基础，例如动态重构、二级维修概念都是在LRM基础上进行的。LRM是系统安装结构上和功能上相对独立的单元，故障定位可以达到LRM一级，通过更换LRM而排除故障。LRM、智能化的机内自检、二级维修体制是构成新一代系统维修概念的要素，使维修成本大大降低。 4.在LRM一级上实现硬件资源共享和硬件余度。通过动态的程序加载，根据任务需要动态地组织LRM硬件，出现故障后则可进行动 2' —7—
教学方法 教 学 内 容 时间
讲述法 根据PPT进行讲解
态重构，使系统继续维持原有功能，即达到容错的目的。这种动态的管理及调度原则和以前的系统大不相同，以前的系统基本上是“固定的”，而新一代系统则是“灵活的”，是根据实时的需要动态地完成配置或重构，这样的系统不仅实现了容错，推迟了必须进行修理的时间，而且达到资源共享，提高了资源利用率。“宝石柱”结构和F-22系统都实现了这种动态调度的思想，例如任务数据处理机和F-22的CIP(通用综合处理机)都是处理群集器，包括多块数据处理机通用LRM。 5.向智能化发展。当代的航空电子系统只能将各种数据提供给驾驶员，或者经过处理后给出引导性的指示信号，有时变换成易理解的直观图示方式，但最终的判定、决断要驾驶员给出，美国正在研制的驾驶员助手系统(即专家系统)可以完成收集数据、推理和判断并作出决断，可以直接给出控制指令，也可以向驾驶员提出处理建议，由驾驶员决断及实施控制。神经网络的研究也取得很大进展，应用到机载后可以使航空电子系统具有自学习和自适应能力，人工智能的方法可以在航空电子系 —8—
教学方法 教 学 内 容 时间 统中找到很多应用，例如目标的识别、分类；电子战信息分析、威胁制定；突防路线的实时建立；攻击目标优先级分类；武器选择；智能人机接口；本机完好情况监视及应急处理等。智能化系统使驾驶员从过量的任务负担中解脱出来，集中精力于高层次的判断，并可避免人脑在某些方面的能力不足。F-22战斗机及RAH-66轻型攻击/侦察直升机后期的生产型都准备选用驾驶员助手系统。
讲述法 根据PPT进行讲解
（三）新一代航空电子系统的特点 1.通用模块技术是系统综合及更高程度综合的基础，整个航空电子系统实现模块化的结构，不仅能适应航空电子系统的各种应用，而且系统发生故障时便于检测和重构。通用模块由VHSIC芯片集构成，并包括完成接口控制和健康诊断等全部数字处理组合后可构成任何一种功能的航空电子系统，同时采用通用模块后，不仅使机上的电缆连接器减少90%，取消了中间维修，维修成本大大降低，而且MTBF提高了近4倍。 2.高速多路传输总线技术是新一代航空电子系统的关键技术之一。航空电子综合系统
2'
