[拼音]：hangkong yibiao

[外文]：aircraft instrumentation

為飛行人員提供有關(guān)飛行器及其分系統(tǒng)信息的設(shè)備。飛行器儀表與各種控制器一起形成人－機(jī)接口，使飛行人員能按飛行計(jì)劃操縱飛行器。儀表提供的信息既是飛行人員操縱飛行器的依據(jù)，同時(shí)又反映出飛行器被操縱的結(jié)果。

簡(jiǎn)史

飛行器儀表的發(fā)展與飛行器的發(fā)展密切相關(guān)。早期飛機(jī)上沒(méi)有專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的儀表。萊特兄弟首次飛行時(shí)，飛機(jī)上只有一塊秒表、一個(gè)風(fēng)速計(jì)和一個(gè)轉(zhuǎn)速表。早期裝在飛機(jī)上的還有其他一些地面用的簡(jiǎn)陋儀表，如指示高度用的真空膜盒式氣壓計(jì)、指示航向用的磁羅盤(pán)、指示飛機(jī)姿態(tài)用的氣泡式水平儀。1909年，法國(guó)飛行員L.布萊里奧第一次駕機(jī)飛越英吉利海峽時(shí)，機(jī)上仍沒(méi)有任何專(zhuān)門(mén)的飛機(jī)儀表。那時(shí)人們主要靠肉眼觀(guān)察，在能見(jiàn)度許可的情況下飛行。第一次世界大戰(zhàn)期間飛機(jī)儀表有了較大的發(fā)展。1916年英國(guó)皇家空軍的S.E. 5型飛機(jī)的儀表板上已裝有3種較為可靠的飛行儀表及4種發(fā)動(dòng)機(jī)儀表。1927年，美國(guó)飛行員C.A.林白駕機(jī)飛越大西洋，除上述主要儀表外，他的飛機(jī)還裝備了羅盤(pán)、傾側(cè)和俯仰角指示器、轉(zhuǎn)彎傾斜儀和時(shí)鐘。1929年9月，美國(guó)飛機(jī)駕駛員J.H.杜立特憑借儀表和無(wú)線(xiàn)電導(dǎo)航設(shè)備安全完成首次盲目飛行，即儀表飛行，開(kāi)創(chuàng)了儀表發(fā)展的新階段。從30年代開(kāi)始，一些國(guó)家相繼規(guī)定飛機(jī)上必須配備能完成盲目飛行的一定數(shù)量的基本儀表，其中包括空速表、高度表、陀螺地平儀、航向陀螺儀、升降速度表和轉(zhuǎn)彎傾斜儀。隨著大型、多發(fā)動(dòng)機(jī)、高速飛機(jī)的機(jī)載系統(tǒng)逐漸增多，儀表需求量也日益增長(zhǎng)。30～50年代，飛機(jī)儀表有了很大的發(fā)展，出現(xiàn)了遠(yuǎn)讀儀表、伺服儀表等新式儀表。這一時(shí)期最重大的進(jìn)展是出現(xiàn)了各種機(jī)電型綜合儀表，最有代表性的是指引地平儀、航道羅盤(pán)、大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)。60～70年代電子技術(shù)、尤其是包括微處理機(jī)在內(nèi)的微電子技術(shù)的發(fā)展以及彩色陰極射線(xiàn)管和其他新型電光元件(液晶顯示器、發(fā)光二極管等)的相繼問(wèn)世，為儀表數(shù)字化、小型化、綜合化和智能化提供了條件。數(shù)字式大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)、捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)等帶微型計(jì)算機(jī)的數(shù)字測(cè)量系統(tǒng)和以平視顯示器為代表的電子綜合顯示儀的出現(xiàn)，標(biāo)志著飛行器儀表進(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展階段。

分類(lèi)

飛行器儀表分為飛行儀表、導(dǎo)航儀表、發(fā)動(dòng)機(jī)儀表和系統(tǒng)狀態(tài)儀表4大類(lèi)。

飛行儀表

指示飛行器在飛行中的運(yùn)動(dòng)參數(shù)（包括線(xiàn)運(yùn)動(dòng)和角運(yùn)動(dòng)）的儀表，駕駛員憑借這類(lèi)儀表能夠正確地駕駛飛機(jī)。這類(lèi)儀表主要有：利用大氣特性的各種氣壓式儀表、利用陀螺特性的各種陀螺儀表和利用物體慣性的加速度（過(guò)載）儀表等。

導(dǎo)航儀表

用于顯示飛行器相對(duì)于地球或其他天體的位置，為飛行員或飛行控制系統(tǒng)提供使飛行器按規(guī)定航線(xiàn)飛向預(yù)定目標(biāo)所需要的信息。定位和定向是導(dǎo)航中的兩大問(wèn)題。導(dǎo)航儀表包括導(dǎo)航時(shí)鐘、各種航向儀表和各類(lèi)導(dǎo)航系統(tǒng)。導(dǎo)航系統(tǒng)按工作原理分為：航位推算導(dǎo)航系統(tǒng)、無(wú)線(xiàn)電導(dǎo)航系統(tǒng)、天文導(dǎo)航系統(tǒng)、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，以及它們有機(jī)結(jié)合、互相校正的組合導(dǎo)航系統(tǒng)（見(jiàn)飛機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)）。航位推算導(dǎo)航系統(tǒng)按原始信息的性質(zhì)又分為：利用真實(shí)空速推算的自動(dòng)領(lǐng)航儀、利用地速推算的多普勒導(dǎo)航系統(tǒng)和利用加速度推算的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)。

發(fā)動(dòng)機(jī)（動(dòng)力裝置）儀表

用于檢查和指示發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)的儀表。按被測(cè)參數(shù)區(qū)分，主要有轉(zhuǎn)速表、壓力表、溫度表和流量表等?，F(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)儀表還包括振動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，用于指示發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)不平衡性和預(yù)告潛在的故障。燃油是直接供發(fā)動(dòng)機(jī)使用的，故指示燃油油量的油量表通常也歸屬于發(fā)動(dòng)機(jī)儀表。

組成原理

按照組成原理，飛行器儀表可分為直讀儀表、遠(yuǎn)讀儀表、伺服儀表和綜合儀表。

直讀儀表

很多早期的儀表都屬此類(lèi)，如氣壓式高度表、空速表、升降速度表、磁羅盤(pán)、航向陀螺儀等。直讀儀表通常由敏感元件(直接感受被測(cè)物理量的元件)、放大傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和指示裝置組成，如氣壓式儀表等。有的直讀儀表則直接由敏感元件來(lái)帶動(dòng)指示裝置，如磁羅盤(pán)和航向陀螺儀。這類(lèi)儀表簡(jiǎn)單、可靠，不僅仍大量用于一些低空飛行的輕型飛機(jī)上，而且?guī)缀踉谒酗w機(jī)上都還用它們作為應(yīng)急儀表。

遠(yuǎn)讀儀表

通常由傳感器和指示器兩部分組成。傳感器遠(yuǎn)離儀表板，指示器則在儀表板上。大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)儀表均屬此類(lèi)，如發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度表用熱電偶式感溫頭作為傳感器，用毫伏表作為指示器。還有一些儀表利用遠(yuǎn)距同步傳輸系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)讀的功能。

伺服儀表

利用伺服系統(tǒng)原理構(gòu)成的儀表，也稱(chēng)閉環(huán)儀表。采用伺服機(jī)構(gòu)能減小摩擦力矩對(duì)敏感元件的影響，進(jìn)行力矩放大，提高儀表測(cè)量和指示精度，輸出多路信號(hào)供各系統(tǒng)使用。伺服儀表也具有遠(yuǎn)讀的特點(diǎn)。

綜合儀表

也稱(chēng)為組合儀表。儀表的綜合化有兩條平行的途徑：一為傳感器綜合化，二為顯示器綜合化。

傳感器綜合化又分為兩種方式。一種方式是把原理不同而功用類(lèi)似的幾個(gè)傳感器組合在一起，以達(dá)到互相校正和提高儀表性能的目的。由磁羅盤(pán)和航向陀螺儀組成的陀螺磁羅盤(pán)是這種綜合方式的典型例子。另一種方式是把少量公用的原始信息傳感器集中起來(lái)，通過(guò)計(jì)算機(jī)計(jì)算，輸出為數(shù)眾多的不同的信號(hào)。這方面的典型實(shí)例是大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)。這種傳感器綜合化方式的優(yōu)點(diǎn)是大大減少了設(shè)備的重復(fù)性，減小了體積和重量，又能采用較完善的測(cè)量原理，進(jìn)行多種誤差補(bǔ)償而提高了參數(shù)測(cè)量精度。

顯示器綜合化是把有關(guān)的參數(shù)集中在一個(gè)顯示器內(nèi)顯示，這樣做不僅能有效地減少儀表數(shù)量、減輕儀表板的擁擠程度、減輕飛行員的目視負(fù)擔(dān)，而且還能得到用單一參數(shù)指示器所不能得到的有用信息。早期的組合式高度表、組合式航向儀表，后來(lái)的機(jī)電型指引地平儀、航道羅盤(pán)以及現(xiàn)代的電子綜合顯示儀都是顯示綜合化的實(shí)例。

發(fā)展趨向

80年代的航空儀表的特點(diǎn)是利用先進(jìn)的數(shù)字電子技術(shù)，進(jìn)一步向高度綜合化和智能化方向發(fā)展，并以微型計(jì)算機(jī)和多路傳輸數(shù)據(jù)總線(xiàn)為紐帶，把傳感器、顯示器、控制器與飛行控制系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、火力控制系統(tǒng)等有機(jī)地交聯(lián)在一起，以實(shí)現(xiàn)飛行器各系統(tǒng)之間的高度綜合化。采用完善的自檢和故障監(jiān)控、故障告警手段，提高信息測(cè)量的精度和可靠性。

參考書(shū)目

1. 楊世均主編：《航空測(cè)試系統(tǒng)》，國(guó)防工業(yè)出版社，北京，1984。
2. E.H.J.Pallett，Aircraft Instruments，2nd ed.，Pitman Press，Bath，1981.

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標(biāo)簽：航空儀表

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文章名稱(chēng)：《航空儀表》

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