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科普!航空仪表的分类及发展阶段

发布人:管理员

    科普!航空仪表的分类及发展阶段

    

    当飞行员在驾驶飞机的时候,需要不断的了解飞机的飞行状态、发动机的工作状态和其他分系统(如座舱环境系统、电源系统等)的工作状态,以便飞行计划操纵飞机完成飞行任务。而这些看起来密密麻麻的航空仪表,也都各有分工,保障了飞行的安全。

    今天,小编就带大家来了解一下那些我们看不懂的航空仪表~

    航空仪表按功用可分为飞行仪表(或称驾驶领航仪表)、导航仪表、发动机仪表、和系统状态仪表。

    01飞行仪表

    飞行仪表是用于指示飞机在飞行中的运动参数(包括线运动和角运动)的仪表。他们位于正、副驾驶员的仪表盘上,飞行员凭借这类仪表能正确的驾驶飞机。飞行仪表包括大气数据仪表、航向仪表、和指引仪表。其中大气数据系统仪表有高度表、升降速度表、指示空速表、马赫数表、大气静温表、空气总温表等。姿态系统仪表有地平仪、转弯仪、和侧滑仪等。航向系统仪表有磁罗盘、陀螺罗盘和陀螺磁罗盘等;指引系统仪表有姿态指引仪、水平指引仪等。

    02导航仪表

    导航仪表用于指示飞机相对地球的位置,为飞行员提供飞机安给定航线飞向预定目标所需要的信息。

    03发动机仪表

    发动机仪表位于中央仪表盘上,是用于检查和指示发动机工作状态的仪表。如转速表、燃油压力表、滑油压力表、进气压力表、压力比表、滑油温度表、汽缸头温度表、喷气温度表、燃油油量表、燃油流量表、螺旋桨桨矩表等。

    系统状态仪表指示飞机操作系统、空调系统、电源系统、液压系统等。主要有液压压力表、电压表、频率表等。

    科普!航空仪表的分类及发展阶段

    

    图:某飞机驾驶舱

    航空仪表按工作原理可分为测量仪表、计算仪表和调节仪表三类。

    01测量仪表

    测量仪表主要用于测量飞机的各种运动或状态参数。主要有高度表、空速表、温度表、姿态指引仪、磁罗盘、发动机仪表中的压力表、温度表、转速表、震动表等,系统状态仪表中的液压压力表、操纵舵面和起落架的位置指示器、电压电流表等。

    02计算仪表

    计算仪表指飞机上的导航和系统性能方面的计算,如:飞行指引仪、惯性导航系统、飞行管理系统等。

    03调节仪表

    调节仪表主要指自动驾驶仪系统、速度和马赫配平系统、偏航阻尼系统和自动油门系统等。

    航空仪表由感受、转换、传送、指示、放大和执行等基本环节组成。但是,不是每个仪表都有包括这些环节,而且各个环节的性质和所占地位也不完全相同。

    科普!航空仪表的分类及发展阶段

    

    图:Mi-171仪表盘

    机械仪表阶段

    这个阶段是仪表的初创时期,多数仪表为单个整体直读式结构,也称为直读式仪表。即传感器和指示器组装在一起的单一参数测量仪表。表内敏感元件、信号传送和指示部分均为机械结构,例如早期的空速表和高度表。

    机械仪表最大的优点是结构简单、工作可靠、成本低廉。它的缺点是灵敏度较低、指示误差较大。随着飞机性能和要求精度的不断提高,机械式仪表早已不能满足航空发展的需要。

    电气仪表阶段

    从20世纪30年代起,航空仪表已由机械化逐步走向电气化,发展成电气仪表,此时的仪表称为远读式仪表。如远读磁罗盘、远读地平仪等。所谓 "远读 "是指仪表的传感器和指示器没有装在同一个表壳内,它们之间的控制关系是通过电信号的传输实现的,因相距较远,故称为远读式仪表。

    用电气传输代替机械传动,可以提高仪表的反应速度、精准度和传输距离。将仪表的指示部分与其他部分分开,使仪表板上的仪表体积大为缩小,改变了因仪表数量增多而出现的仪表板拥挤状况。另外,仪表的敏感元件远离驾驶舱,减少了干扰,提高了敏感元件的测量精度。远读式仪表也存在一些缺点,即整套仪表结构复杂、部件增多、重量增加。

    机电式伺服仪表阶段

    为了进一步提高仪表的灵敏度和精度,20世纪40年代后出现了能够自动调节的小功率伺服系统仪表,即机电式伺服仪表。伺服系统又称为随动系统,它是一种利用反馈原理来保证输出量与输入量相一致的信号传递装置,对仪表信号,采用伺服系统方式来传送,信号能量得到放大,提高了仪表的指示精度和带负载能力,可以实现一个传感器带动几个指示器,有利于仪表的综合化和自动化。

    综合指示仪表阶段

    20世纪40年代后,由于飞机性能迅速提高,各种系统设备日益增多,所需指示和监控仪表大量增加,有的飞机上已多达上百种,仪表板和座舱无法安排,驾驶员也目不暇接,眼花缭乱。另外,飞机的飞行速度和机动性能的提高,又使驾驶员观察仪表的时间相对缩短,容易出错,因此把功能相同或相关的仪表指示器有机地组合在一起,形成统一指示的综合仪表,已成航空仪表发展的必然趋势。例如,综合罗盘指示器、组合地平仪和各种发动机仪表的相互组合等都是一表多用的结构形式。机电式综合仪表一直使用到20世纪60年代末。

    电子综合显示仪表阶段

    随着电子技术的飞速发展,从 60年代开始出现电子屏幕显示仪表,逐步在取代指针式机电仪表,使仪表结构进入革新的年代,到20世纪70年代中期,电子显示仪表又进一步向综合化、数字化、标准化和多功能方向发展,并出现了高度综合又相互补充、交换显示的综合电子仪表显示系列。驾驶员可以通过控制板对飞机进行控制和安全监督,初步实现了人机 "对话 "。