卓越工程師教育培養計劃配套教材·飛行技術係列：航空機載電子設備 下載 mobi epub pdf 電子書 2026

內容簡介

《卓越工程師教育培養計劃配套教材·飛行技術係列：航空機載電子設備》係統介紹瞭民航當前采用的通信、導航、儀錶及自動控製係統的種類、功能和工作原理。共分為4章，第1章飛機通信係統，主要介紹瞭高頻通信、甚高頻通信等常見機載通信設備原理、結構、使用方法等內容；第2章導航係統，主要介紹瞭四大導航設備（VOR、DME、ILS和ADF）、雷達係統及機載監視設備（TCAS、GPWS和風切變探測係統）等；第3章儀錶係統，介紹瞭航空儀錶的基礎知識和飛機的基本儀錶設備；第4章自動飛行控製係統，介紹瞭飛行控製係統的作用、組成、控製規律等。每章後均附有復習與思考欄目，便於學習使用。
《卓越工程師教育培養計劃配套教材·飛行技術係列：航空機載電子設備》適閤作為航空機務維修專業的本科教材，也可供民用航空管理、航空技術實施部門的工程技術人員和航空愛好者參考。

內頁插圖

目錄

第1章 飛機通信係統
1.1 高頻通信係統
1.1.1 概述
1.1.2 高頻通信係統的組成
1.1.3 高頻通信係統的基本工作原理
1.2 甚高頻通信係統
1.2.1 概述
1.2.2 甚高頻通信係統的組成
1.2.3 工作原理
1.3 選擇呼叫係統
1.3.1 概述
1.3.2 係統組成
1.3.3 工作原理
1.4 應急電颱
1.5 音頻選擇與內話係統
1.5.1 音頻選擇係統
1.5.2 服務內話係統
1.5.3 機組呼叫係統
1.6 旅客廣播係統
1.7 話音記錄係統
1.7.1 功能與組成
1.7.2 話音記錄器的基本工作原理
1.8 衛星通信係統
1.8.1 衛星通信的特點
1.8.2 靜止衛星通信係統
1.9 飛機通信尋址報告係統
本章小結
復習與思考
閱讀材料
練習題

第2章 導航係統
2.1 導航係統概述
2.1.1 導航係統分類
2.1.2 位置綫與無綫電導航定位
2.2 自動定嚮機
2.2.1 自動定嚮機概述
2.2.2 自動定嚮的基本原理
2.3 甚高頻全嚮信標係統
2.3.1 概述
2.3.2 全嚮信標測定方位的基本原理
2.3.3 機載VOR接收係統
2.3.4 航道偏離與嚮／背颱指示
2.4 儀錶著陸係統
2.4.1 概述
2.4.2 航嚮偏離指示原理
2.4.3 下滑指示的基本原理
2.4.4 指點信標係統
2.5 低高度無綫電高度錶
2.5.1 功用與組成
2.5.2 三種無綫電高度錶
2.5.3 飛機安裝延時校正和多設備安裝乾擾
2.5.4 高度錶指示
2.6 測距係統
2.6.1 功能及原理
2.6.2 機載測距機
2.7 氣象雷達係統
2.7.1 概述
2.7.2 氣象雷達對目標的探測
2.7.3 觀察地形
2.7.4 氣象雷達係統的工作
2.7.5 雷達維護中的一些注意事項
2.8 空中交通管製雷達信標係統應答機
2.8.1 航管雷達信標係統
2.8.2 離散選址信標係統
2.8.3 機載應答機係統
2.9 交通谘詢與避撞係統
2.9.1 TCASⅡ的工作
2.9.2 TCAS係統的組成與部件功用
2.9.3 TCAS谘詢信息的顯示和控製
2.10 近地警告係統
2.10.1 GPWS的組成
2.10.2 GPWS的工作方式
2.10.3 EGPWS
2.11 全球定位係統
2.11.1 GPS的係統組成
2.11.2 機載GPS
2.11.3 機載GPS係統工作方式
本章小結
復習與思考
閱讀材料
練習題

第3章 儀錶係統
第4章 自動飛行控製係統
參考文獻

前言/序言

精密智造，馭風而行：航空機載電子設備技術探索 本書旨在深入剖析航空機載電子設備在現代飛行技術中的關鍵作用，勾勒其發展脈絡、技術原理、集成應用與未來趨勢。我們將帶領讀者跨越時空，從航空電子係統的萌芽時期，逐步走進如今高度智能化、網絡化的先進飛行時代。這是一次關於精準、可靠與智能的深度探索，是理解現代飛機“大腦”與“神經係統”的權威指南。 第一章：航空電子係統概述與發展曆程 本章將首先界定航空電子係統的概念，闡明其構成要素和核心功能。我們將追溯航空電子技術的起源，從早期簡單的導航和通信設備，到二戰時期雷達和電子對抗係統的引入，再到噴氣時代對更復雜計算和顯示能力的需求。重點將放在“玻璃座艙”的革命性變革，以及數字化、集成化浪潮如何徹底改變瞭飛行員的操作界麵和信息處理方式。讀者將瞭解電傳操縱（Fly-by-Wire）、內置診斷與故障隔離（Built-In Test Equipment, BITE）、以及早期數據總綫技術（如MIL-STD-1553B）的齣現，如何奠定瞭現代航空電子係統的基礎。本章將以大量曆史照片和經典機型的案例，生動展現技術的每一次飛躍。 第二章：核心航空電子係統詳解 此部分將逐一深入探討現代航空器上最為關鍵的電子係統。 飛行控製係統 (Flight Control Systems, FCS)：我們將重點解析電傳操縱係統的硬件構成（傳感器、計算機、作動器）和軟件算法。詳細介紹自動駕駛儀（Autopilot）和增穩係統（Stability Augmentation System, SAS）的工作原理，以及它們如何通過集成來實現飛機的穩定性、可操縱性和性能優化。還會探討數字電傳操縱（Digital Fly-by-Wire）和模擬電傳操縱的區彆，以及其在安全性、可靠性和燃油經濟性方麵的優勢。 導航與定位係統 (Navigation and Positioning Systems)：從傳統的甚高頻全嚮信標（VOR）、儀錶著陸係統（ILS），到慣性導航係統（INS）和全球導航衛星係統（GNSS，如GPS、GLONASS、Galileo、BeiDou），我們將詳細介紹它們的原理、精度、可靠性以及在不同飛行階段的應用。重點講解如何通過傳感器融閤技術，實現高精度、全天候的導航能力，並介紹現代飛行管理係統（Flight Management System, FMS）如何集成這些數據，為飛行員提供最優化的航路規劃和飛行控製建議。 通信係統 (Communication Systems)：涵蓋甚高頻（VHF）和高頻（HF）通信、衛星通信（SATCOM），以及數據鏈通信（如ACARS、Link 16）。闡述不同通信方式的優缺點，以及在空對空、空對地通信中的關鍵作用。探討新一代通信技術，如寬帶通信和機載網絡通信（AoIP）的發展，以及它們如何支持更豐富的通信服務和態勢感知。 態勢感知係統 (Situational Awareness Systems)：本節將聚焦於雷達（氣象雷達、地形迴避雷達、空中交通管製雷達）、光電傳感器、以及戰場態勢信息顯示係統。詳細介紹雷達的工作原理、信號處理和目標識彆技術。探討現代飛機如何通過多傳感器融閤，為飛行員提供全方位的外部環境感知能力，包括天氣狀況、地形信息、其他空中目標以及地麵威脅。 航空電子顯示與人機交互 (Avionics Displays and Human-Machine Interface, HMI)：重點分析多功能顯示器（MFD）、平視顯示器（HUD）和增強現實（AR）顯示技術。深入探討座艙布局設計、信息呈現策略以及如何通過直觀的人機交互界麵，減輕飛行員的認知負荷，提高操作效率和安全性。 第三章：航空電子係統的集成與架構 本章將探討現代航空電子係統是如何被組織和集成的，使其能夠協同工作，發揮最大效能。 數據總綫技術 (Data Bus Technologies)：詳細介紹ARINC 429、ARINC 664（AFDX）等航空電子數據總綫的技術特性、通信協議和在係統集成中的作用。解釋這些數據總綫如何實現不同電子單元之間的高效、可靠的數據交換。 開放式係統架構 (Open Systems Architecture, OSA)：探討模塊化設計、標準化接口以及軟件定義航空電子（Software Defined Avionics）的概念。分析開放式架構如何提高係統的靈活性、可維護性和可升級性，加速新技術和新功能的集成。 任務計算機與集成架構 (Mission Computers and Integrated Architecture)：介紹高性能任務計算機在處理大量傳感器數據、執行復雜計算任務和協調各個子係統中的作用。分析高度集成的航空電子架構（如 IMA - Integrated Modular Avionics）如何通過共享硬件資源和軟件模塊，降低重量、功耗和成本，同時提高係統的魯棒性。 網絡安全在航空電子係統中的應用 (Cybersecurity in Avionics)：隨著係統互聯互通性的增強，網絡安全變得至關重要。本節將探討航空電子係統麵臨的網絡威脅，以及現有的安全防護措施，如加密、認證、訪問控製和入侵檢測等，以保障飛行安全。 第四章：航空電子係統的可靠性、可維護性與安全性 航空安全是航空業的生命綫，而航空電子係統的可靠性和安全性更是其中的重中之重。 冗餘設計與故障容錯 (Redundancy and Fault Tolerance)：深入解析硬件冗餘（如雙通道、三通道係統）和軟件冗餘策略。講解故障檢測、隔離和重構（FDIR）機製，以及如何通過主動冗餘和被動冗餘，實現係統在發生故障時的持續運行。 適航審定與標準 (Airworthiness Certification and Standards)：介紹國際航空安全法規（如FAA、EASA的適航指令）和相關技術標準（如RTCA DO-178C - 軟件適航標準，DO-254 - 硬件適航標準）。闡述航空電子係統如何通過嚴格的適航審定過程，確保其符閤最高的安全要求。 可維護性設計與診斷技術 (Maintainability Design and Diagnostic Technologies)：探討設計可維護性（Design for Maintainability）的理念，包括模塊化設計、易於訪問的組件以及詳細的維護手冊。重點介紹內置測試設備（BITE）和外部診斷工具，以及它們在故障診斷和維修中的作用。 全生命周期管理 (Life Cycle Management)：從設計、製造、測試、運行到退役，航空電子係統的全生命周期管理對確保其長期可靠性和安全性至關重要。本節將概述這一過程中的關鍵環節。 第五章：先進航空電子技術與未來趨勢 本章將展望航空電子技術的最新發展方嚮和未來可能齣現的變革。 人工智能與機器學習在航空電子中的應用 (AI and Machine Learning in Avionics)：探討AI在數據分析、預測性維護、輔助決策、以及未來自主飛行係統中的潛力。例如，如何利用AI優化飛行路徑，提升燃油效率；如何通過機器學習預測部件故障，實現更主動的維護。 先進傳感器技術 (Advanced Sensor Technologies)：介紹下一代傳感器，如更小、更輕、更精確的導航傳感器，以及集成度更高的環境感知傳感器。 先進人機交互界麵 (Advanced HMI)：展望更直觀、更智能的座艙交互方式，包括語音控製、手勢識彆、以及更深度的增強現實/虛擬現實（AR/VR）應用。 網絡化航空電子與協同飛行 (Networked Avionics and Cooperative Flight)：探討飛機之間、飛機與地麵之間更緊密的通信與信息共享，支持協同起降、編隊飛行以及更高效的空中交通管理。 無人機與未來航空平颱的航空電子挑戰 (Avionics Challenges for Drones and Future Aviation Platforms)：簡要提及無人航空器（UAS）和eVTOL（電動垂直起降飛行器）等新型航空平颱在航空電子係統方麵麵臨的獨特挑戰，如輕量化、低成本、高集成度以及對低空空域管理的適應性。 本書力求以嚴謹的學術態度，結閤豐富的工程實踐案例，為讀者構建一個全麵、深入的航空機載電子設備技術知識體係。無論您是航空工程領域的學生、研究人員，還是希望深入瞭解現代飛行奧秘的愛好者，本書都將是您不可或缺的學習夥伴。我們相信，通過對這些精密智能技術的理解，您將更能體會到“卓越工程師”是如何通過科技的力量，驅動人類在藍天之上實現更安全、更高效、更自由的飛翔。