座舱工程 [Cockpit Engineering] 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

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内容简介

　　《座舱工程》对座舱系统进行了全面的整体介绍，内容包括座舱的演变历史，人心理以及生理因素的重要性，座舱设计的一般流程，座舱中引人的各种系统和技术，对未来技术的发展和座舱漠变的展望等。书中涉及多个学科，结合了理论知识与工程实践，引用了大量的图表和工程实例。虽然主要着眼于战斗机，但对于民用以及军用领域的航空航天工程师、研究人员、制造商、采购商来说都适用。此外，对于航空航天、机械、电子工程专业的学生来说《座舱工程》也具有学习和参考价值。

目录

第1章 概述
1.1 范畴
1.2 历史回顾
1.3 潜在的因素
1.4 机载系统
1.5 座舱功能
参考文献
阅读材料

第2章 人体构造
2.1 引言
2.1.1 人体主要生理系统
2.1.2 运动和维持系统
2.2 神经系统
2.2.1 神经元
2.2.2 脑干、自主神经系统和边缘系统
2.2.3 大脑皮层
2.3 听觉和语言
2.3.1 听觉
2.3.2 语言
2.3.3 说
2.4 视觉
2.4.1 介绍
2.4.2 眼
2.4.3 敏感度
2.4.4 色彩
2.4.5 视觉路径
2.4.6 周围环境视觉
2.4.7 中心视觉
2.4.8 眼睛的运动
2.4.9 双目视觉
2.5 复杂技能
2.5.1 注意力的概念
2.5.2 复杂问题处理能力
2.6 飞行员
2.6.1 工作
2.6.2 人为失误
2.6.3 飞行员选拔
2.6.4 训练
参考文献
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第3章 防护需求
3.1 引言
3.2 环境
3.2.1 大气层
3.2.2 天气
3.2.3 太阳
3.2.4 云、雾和光散射
3.2.5 飞行包线和飞机机动性
3.3 生理限制
3.3.1 缺氧
3.3.2 增压舱
3.3.3 冷热环境
3.3.4 噪声
3.3.5 持续过载
3.3.6 振动
3.3.7 定向障碍
3.3.8 晕机
3.4 非致命性的事故
3.4.1 鸟撞
3.4.2 碰撞
3.5 防空武器
3.5.1 传统武器
3.5.2 核武器和生化武器
3.5.3 核爆炸和定向能武器
参考文献

第4章 座舱设计
4.1 引言
4.2 需求定义
4.2.1 设计团队
4.2.2 需求调研
4.3 机组人员的数量及角色
4.3.1 任务模型
4.3.2 功能分析
4.3.3 方案设计
4.3.4 任务分析
4.4 座舱开发和测试
4.4.1 系统设计
4.4.2 机械设计
4.4.3 环境亮度
4.4.4 人机界面设计
4.5 原型测试和在职修改
4.6 最后说明
参考文献

第5章 外视景
5.1 引言
5.1.1 概述
5.1.2 视场网
5.1.3 敏锐度
5.1.4 亮度等级
5.2 机组人员视力
5.2.1 视力标准
5.2.2 眼镜和隐形眼镜
5.3 光学透明度
5.3.1 挡风玻璃和座舱盖
5.3.2 面罩
5.3.3 折射
5.3.4 散射
5.4 夜视镜
5.4.1 起源
5.4.2 现役夜视镜装备
5.4.3 夜视镜的使用
5.4.4 夜视镜的发展
5.4.5 显示夜视镜
5.5 传感器辅助视觉
5.5.1 起源
5.5.2 视觉耦合系统
5.6 挑战
参考文献

第6章 显示组件
6.1 引言
6.2 背景
6.3 机械式仪表
6.3.1 文化因素
6.3.2 压力驱动仪表
6.3.3 大气数据计算机
6.3.4 惯性仪表
6.3.5 其他指示仪表
6.4 现代座舱显示
6.4.1 简介
6.4.2 显示器布局
6.4.3 图像生成
6.4.4 控制和显示布局
6.4.5 告警
6.5 座舱照明
6.5.1 普通座舱照明
6.5.2 夜视镜照明
6.6 外围意识显示
参考书目

第7章 显示技术与下视显示器
7.1 引言
7.2 要求
7.3 显示器特性
7.4 CRT
7.4.1 单色CRT
7.4.2 穿透型彩色CRT
7.4.3 顺序百叶窗式CRT
7.4.4 束引示管CRT
7.4.5 光罩彩色CRT
7.5 液晶显示器LCD
7.5.1 液晶类型
7.5.2 有源矩阵LCD
7.5.3 彩色技术
7.5.4 铁电LCD
7.6 其他技术
7.6.1 数字微镜显示器DMD
7.6.2 场致发光显示器
7.6.3 等离子体显示器
7.6.4 发光二极管显示器LEDD
7.7 投射式下视显示器
7.7.1 COMEDTM
7.7.2 全景下视显示器HDD
参考文献

第8章 平视显示器
8.1 引言
8.1.1 瞄准具
8.1.2 平视显示器的基本原理
8.1.3 要求
8.2 光学
8.2.1 光学原理
8.2.2 折射型瞄准仪设计
8.2.3 反射型瞄准仪设计
8.2.4 其他配置
8.3 符号设计
8.3.1 早期的符号
8.3.2 用于低空飞行的符号
8.3.3 俯仰梯度
8.3.4 用于空战的符号
8.3.5 其他符号
8.4 操作问题
参考文献

第9章 头盔显示系统
9.1 引言
9.2 应用
9.2.1 头盔瞄准具
9.2.2 动态单目头盔显示器
9.2.3 视觉耦合系统
9.2.4 “虚拟HUD”
9.3 工程设计
9.3.1 HMD符号判读
9.3.2 观察HMD图像
9.3.3 头盔显示器的安装
9.3.4 双眼间差异
9.3.5 部分重叠
9.3.6 逻辑显示平面
9.3.7 图像畸变
9.3.8 动态噪声
9.3.9 立体图像
9.3.10 彩色图像
9.3.11 像素数目：视场和分辨率之间的权衡
9.3.12 安全问题
9.4 HMD要求概述
9.5 几种HMD的光电组成原理
9.5.1 简易头盔瞄准器
9.5.2 IHADDS
9.5.3 双目HMD
9.5.4 扫描激光HMD
9.5.5 扁平窗
9.6 HMD系统设计建议
参考文献

第10章 听觉显示
10.1 引言
10.2 语言可理解度
10.3 语音通信
10.4 语音告警
10.5 位置提示
参考文献

第11章 控制
11.1 引言
11.2 手动控制
11.2.1 油门、驾驶杆和脚蹬
11.2.2 其他手动控制设备
11.3 声音控制
11.3.1 语音识别技术
11.3.2 声控系统与飞机操作系统的整合
11.4 头指向和头盔追踪系统
11.4.1 机内头部动作的灵活性
11.4.2 机械头盔跟踪系统
11.4.3 惯性头盔跟踪系统
11.4.4 超声波头盔跟踪系统
11.4.5 光学头盔跟踪系统
11.4.6 磁场头盔追踪系统
11.5 新型控制方式
11.5.1 眼动系统
11.5.2 手势跟踪系统
11.5.3 生物电势传感系统
11.5.4 新型控制系统的集成
11.6 挑战
参考文献

第12章 紧急逃生
12.1 引言
12.2 物理和生理要求
12.3 弹射椅的发展概述
12.3.1 第一代弹射椅
12.3.2 弹射包线
12.3.3 进一步的发展
12.3.4 第二代弹射椅
12.3.5 第三代弹射椅
12.4 对飞机设计的影响
12.5 现代弹射椅
12.6 其他逃生技术
参考文献

第13章 飞行服和头盔
13.1 引言
13.2 尺码
13.3 基本服装
13.4 热防护
13.5 逃生后的保护
13.6 头部保护
13.6.1 冲击
13.6.2 头部负载质量
13.6.3 目前使用的头盔
13.7 噪声保护
13.7.1 被动降噪技术
13.7.2 主动降噪技术
13.8 护目镜与眼睛保护
13.9 呼吸系统
13.9.1 面具
13.9.2 调节器
13.1 0 高空保护
13.1 1 强重力保护
13.1 2 核生化保护
13.1 3 航空电子头盔
13.1 3.1 图像组合
13.1 3.2 模块化结构
13.1 3.3 头盔座椅接口
13.1 4 未来的发展
13.1 4.1 综合服装
13.1 4.2 综合性头盔
参考文献

第14章 未来座舱
14.1 引言
14.2 物理重组
14.2.1 外视场
14.2.2 虚拟座舱
14.2.3 可重配置座舱
14.3 重建工作
14.3.1 智能界面；结构耦合模式
14.3.2 综合自动化
14.3.3 飞行员状态监测
14.3.4 自适应
14.4 无人驾驶飞行器
14.5 预测
参考文献

附录A 光与偏振现象
A.1 电磁波
A.2 波谱
A.3 量子与热辐射
A.4 太阳和大气
A.5 偏振
A.6 各向异性物质和偏振光
A.7 反射与折射

附录B 图像质量
B.1 光学分辨率
B.2 分辨率
B.3 图像对比度
B.4 调制传递函数
B.5 图像质量衡量指标
参考文献

附录C 视频信号
C.1 画面信息
C.2 光栅扫描标准
C.3 动态范围和伽玛

附录D 人类行为递阶控制模型
D.1 背景
D.2 知觉的整体性和内部表征
D.3 递阶控制模型
D.4 情绪状态
D.5 行为控制
参考文献
缩略语

精彩书摘

　　《座舱工程》：
　　2.2.3大脑皮层
　　在两个大脑半球的大脑皮层有大量的神经细胞，这是人类所独有的特点。由于神经细胞数量过于庞大，以至于人类的新生儿在子宫内都不能完整发育。与其他物种相比，人类出生的时候很不成熟，在数年内要依赖成年个体来满足他们的生理需求。
　　大脑半球颜色较深的外表面是一层皮层，面积约1500cm。，厚约3mm，包含4～5层深入交联的神经元。颜色较浅的内部大部分是具有髓鞘的神经纤维的通道，既可连接同一半球内的区域（联络束），承载进出低级区域的信号（投射束），也可连接左右半球中的相似区域（脑联合）。胼胝体是主要的联合区域。在皱褶的皮层表面不规则的折叠和突起（沟和回）反映了反射区的边界。如图2-3所示，每个大脑半球可分成5个区域：额叶、边缘叶、颞叶、顶叶和枕叶。传出（输出）通道连接到基底神经节，然后通过中脑和小脑连接到低级的脑干以及脊髓。在延髓中，左右半球的神经通路相互交叉。从脊髓上到丘脑的传人（输入）通路也在同一区域经过一个类似的交叉。因此左侧的身体由大脑右半球控制，反之亦然。
　　对大脑皮层的研究与探索神秘大陆极为相似，需要将特定的功能定位到大脑表面的某一区域。传统的方法是追踪神经通路，将异常的行为对应到脑的局部损伤，也可以通过分析插入皮层或紧贴头皮的脑电图（EEG）电极采集的电信号。新技术如核磁共振成像（NMRI）能够提供活动中大脑的详细图像，而其他的技术如功能核磁共振成像（FNMRI）、正电子发射断层扫描（PET）、近红外光谱（NIRs）以及脑磁成像（MEG）也能够说明个体在测试中进行特定的活动时皮层的哪一区域最为活跃。
　　通过这些方法收集到的依据意味着特定的皮质区域可以与特定的功能相对应。简单来说，额叶区域与总体运动控制、语言和自主眼运动相关；顶叶可分为与分区主动运动、触觉、痛觉、听觉、语言和数学操作相关的区域；枕叶几乎完全是处理视觉信号的。虽然两个大脑半球很大程度上处理的是各自分配的半边身体的信息，但它们并不是完全独立的，还有些功能只分配到一个半球中。额叶、边缘叶和颞叶中的很大部分（学术上称为联合皮层的区域），负责那些人类的特质，如想象力、洞察力和创造性。这些目前已不是设想而是明确的定义。
　　大脑的详细机制当前还未知，但确实是以神经元阵列上电活动的时空模式为特征的。单个的神经元就像在轴突发射率范围内的数字集成元件，脉冲输出的频率与树突通过突触接收到的脉冲平均频率有关。然而有些树突连接会抑制输出。阵列包含许多层神经元，层内和层间的神经元互相联系，类似于一个选择性过滤器；在第一层的突触接收到一个特定形式的刺激后，一小部分最后一层突触的输出脉冲频率便会增加。例如，当眼睛受到某一特定方向的光线刺激时，视皮层中的一小块区域会产生兴奋。其他输出轴突的活动负责其他特定的输人激发模式。人们建立了大量这样的神经网络过滤器，可以用于模拟大脑的感觉、分类和控制过程。
　　突触上重复的刺激会降低发射阈值，因此突触会逐渐变得敏感。所以分层的神经元阵列在初始时神经元间的联系是微弱的，对于重复的刺激形式则会逐渐变得敏感。这样的自我调节大体上是适应、学习和长期记忆得以实现的原因。
　　个体能力的发展和预期能力的获得依赖于复杂的环境，特别是在婴儿时期。简单来说，处理视觉信号的皮层区域与接受刺激的眼相连，从这个意义上来说，这一区域倾向于负责分析视觉刺激的任务。然而它们需要重复刺激来增强突触网络的相互连接，形成精确而有选择性的过滤器因此可被认为具“可塑性”。如果双眼紧密配合的定向功能不能在婴儿时的关键时期发育，导致的斜眼可能会影响视皮层中某些处理双眼收集的信号间差异区域的发育。这种情况导致的长期“立体盲”则意味着“可塑性”受限。然而，大脑大部分的连接，特别是高级信息处理通路中的连接。在人的整个一生中都在改变，这一点已经被科勒（Kohler）确证11]。他通过给成年人佩戴棱镜来改变对世界的视觉，在几个星期的时间内处于带棱镜行走和眼手配合的强制状态下，他们的感觉被“纠正”了，往感觉到脚的方向看到的是地平线。在这样一段时期的适应之后，当这些人摘下眼镜时.他们看世界有了颠倒的诡异感觉，在重新获得正常的空间感觉之前，他们需要一段稍短的时间来恢复。
　　神经元的正常工作根本上依赖于供应的氧气和血液中的葡萄糖，这将在本书第3章中讨论。突触通过分泌的微量神经递质来实现连接，因此脑脊液中相应的前体物质的量主导了轴突冲动的活力和神经元放电的频率。这一化学上的依赖性为解释脑干分泌物导致皮层的兴奋和抑制提供了基础。这也解释了化学物质对行为的影响，如乙醇能够穿透血脑屏障等。
　　……

前言/序言

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