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第1章 引言1

第2章 航空电子技术4

2.1电子学在航空领域的发展4

2.2微电子器件的特性6

2.2.1处理器8

2.2.2存储器件9

2.2.3数字数据总线9

2.2.4数据总线实例——飞机系统的综合17

2.2.5支线飞机／公务喷气机20

2.2.6光纤总线21

2.2.7航空电子设备封装——外场可更换单元22

2.2.8典型的LRU结构23

2.2.9环境条件24

2.2.10综合模块化航空电子系统25

2.2.11软件27

参考文献27

第3章 系统开发29

3.1系统设计29

3.1.1主要机构和文档29

3.1.2设计指南和认证技术30

3.1.3美国和欧洲规范的等效性32

3.1.4过程的相互关系32

3.1.5需求分析35

3.1.6需求分析实例36

3.1.7故障树分析38

3.1.8失效模式和影响分析39

3.1.9元器件可靠性40

3.1.10出勤可靠性41

3.1.11马可夫分析42

3.2开发过程44

3.2.1产品寿命周期44

3.2.2开发计划49

3.2.3 V形图50

3.2.4双发延长航程飞行（ETOPS）与远程飞行（LROPS）需求52

参考文献54

第4章 电气系统55

4.1飞机电气系统特性56

4.2发电57

4.2.1直流发电57

4.2.2交流发电57

4.2.3发电控制59

4.2.4现代电源发电的类型62

4.2.5电功率品质65

4.3初级功率分配65

4.4功率转换和能量储存66

4.4.1变流器67

4.4.2变压整流器67

4.4.3自耦变压器68

4.4.4蓄电池充电器68

4.4.5蓄电池68

4.5次级功率分配69

4.5.1功率切换69

4.5.2负载保护69

4.5.3固态功率控制器70

4.6电气负载70

4.6.1电机和作动器70

4.6.2照明71

4.6.3加热72

4.6.4子系统控制器和航空电子系统72

4.6.5地面电源73

4.7应急发电73

4.7.1冲压空气涡轮73

4.7.2备份变流器74

4.7.3永磁发电机75

4.8典型的飞机直流系统75

4.9典型的民用运输机系统76

4.10民用飞机电气系统实例77

4.10.1波音76777

4.10.2波音747-40079

4.10.3空中客车A330/A34080

4.10.4波音77781

4.10.5 A38083

4.10.6多电飞机（MEA）83

4.11电气系统显示装置83

4.12飞机布线84

参考文献85

第5章 传感器86

5.1大气数据系统86

5.2磁传感器93

5.2.1磁传感器的原理93

5.2.2磁航向参考系统（MHRS）95

5.3惯性导航系统96

5.3.1惯性传感器96

5.3.2惯性导航99

5.3.3惯性平台100

5.3.4捷联式系统101

5.4雷达传感器102

5.4.1雷达高度表102

5.4.2多普勒雷达104

5.4.3气象雷达105

参考文献107

第6章 通信和导航设备108

6.1射频频谱108

6.2通信系统111

6.2.1高频112

6.2.2甚高频114

6.2.3卫星通信116

6.2.4空中交通管制（ATC）应答机119

6.2.5空中交通告警和防撞系统121

6.2.6通信控制系统123

6.3导航辅助设备123

6.3.1自动定向仪124

6.3.2甚高频全向信标124

6.3.3测距仪125

6.3.4战术空中导航系统126

6.3.5甚高频全向信标导航系统126

6.3.6卫星导航系统126

6.3.7仪表着陆系统129

6.3.8应答着陆系统131

6.3.9微波着陆系统131

6.3.10双曲线导航系统132

参考文献134

第7章 显示器135

7.1引言135

7.2机电仪表驾驶舱135

7.2.1早期驾驶舱仪表135

7.2.2 20世纪50年代——活塞发动机飞机136

7.2.3 20世纪70年代——喷气式飞机137

7.2.4指引地平仪（ADI）139

7.2.5水平情况指示器（HSI）141

7.2.6高度表142

7.2.7空速指示器（ASI）142

7.2.8备份仪表143

7.3玻璃座舱144

7.3.1先进民用驾驶舱研究144

7.3.2 BAC 1-11技术验证机145

7.3.3波音757和波音767147

7.3.4英国航宇公司的先进涡桨飞机148

7.3.5空中客车A320/A330148

7.3.6波音747-400150

7.3.7“传统”飞机驾驶舱的升级150

7.3.8玻璃座舱备份仪表152

7.4适航条例154

7.4.1条例要求154

7.4.2认证指南155

7.4.3显示格式指南156

7.5显示系统的体系结构158

7.5.1显示器的组成部件158

7.5.2非智能型显示结构158

7.5.3半智能型显示结构159

7.5.4全智能（综合化）型显示结构160

7.6显示系统160

7.6.1电子飞行仪表系统（EFIS）160

7.6.2联合的EFIS和EICAS/ECAM系统163

7.6.3模块化航空电子显示系统164

7.7显示介质165

7.7.1可视性要求165

7.7.2工作环境要求166

7.7.3供电瞬时中断的免疫性166

7.7.4阴极射线管166

7.7.5有源矩阵液晶显示器169

7.8未来的驾驶舱显示器175

7.8.1大屏幕下视显示器175

7.8.2三维和四维显示格式175

7.8.3平视显示器179

参考文献181

第8章 导航183

8.1基本的导航183

8.2无线电导航185

8.3惯性导航187

8.3.1惯性导航系统187

8.3.2大气数据与惯性参考系统（ADIRS）190

8.4卫星导航193

8.4.1 GPS误差193

8.4.2差分GPS194

8.5综合导航196

8.5.1传感器的使用——飞行阶段196

8.5.2 GPS覆盖的进近程序197

8.5.3 GPS接收机类别197

8.5.4飞行管理系统198

8.5.5 FMS控制与显示单元（FMS CDU）201

8.5.6 FMS程序207

8.5.7新航行系统（FANS）211

8.5.8地形回避与告警系统（TAWS）211

8.5.9近地告警系统与增强型近地告警系统（GPWS与EGPWS）211

参考文献213

第9章 飞行控制系统214

9.1飞行控制功能的相互关系214

9.2飞行控制——参照系215

9.3飞行控制系统216

9.3.1机械备份217

9.3.2飞行控制操纵装置217

9.3.3飞行控制与监控要求220

9.3.4空中客车FBW基本原理221

9.3.5波音777飞行控制系统225

9.3.6波音777的PFCS顶层概况231

9.3.7自动驾驶仪飞行指示系统（AFDS）232

9.3.9自动驾驶仪模式236

9.3.9综合自动驾驶仪系统——波音777 AFDS239

9.3.10自动着陆240

9.4飞行管理系统241

9.5飞行参数记录仪242

9.6未来的系统——空中客车A3.80 FB W243

参考文献245

第10章 发动机和机电系统247

10.1发动机系统247

10.1.1发动机指示系统247

10.1.2现代民机的发动机控制248

10.2空气和环境控制系统250

10.2.1引气251

10.2.2环控系统252

10.2.3座舱增压255

10.3燃油系统257

10.3.1燃油系统特性257

10.3.2燃油系统部件258

10.3.3民机综合燃油系统259

10.4液压系统264

10.4.1液压系统应用264

10.4.2应急液压源266

10.4.3民用运输机比较267

10.4.4起落架系统270

10.5中央维护系统272

10.5.1空中客车A330/A340中央维护系统273

10.5.2波音777飞机中央维护计算系统276

10.6空中娱乐系统277

10.6.1空中娱乐系统（IFE ）277

10.6.2罗克韦尔·柯林斯公司I2S279

参考文献282

第11章 系统综合283

11.1系统综合的优点284

11.2系统综合的缺点285

11.3开放式系统结构286

11.4 IMA机箱的定义：第一代、第二代和第三代方案287

11.4.1第一代IMA288

11.4.2第二代IMA288

11.4.3第三代IMA289

11.4.4 IMA应用案例289

参考文献299

第12章 未来空中航行系统300

12.1通信300

12.1.1空-地VHF数据链301

12.1.2空-地SATCOM卫星通信302

12.1.3 HF数据链302

12.1.4 8.33 kHz VHF语音通信302

12.2导航302

12.2.1定义导航性能的传统方式302

12.2.2所需导航性能的区域导航（RNP RNAV）306

12.2.3欧洲的区域导航（RNAV）标准307

12.2.4缩小的最小垂直间隔（RVSM）310

12.2.5 RVSM的实施312

12.2.6增强型差分GPS313

12.2.7有保护功能的仪表着陆系统（ILS）设备314

12.2.8微波着陆系统（MLS）的引入314

12.2.9极地航线314

12.3监视314

12.3.1空中交通告警和防撞系统（TCAS ）315

12.3.2 S模式ATC315

12.3.3自动相关监视-地址模式（ADS - A ）315

12.3.4自动相关监视-广播模式（ADS - B ）315

12.4直飞航路316

12.4.1对飞行管理系统（FMS）的要求317

12.4.2波音公司的FANS 1实施方案317

12.4.3空中客车公司的FANS - A实施方案318

12.4.4高精度进近318

参考文献320

第13章 民用飞机转军用的改装322

13.1航空电子设备和任务系统的接口323

13.2导航和飞行管理325

13.3导航辅助设备326

13.4驾驶舱显示器327

13.5通信328

13.6飞机系统328

13.7应用329

13.7.1人员、物资和车辆的运输329

13.7.2空中加油329

13.7.3海上巡逻330

13.7.4空中预警333

13.7.5对地监视333

13.7.6电子战334

13.7.7空中教室334

13.7.8试验靶场目标／安保飞机334

参考文献335