飞机客舱显示屏(飞机驾驶舱显示屏)
今年5月,国外某航空仪表公司宣布,已研发出适用于多种飞机型号的机载防撞系统。该系统可以有效检测飞机周围环境的变化,并在航空仪表板上显示各种符号和颜色,以最佳解决方案帮助飞机避免危险。
仪表作为战斗机飞行状态信息的真正“记录者”,可以指导飞行员在各种飞行环境下做出正确的判断和操作,为安全飞行提供有力支撑。第一次世界大战以来,随着科学技术的飞速发展,航空仪表不断更新迭代,逐渐从最早的机械仪表发展到电子综合显示仪表。
航空仪器虽然体积小,但其设计制造要求极其精密,其关键核心技术考验着一个国家航空电子工业的制造水平。从世界角度看航空仪表的发展,其核心功能是什么?制造上有哪些难点?后期如何保养?请阅读本文,为您一一讲解。
记录信息脉冲——
“一表多用”一目了然
现代战斗机逐渐向高速、高机动性和多任务能力发展,飞行环境也日益复杂。如何在复杂的飞行条件下准确掌握战机的飞行状态,航空仪表的作用至关重要。
早期,人类飞行还处于探索阶段,科学家并没有为战斗机设计专门的仪器。莱特兄弟首次飞行时,“飞行员一号”飞机只有秒表、风速计和转速计,只能反馈极其简单的飞行参数,需要飞行员根据自己的经验来判断飞行状态的变化。
战争催生了新的装备。第一次世界大战期间,英国S.E.5战斗机上安装了三种类型的专用飞行仪表和四种类型的发动机仪表。但飞行员对飞行环境的观察仍主要依靠目视观察,仪表仅起到辅助飞行的作用,功能十分有限,并没有起到太大的实质性作用。
这种飞行方式并没有持续多久。随着战斗机的飞行速度和高度不断提高,科学家发现飞行员仅依靠肉眼观察很难在短时间内判断飞行状态,并遭遇大雾、雷暴等恶劣天气。有时,甚至可能因误判而发生飞行事故。他们意识到仪器飞行迫在眉睫。
1929年,航空仪表终于迎来了它的“高光”时刻。美国飞行员杜立特用帆布覆盖驾驶舱,完全根据仪表数据进行飞行测试,无法看到外部飞行环境。这次“遮盖”仪表飞行是一个奇迹,也是航空技术发展史上新的里程碑。
这一时期的仪器仪表主要是机械式和电气式。由于技术能力的限制,灵敏度低、示值误差大、抗震稳定性差等问题逐渐暴露出来,迫使科学家们绞尽脑汁,开始新一轮的研究。创新工作。
20世纪50年代,航空仪器发展到第二代,出现了各种机电伺服航空仪器和传感器,故障率更小,精度更高,传输信号更强。
不过,第二代航空仪表也暴露了一个致命问题——,随着机载设备的不断增多,仪表数量大幅增加,仪表板变得拥挤,给飞行员读取数据造成了很大干扰。因此,将功能相关的仪表巧妙地结合起来,已成为航空仪表发展的必然趋势。
“一表多用”的理念很快被运用到第三代仪器的研发中。不久之后,以综合罗盘指示器、综合地平仪为代表的机电一体化仪器成功推出,并一直使用到20世纪60年代末。
科技带来变革,航空仪器仪表的科技潮流此时萌芽。随着电子技术的飞速发展,液晶显示器、发光二极管等新型光电元件相继出现,航空仪表技术已进入第四代。基于“一只手表,多种功能”的第三代理念,科学家通过信息数据整合研发出电子显示屏,并逐渐成为仪表板上的新主角。例如,美军的F-35战斗机首次采用了大尺寸、多功能触摸式彩色液晶显示屏,飞行员可以“一目了然”看到各种关键信息。
先进的屏幕显示技术,使航空仪表成为战斗机上最精密、最昂贵的装备之一,也成为判断战斗机先进性的重要标志。
仪器遇见“黑科技”——
引领时代的“潮品”
随着战斗机性能迭代提升,飞行员需要掌握的飞行参数越来越多,这对航空仪表的输出功能提出了更高的要求。
现代航空仪器有许多“家族”。按其功能可分为四类:——指示战斗机飞行参数的飞行仪表、检测发动机工作状态的发动机仪表、指示飞机相对于地球位置的导航仪表、以及指示战斗机运行和空调的指示器。动力液压系统运行状态仪表。
这些仪器协同工作,可以提供大量的飞行数据。“超级大黄蜂”战机的显示屏可以呈现62种画面和600多种不同符号,1000多种信息的排列组合为战机的飞行安全提供了重要保障。
作为战斗机飞行数据真正的“记录器”,仪器最重要的功能之一就是保证显示参数的准确性。现代航空仪器集成了传感技术、量子力学技术、智能技术等一系列“黑科技”,已成为战斗机的核心系统之一。
以陀螺仪为例。它是战斗机上最复杂、技术最先进的仪器之一。它可以为飞行员提供飞机精确的方位、俯仰、位置、速度等一系列信息。其重要性不言而喻。陀螺仪自诞生以来,其研发和制造工艺一直都是前沿的核心技术。目前,世界上只有少数国家具备陀螺仪研发和制造能力。
早期的陀螺仪多为机械陀螺仪,后来发展为光学陀螺仪。为了满足航空装备性能监测的需要,各种先进技术被应用到陀螺仪的研发中。经过科学家多年的研究,一种名为微机电系统(MEMS)的陀螺仪成功诞生。
顾名思义,“微”系统将传感器、信号处理和电路等一系列组件集成到一个小系统中。它具有智能化、小型化、集成化等诸多优点。非常适合批量生产,很快就流行起来。深受各国军工企业青睐。
那么,MEMS陀螺仪是如何生产的呢?
以国外MEMS陀螺仪为例。它与大多数人想象中的“陀螺”形状不同。它结合了先进的微电子技术和微机械加工技术,采用半导体生产中成熟的工艺流程,通过制作电路、键合、退火等一系列工艺,将机械器件和电子电路集成在几乎与芯片尺寸相当的硅芯片上。一个指甲;经过信号测试、校准等一系列严格测试后,即可正式投入使用。
另外,为了防止内部高温高湿和一些高速飞行的污染物进入,设计者通常会选择密封圈、胶管等材料,通过密封、焊接等工艺对产品进行密封,以延长其使用寿命。防止材料腐蚀。
MEMS陀螺仪不仅在战斗机等军事领域大显身手,也广泛应用于智能手机、智能驾驶、无人机等民用领域。随着人类对智能电子设备的需求不断增加,MEMS陀螺仪逐渐成为引领时代的“潮流产品”。
从“疑似”到“确诊”——
战斗机健康的“晴雨表”
航空仪表作为飞行员的“得力助手”,在战争中发挥着极其重要的作用。然而,航空仪器的作用远不止于此。回到地面后,仪器再次变身,成为战斗机维修人员调试战斗机的重要工具。可以说,它是战斗机健康状况的“晴雨表”。
在大修厂里,当战斗机进入总装调试阶段时,“战斗机医生”经常根据仪器显示的参数对异常指标进行调试和修复。战斗机想要重返天空,必须得到仪器“同意”后,才能办理“出院”手续。
显然,无论是飞行员还是维修人员都必须根据航空仪表反馈数据来判断战斗机的性能状态。如果航空仪表本身“带病上班”,就会提供错误的参数,飞机就会按照错误的参数进行调试和操作,很容易导致重大事故。
在这种情况下,保证航空仪表的“健康”就显得尤为重要。现代航空仪器结构复杂、电路精密,极易因元件老化、运输颠簸等原因而出现故障。与机械系统不同,电路信号看不见、摸不着,确定“病变”的位置极其困难,给维护工作带来了难题。这是一个不小的挑战。
在实际应用过程中,科研人员和维修人员从未停止过对航空仪器维修方法的探索。在长期的实践和探索中,逐渐形成了系统的维护方法,可概括为以下三个步骤:
第一步是重现故障。当航空仪表出现故障时,为了快速、准确地识别故障信息,维修人员通常会模拟电子仪表的正常工作环境,还原故障现场,查找“故障原因”,防止“误诊”。”的发生。
第二步是隔离故障。维修人员在对“故障原因”进行初步判断和分析后,会对疑似问题进行识别和隔离,并切断与其他部件的联系,避免局部故障造成更大的“并发症”。在隔离区域,维护人员将逐步排查,进一步缩小“患病”范围。
第三步,排除故障。缩小“状况”范围后,根据仪表的工艺特点、内部结构、故障表现等进行全面排查。维修人员通过更换元件、检查电路焊点等方式将“怀疑”变为“确认”,并采取有针对性的措施。性“治疗”直至故障完全消除。
故障消除是否意味着战机恢复健康?当然不是。
为了确保万无一失,在战斗机起飞前,维修人员和飞行员必须对仪器设备进行重新测试和调试,对各种隐患进行一一排查。经过一系列“复检”,各项指标全部合格后,战斗机才能顺利出厂。