仪表飞行课程PPT.ppt

1,仪表飞行课程,2,飞行仪表介绍1.1 介绍,当仪表显示的精确程度使飞行员不需要持续对地面进行目视观察时，飞机也随之成为了一种更加实用的运输方法飞行仪表对于安全飞行非常重要，飞行员必须对仪表有全面的认识目视飞行规则（VFR）下所需要的基本飞行仪表包括空速表（ASI）、高度表、磁罗盘 除了这些，仪表飞行规则下（IFR）所需要的仪表还包括陀螺转弯率指示器、侧滑指示器、可调节气压的高度表、时钟、陀螺俯仰坡度指示器（地平仪）以及陀螺方向指示器（陀螺半罗盘或者其他相同效果的设备） 在仪表气象条件（IMC）下飞行的飞机都配备了能够提供姿态和方向基准的仪表借助于导航设备，飞机可以在有限的或没有外部目视参考的条件下，完成起飞到着陆的精密飞行本部分涉及到的仪表都是CCAR-91 部要求使用的设备，它们分为3 组：全静压仪表、罗盘系统和陀螺仪表本章在最后讨论了仪表飞行规则（IFR）下飞行前准备中，这些系统的注意事项本章还对其它一些航空电子设备进行了系统的介绍，例如电子飞行信息系统（EFIS）、近地警告系统（GPWS）、地形提示和警告系统（TAWS）、空中交通预警与防撞系统（TCAS）、平视显示器（HUD）等等。

这些系统正越来越多地运用在通用飞机上3,1.2 全静压系统,动压或冲压空气压力是通过一个开口的管子直接指向飞机周围的相对气流而测量得出的这个管子就叫皮托管皮托管连接到使用动压来工作的飞行仪表上，例如空速表（ASI）4,1.2.1 静压一些仪表依赖周围静止的大气压力来测量飞机的高度以及水平或垂直运动的速度这种压力叫做静压，它是通过飞机外部的一个或多个位置的静压孔采样来获得的在某些飞机上，空气在电加热皮托静压头一侧的静压孔取样其它飞机通过位于机身或垂直尾翼上的静压孔获得静压试飞证明，静压孔周围的空气不会受到扰动静压孔通常成对出现，安装在飞机的两侧这两个位置可以防止由于飞机的横向运动而导致静压指示错误静压孔周围的区域可以使用电加热原件以防止积冰导致空气入口堵塞在大多数飞机的仪表面板上都能找到三个靠压力工作的基本仪表它们分别是气压式高度表、空速表（ASI）和升降速度表（VSI）这三个仪表接收到的压力都是由飞机的全静压系统测得的5,1.2.2 有关堵塞的问题,皮托管对堵塞特别敏感，特别是由于结冰而引起的堵塞问题皮托管的入口是冲压空气进入全静压系统的地方，轻微的结冰都可以将其堵塞并影响空速表，这也是为什么大多数飞机会装备皮托管加热系统的原因。

6,1.3 全静压仪表1.3.1 气压式高度表,气压式高度表是一种膜盒式气压表，用于测量周围大气的绝对压力，并以英尺或米制单位来显示在一个所调定的压力面之上的高度7,1.3.1.1 工作原理,气压式高度表里面的敏感原件是真空波状铜质膜盒压力传感器组来自静压源的静压（大气压力）作用在膜盒外，静压变化时，膜盒产生变形膜盒的变形量经传动机构带动指示器的指针转动，指示出了相应的高度10000 英尺以下，在仪表上可以看到一块斑马线区域（黑白相间的条纹窗） 高于这个高度时这个斑马线区域开始被覆盖，直到高于15000 英尺时，所有的斑马线都被覆盖了高度表的另一种形态为滚动显示仪表图3-5这些仪表只有一根指针，每1000 英尺转一圈 每个数字代表100 英尺，每一小格代表20 英尺滚动显示高度表以1000 英尺为单位，该设备通过相连的机械装置来驱动指针对这种类型的高度表进行读数时，首先要读取滚动窗上显示的数值，获得千英尺数，然后观察指针读数得到百英尺及以下的读数8,气压式高度表配有可调节的气压刻度，允许飞行员在测量高度时调定基准气压气压刻度显示在一个被称为高度表气压调定窗的小窗口内飞行员可以使用仪表上的旋钮来调节刻度。

刻度表的范围从28.00 到31.00 英寸汞柱（Hg）或者948 到1050 百帕飞行员可以通过转动旋钮来改变气压刻度以及高度表指针在5000 英尺以下，标准的气压递减率为：气压刻度每改变1Hg，则指针指示改变1000英尺当气压刻度调节到29.92或者1013.25 百帕，指针指示的是标准气压高度将气压刻度调整到当地的修正气压值，则高度表指示当前海平面气压高度（修正气压高度）鼓形机载高度计简图，在左下角和右下角可见科尔斯曼窗口,9,图示展示了一个具有三根指针的灵敏航空高度计显示当前高度为10,180英尺,,10 000 ft,,1000 ft,100 ft,,,29.9mmHg,10,1.3.1.4 固有式误差 当在空中的飞机周围温度高于标准大气时，空气密度相对较小，每个气压面之间的垂直距离较大当飞机在高度表指示5000 英尺时，此时气压面的实际高度高于在标准温度条件下指示5000 英尺的高度 ，因此飞机的实际高度也就比相对较冷的标准温度条件下的高度高当飞机周围温度低于标准大气时，空气密度相对较大，每个气压面之间的垂直距离较小当飞机在高度表指示5000 英尺时，此时气压 面的实际高度低于在标准温度条件下指示5000 英尺的高度，因此飞机的实际高度也就比相对较热的标准温度条件下的高度低。

1.3.1.3 机械式误差 飞行员在起飞前检查时应确定高度表的工作状况，将气压刻度盘调到当地的修正气压值此时高度表应该指示机场的实际标高如果高度表的指示偏离实际标高超过75 英尺，则仪表应该送到指定的仪表维修站来重新进行校准不同的外界温度以及不同的气压也会造成高度表的显示不准确1.3.1.2 高度表的误差 气压式高度表的设计是符合标准状况下气压的标准变化规律的，但是大多数飞行都会由于非标准的飞行条件而产生误差，飞行员必须对这些指示进行相应的修正其误差有两种类型：机械式和固有式11,12,1.3.1.5 寒冷天气条件下高度表的误差,在国际标准大气（ISA）条件下，正确校准后的气压式高度表指示的是在平均海平面（MSL）之上的真实高度非标准气压条件下应使用当地修正气压来进行校准如果当时温度高于ISA，真实高度将高于指示高度，如果当时温度低于ISA，真实高度将低于指示高度当温度低于ISA 温度时，真实高度与指示高度之间的不一致可能会导致飞机的越障高度不够英文的口诀叫作：High to Low, warm to cold, watch below!,13,在温度极低的情况下，飞行员需要参考增加适当的温度修正量，使用表中标注的IFR 高度以保证在以下限制 条件下的地形及越障高度： 由空中交通管制（ATC）特别指定的高度不需要修正，例如“保持5000 英尺”。

如果飞行员确定较低的温度可能会导致离地或者距离障碍物高度不够，飞行员可以拒绝该指定高度 如果使用了图表上标注的IFR 高度进行温度修正（例如程序转弯高度，最后进近定位点高度等），飞行员必须就此修正咨询ATC14,1.3.2 ICAO 低温误差表,由于低温引起的高度表误差可能会影响越障高度，因此当温度比标准温度低很多时，飞 行员需要高度重视这个误差在极冷的温度下飞行时，飞行员可能需要抬高最低安全高度，并且在正常最低标准的基础上相应地增加云高当飞行在安全高度较低的区域时，由于低温使其实际离地高度更低，因此飞行员需要相应地选择更高的高度，才能保证安全大多数带有大气数据计算机的飞行管理系统（FMS）会对低温误差进行补偿这些补偿可以自动进行，这样飞行员可以清楚地掌握周围环境如果通过FMS 或者人工进行了补偿，必须通知ATC 飞机没有在指定高度上飞行否则，可能会减小与其他飞机间的垂直间隔，从而造成危险图上的表格，出自国际民航组织（ICAO）的标准规则，图中显示了在温度非常低的条件下，仪表会存在多大的误差使用该表时，在左侧栏查找报告温度，然后根据最上面一行的机场/报告点之上的高度即从最后进近定位点（FAF）高度中减去机场标高。

左侧栏与顶行项目的交叉处为可能的误差值例如：报告温度为零下10 摄氏度，FAF 为机场标高之上500 英尺根据报告的当前高度表调定值，飞机最多低于高度表指示高度50 英尺 当使用低温误差表时，高度误差与报告点标高之上的高度以及报告点温度成正比对于IFR 进近程序，报告点标高假设为机场标高飞行员必须明白，修正基于报告点温度，不是飞机在当前高度所遵守的温度，高度方面以报告点之上的高度为准而不是标注的IFR 高度15,为了看清楚如何使用修正，注意：机场标高496 英尺机场温度 零下 50 摄氏度IFR 进近图提供以下数据： 最小程序转弯高度 1800 英尺 最低 FAF 穿越高度1200 英尺 直线最低下降高度800 英尺 盘旋 MDA 1000 英尺 使用 1800 英尺的最低程序转弯高度来举例，来介绍一下如何确定相应的温度修正通 常，将高度值四舍五入到百位英尺使用最接近高度图上1800 英尺的程序转弯高度减去机 场标高500 英尺等于1300 英尺1300 英尺的高度差异在修正航图标高1000 英尺以及1500 英尺之间报告点温度为-50 摄氏度，修正值在300 英尺以及450 英尺之间。

补偿值之间的 差值除以机场之上高度之间的差值得出每英尺的误差值 本例中，150 英尺除以500 英尺等于0.33 英尺即每1000 英尺之上高度每增加1 英尺 补偿0.33 英尺前1000 英尺提供300 英尺的修正，每增加0.33 乘以300 英尺，为99 英 尺四舍五入即为100 英尺300 英尺加上100 英尺等于400 英尺的总的温度修正对于给 定的情况下，对MSL 之上1800 英尺（等于1300 英尺报告点之上的高度）的标注值进行修 正，则需要增加400 英尺因此，在指示高度2200 英尺上飞行时，飞机实际上在1800 英 尺高度上飞行 最小程序转弯高度 标注的 1800 英尺=修正的2200 英尺 最低 FAF 穿越高度 标注的1200 英尺=修正的1500 英尺 直线 MDA 标注的 800 英尺=修正的900 英尺 盘旋 MDA 标注的1000 英尺=修正的1200 英尺,16,1.3.3 高度表上的非标准气压,由于大气压力不是恒定的，因此保持当前高度表设定值非常重要既在一个位置时其他可能高于不远处某个位置的气压值以飞机高度表调定值在当地气压1013.25 百帕为例随着飞机进入低压区域，飞行员没有重新调定高度表调定值（一定要将高度表调至当地气压），然后随着压力的降低，指示高度逐渐降低。

调整高度表调定值来进行补偿当高度表显示指示高度5000英尺，A 点的真实高度（高于平价海平面高）实际上仅为B 点的3500 英尺事实上高度指示由于并不总是指示真实值，因此并不适合用来记忆，“当从高温到低温或者从高到低飞行时，要向外看看下面”17,1.3.4 高度表的改进（编码高度表）,空域系统中如果只有飞行员有飞机高度指示是远远不够的，地面上的空中交通管制员必须清楚地知道飞机的高度为了提供这一信息，通常为飞机配备编码高度计当 ATC 应答机调定在C 模式，编码高度表提供一系列识别飞机所在飞行高度的脉冲信号给应答机（以100 英尺开始递增） 这一系列脉冲发送到地面雷达并以文字的形式出现在管制员的屏幕上通过该应答机可以使地面管制员识别该飞机并确定飞机所在位置的压力高度编码高度计中的计算机以1013.25 百帕为基准测量气压，并将该数值发送给应答机当飞行调整气压刻度表到当地高度表调定值，发送给应答机的数据不会受影响这样可以保证所有使用方式C 模式的飞机使用相同的气压标准来发送数据ATC 设备调整显示的高度来补偿当地气压差异，从而保证显示目标的正确高度91 部要求应答机发送的高度误差应在仪表指示高度125 英尺范围内。

18,1.3.5 减少的最小垂直间隔（RVSM）,低于 31000 英尺，飞行高度之间必须保持至少1000 英尺间隔飞行高度层（FL）通常从18000 英尺开始，该位置气压值为1013.25 百帕或者更大所有飞机在18000 英尺或者更高。