飛機客艙顯示屏(飛機駕駛艙顯示屏)
今年5月，國外某航空儀表公司宣布，已研發(fā)出適用于多種飛機型號的機載防撞系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以有效檢測飛機周圍環(huán)境的變化，并在航空儀表板上顯示各種符號和顏色，以最佳解決方案幫助飛機避免危險。
儀表作為戰(zhàn)斗機飛行狀態(tài)信息的真正“記錄者”，可以指導飛行員在各種飛行環(huán)境下做出正確的判斷和操作，為安全飛行提供有力支撐。第一次世界大戰(zhàn)以來，隨著科學技術的飛速發(fā)展，航空儀表不斷更新迭代，逐漸從最早的機械儀表發(fā)展到電子綜合顯示儀表。
航空儀器雖然體積小，但其設計制造要求極其精密，其關鍵核心技術考驗著一個國家航空電子工業(yè)的制造水平。從世界角度看航空儀表的發(fā)展，其核心功能是什么？制造上有哪些難點？后期如何保養(yǎng)？請閱讀本文，為您一一講解。
記錄信息脈沖——
“一表多用”一目了然
現(xiàn)代戰(zhàn)斗機逐漸向高速、高機動性和多任務能力發(fā)展，飛行環(huán)境也日益復雜。如何在復雜的飛行條件下準確掌握戰(zhàn)機的飛行狀態(tài)，航空儀表的作用至關重要。
早期，人類飛行還處于探索階段，科學家并沒有為戰(zhàn)斗機設計專門的儀器。萊特兄弟首次飛行時，“飛行員一號”飛機只有秒表、風速計和轉速計，只能反饋極其簡單的飛行參數(shù)，需要飛行員根據(jù)自己的經驗來判斷飛行狀態(tài)的變化。
戰(zhàn)爭催生了新的裝備。第一次世界大戰(zhàn)期間，英國S.E.5戰(zhàn)斗機上安裝了三種類型的專用飛行儀表和四種類型的發(fā)動機儀表。但飛行員對飛行環(huán)境的觀察仍主要依靠目視觀察，儀表僅起到輔助飛行的作用，功能十分有限，并沒有起到太大的實質性作用。
這種飛行方式并沒有持續(xù)多久。隨著戰(zhàn)斗機的飛行速度和高度不斷提高，科學家發(fā)現(xiàn)飛行員僅依靠肉眼觀察很難在短時間內判斷飛行狀態(tài)，并遭遇大霧、雷暴等惡劣天氣。有時，甚至可能因誤判而發(fā)生飛行事故。他們意識到儀器飛行迫在眉睫。
1929年，航空儀表終于迎來了它的“高光”時刻。美國飛行員杜立特用帆布覆蓋駕駛艙，完全根據(jù)儀表數(shù)據(jù)進行飛行測試，無法看到外部飛行環(huán)境。這次“遮蓋”儀表飛行是一個奇跡，也是航空技術發(fā)展史上新的里程碑。
這一時期的儀器儀表主要是機械式和電氣式。由于技術能力的限制，靈敏度低、示值誤差大、抗震穩(wěn)定性差等問題逐漸暴露出來，迫使科學家們絞盡腦汁，開始新一輪的研究。創(chuàng)新工作。
20世紀50年代，航空儀器發(fā)展到第二代，出現(xiàn)了各種機電伺服航空儀器和傳感器，故障率更小，精度更高，傳輸信號更強。
不過，第二代航空儀表也暴露了一個致命問題——，隨著機載設備的不斷增多，儀表數(shù)量大幅增加，儀表板變得擁擠，給飛行員讀取數(shù)據(jù)造成了很大干擾。因此，將功能相關的儀表巧妙地結合起來，已成為航空儀表發(fā)展的必然趨勢。
“一表多用”的理念很快被運用到第三代儀器的研發(fā)中。不久之后，以綜合羅盤指示器、綜合地平儀為代表的機電一體化儀器成功推出，并一直使用到20世紀60年代末。
科技帶來變革，航空儀器儀表的科技潮流此時萌芽。隨著電子技術的飛速發(fā)展，液晶顯示器、發(fā)光二極管等新型光電元件相繼出現(xiàn)，航空儀表技術已進入第四代?；凇耙恢皇直?，多種功能”的第三代理念，科學家通過信息數(shù)據(jù)整合研發(fā)出電子顯示屏，并逐漸成為儀表板上的新主角。例如，美軍的F-35戰(zhàn)斗機首次采用了大尺寸、多功能觸摸式彩色液晶顯示屏，飛行員可以“一目了然”看到各種關鍵信息。
先進的屏幕顯示技術，使航空儀表成為戰(zhàn)斗機上最精密、最昂貴的裝備之一，也成為判斷戰(zhàn)斗機先進性的重要標志。
儀器遇見“黑科技”——
引領時代的“潮品”
隨著戰(zhàn)斗機性能迭代提升，飛行員需要掌握的飛行參數(shù)越來越多，這對航空儀表的輸出功能提出了更高的要求。
現(xiàn)代航空儀器有許多“家族”。按其功能可分為四類：——指示戰(zhàn)斗機飛行參數(shù)的飛行儀表、檢測發(fā)動機工作狀態(tài)的發(fā)動機儀表、指示飛機相對于地球位置的導航儀表、以及指示戰(zhàn)斗機運行和空調的指示器。動力液壓系統(tǒng)運行狀態(tài)儀表。
這些儀器協(xié)同工作，可以提供大量的飛行數(shù)據(jù)?！俺壌簏S蜂”戰(zhàn)機的顯示屏可以呈現(xiàn)62種畫面和600多種不同符號，1000多種信息的排列組合為戰(zhàn)機的飛行安全提供了重要保障。
作為戰(zhàn)斗機飛行數(shù)據(jù)真正的“記錄器”，儀器最重要的功能之一就是保證顯示參數(shù)的準確性。現(xiàn)代航空儀器集成了傳感技術、量子力學技術、智能技術等一系列“黑科技”，已成為戰(zhàn)斗機的核心系統(tǒng)之一。
以陀螺儀為例。它是戰(zhàn)斗機上最復雜、技術最先進的儀器之一。它可以為飛行員提供飛機精確的方位、俯仰、位置、速度等一系列信息。其重要性不言而喻。陀螺儀自誕生以來，其研發(fā)和制造工藝一直都是前沿的核心技術。目前，世界上只有少數(shù)國家具備陀螺儀研發(fā)和制造能力。
早期的陀螺儀多為機械陀螺儀，后來發(fā)展為光學陀螺儀。為了滿足航空裝備性能監(jiān)測的需要，各種先進技術被應用到陀螺儀的研發(fā)中。經過科學家多年的研究，一種名為微機電系統(tǒng)（MEMS）的陀螺儀成功誕生。
顧名思義，“微”系統(tǒng)將傳感器、信號處理和電路等一系列組件集成到一個小系統(tǒng)中。它具有智能化、小型化、集成化等諸多優(yōu)點。非常適合批量生產，很快就流行起來。深受各國軍工企業(yè)青睞。
那么，MEMS陀螺儀是如何生產的呢？
以國外MEMS陀螺儀為例。它與大多數(shù)人想象中的“陀螺”形狀不同。它結合了先進的微電子技術和微機械加工技術，采用半導體生產中成熟的工藝流程，通過制作電路、鍵合、退火等一系列工藝，將機械器件和電子電路集成在幾乎與芯片尺寸相當?shù)墓栊酒?。一個指甲；經過信號測試、校準等一系列嚴格測試后，即可正式投入使用。
另外，為了防止內部高溫高濕和一些高速飛行的污染物進入，設計者通常會選擇密封圈、膠管等材料，通過密封、焊接等工藝對產品進行密封，以延長其使用壽命。防止材料腐蝕。
MEMS陀螺儀不僅在戰(zhàn)斗機等軍事領域大顯身手，也廣泛應用于智能手機、智能駕駛、無人機等民用領域。隨著人類對智能電子設備的需求不斷增加，MEMS陀螺儀逐漸成為引領時代的“潮流產品”。
從“疑似”到“確診”——
戰(zhàn)斗機健康的“晴雨表”
航空儀表作為飛行員的“得力助手”，在戰(zhàn)爭中發(fā)揮著極其重要的作用。然而，航空儀器的作用遠不止于此?；氐降孛婧螅瑑x器再次變身，成為戰(zhàn)斗機維修人員調試戰(zhàn)斗機的重要工具?？梢哉f，它是戰(zhàn)斗機健康狀況的“晴雨表”。
在大修廠里，當戰(zhàn)斗機進入總裝調試階段時，“戰(zhàn)斗機醫(yī)生”經常根據(jù)儀器顯示的參數(shù)對異常指標進行調試和修復。戰(zhàn)斗機想要重返天空，必須得到儀器“同意”后，才能辦理“出院”手續(xù)。
顯然，無論是飛行員還是維修人員都必須根據(jù)航空儀表反饋數(shù)據(jù)來判斷戰(zhàn)斗機的性能狀態(tài)。如果航空儀表本身“帶病上班”，就會提供錯誤的參數(shù)，飛機就會按照錯誤的參數(shù)進行調試和操作，很容易導致重大事故。
在這種情況下，保證航空儀表的“健康”就顯得尤為重要?，F(xiàn)代航空儀器結構復雜、電路精密，極易因元件老化、運輸顛簸等原因而出現(xiàn)故障。與機械系統(tǒng)不同，電路信號看不見、摸不著，確定“病變”的位置極其困難，給維護工作帶來了難題。這是一個不小的挑戰(zhàn)。
在實際應用過程中，科研人員和維修人員從未停止過對航空儀器維修方法的探索。在長期的實踐和探索中，逐漸形成了系統(tǒng)的維護方法，可概括為以下三個步驟：
第一步是重現(xiàn)故障。當航空儀表出現(xiàn)故障時，為了快速、準確地識別故障信息，維修人員通常會模擬電子儀表的正常工作環(huán)境，還原故障現(xiàn)場，查找“故障原因”，防止“誤診”。”的發(fā)生。
第二步是隔離故障。維修人員在對“故障原因”進行初步判斷和分析后，會對疑似問題進行識別和隔離，并切斷與其他部件的聯(lián)系，避免局部故障造成更大的“并發(fā)癥”。在隔離區(qū)域，維護人員將逐步排查，進一步縮小“患病”范圍。
第三步，排除故障。縮小“狀況”范圍后，根據(jù)儀表的工藝特點、內部結構、故障表現(xiàn)等進行全面排查。維修人員通過更換元件、檢查電路焊點等方式將“懷疑”變?yōu)椤按_認”，并采取有針對性的措施。性“治療”直至故障完全消除。
故障消除是否意味著戰(zhàn)機恢復健康？當然不是。
為了確保萬無一失，在戰(zhàn)斗機起飛前，維修人員和飛行員必須對儀器設備進行重新測試和調試，對各種隱患進行一一排查。經過一系列“復檢”，各項指標全部合格后，戰(zhàn)斗機才能順利出廠。