本书全面、深入地介绍了现代航空电子系统设计、研製开发、系统集成及其在航空器上的套用技术。内容涵盖航空电子系统基础技术、航空电子体系结构及系统集成开发技术、通信导航和飞行控制技术，内容翔实、结构开放，设计与套用实例相结合，详细分析说明了航空电子的感测器、通信和导航设备、飞行控制系统、导航系统和驾驶舱综合显示等核心组成部分的设计研製，给出了航空电子技术在飞机上套用。叙述由浅入深，难点阐述注重深入浅出，理论联繫实际，引导读者对航空电子系统未来发展产生更新的思想，激发更多学习与研究热情。本书既可作为航空院校相关专业教材，又可供相关工程技术与研究人员参考。

第1章绪论

1.123年以来的进步

1.2波音公司方法和空客公司方法比较

1.3本书内容概括

1.3.1实现支持技术

1.3.2航空电子系统功能

1.3.3驾驶舱

1.4附录

第2章航空电子技术

2.1引言

2.2航空电子技术的发展

2.2.1简介

2.2.2技术发展

2.3航空电子计算

2.3.1航空电子计算机的特性

2.3.2解析度（数位化）0

2.3.3採样率（刷新率）0

2.4数字系统的输入和输出0

2.4.1简介0

2.4.2A/D转换过程0

2.4.3採样率0

2.4.4D/A转换0

2.4.5模拟信号调理0

2.4.6输入信号保护和滤波0

2.4.7模拟信号类型0

2.5二进制算术0

2.5.1二进制表示0

2.5.2二进制加法、减法、乘法和除法0

2.5.3算术逻辑单元0

2.6中央处理器0

2.6.1CPU指令格式0

2.6.2指令执行顺序0

2.6.3扩展的运算元定址模式0

2.7软体0

2.7.1软体简介0

2.7.2彙编和编译0

2.7.3软体工程0

2.7.4软体设计流程保证0

2.7.5语言0

2.7.6面向对象的设计0

2.7.7自动代码生成0

2.7.8实时作业系统0

2.8微处理器0

2.8.1摩尔定律0

2.8.2微处理器在航空航天套用0

2.8.3CPU快取0

2.8.4微控制器0

2.8.5摇摆定律0

2.9存储技术0

2.9.1航空电子期望的存储属性0

2.9.2实用存储技术0

2.9.3存储设备总结0

2.9.4存储器层次结构0

2.10专用积体电路0

2.10.1ASIC的主要类型0

2.10.2现场可程式门阵列0

2.10.3ASIC半定製标準单元设计0

2.10.4设计工具0

2.10.5RTCA-DO-2540

2.11积体电路0

2.11.1逻辑功能0

2.11.2MOS场效应电晶体0

2.11.3IC製造0

2.12积体电路封装0

2.12.1晶片探针和测试0

2.12.2晶片分离和模片固定0

2.12.3焊线0

2.12.4封装0

参考文献0

第3章数据汇流排网路0

3.1简介0

3.2数据数据汇流排基础0

3.2.1数据汇流排概况0

3.2.2数据编码0

3.2.3特性0

3.2.4传输类型0

3.2.5拓扑结构0

3.2.6传输速率0

3.3传输协定0

3.3.1传输协定概述0

3.3.2时隙分配协定0

3.3.3指令/回响协定0

3.3.4令牌传递协定0

3.3.5竞争协定0

3.4ARINC.429汇流排0

3.4.1ARINC.429汇流排概况0

3.4.2ARINC.429体系结构实现0

3.5MIL-STD-1553B汇流排0

3.5.1MIL-STD-1553B汇流排概述0

3.5.2MIL-STD-1553B数据格式0

3.5.3汇流排控制器到远程终端传输协定0

3.5.4远程终端到汇流排控制器传输协定0

3.5.5远程终端到远程终端协定0

3.5.6广播协定0

3.5.7错误管理0

3.6ARINC.629汇流排0

3.6.1ARINC.629概述0

3.6.2ARINC.629协定0

3.6.3ARINC.629汇流排耦合器0

3.6.4ARINC.629体系结构实现0

3.7ARINC.664.Part70

3.7.1ARINC.664概述0

3.7.2乙太网帧格式0

3.7.3网路拓扑结构0

3.7.4冲突避免0

3.7.5虚连线0

3.7.6协定0

3.7.7总结0

3.7.8电缆0

3.8CAN汇流排0

3.8.1CAN汇流排概况0

3.8.2CAN汇流排讯息格式0

3.8.3CAN汇流排变种0

3.9时间触发协定0

3.10光纤数据通信0

3.10.1光纤数据通信的属性0

3.10.2物理层0

3.11数据汇流排总结

3.11.1数据汇流排概况

3.11.2流量管理技术对比

参考文献

第4章系统安全

4.1引言

4.2飞行安全

4.2.1引言

4.2.2飞行安全概述

4.2.3事故原因

4.3系统安全性评估

4.3.1引言

4.3.2关键部门、文档和指南

4.3.3故障分类

4.3.4运行经验

4.3.5安全评估流程

4.4可靠性

4.4.1引言

4.4.2失效机理

4.4.3可靠性和平均故障间隔时间的关係

4.4.4失效机率的评估

4.4.5可靠性管理

4.5有效性

4.5.1引言

4.5.2经典机率论

4.5.3单一体系结构

4.5.4三余度体系结构

4.5.5三通道体系结构及其备份

4.6完整性

4.6.1机内自检测

4.6.2交叉监控

4.7冗余

4.7.1单工体系结构

4.7.2双余度体系结构

4.7.3双命令监控体系结构

4.7.4三余度体系结构

4.7.5四余度体系结构

4.7.6总结

4.8分析方法

4.8.1自顶向下方法

4.8.2自底向上的方法

4.8.3照明系统的例子

4.9其他

4.9.1风险发生时间（风险时间）

4.9.2级联和公共模式故障

4.9.3差异

4.9.4隔离和分区

4.9.5调度有效性

参考文献

第5章航空电子系统体系结构

5.1引言

5.2航空电子系统结构演变

5.2.1体系结构演变的概述

5.2.2分布模拟式体系结构

5.2.3分布数字式体系结构

5.2.4联合数字式体系结构

5.2.5综合模组化体系结构

5.2.6开放系统标準

5.3航空电子系统分区

5.3.1飞机系统的系统

5.3.2ATA分类

5.4航空电子系统结构的例子

5.4.1IMA发展简历

5.4.2A320飞机航空电子系统体系结构

5.4.3B777航空电子系统的体系结构

5.4.4霍尼韦尔EPIC体系结构

5.4.5A380和A350

5.4.6B787

5.5IMA设计原则

5.6虚拟系统

5.6.1虚拟映射介绍

5.6.2实现例子：A380

5.6.3实现例子：B787

5.7分区

5.8IMA容错

5.8.1容错原则

5.8.2数据完整性

5.8.3平台健康管理

5.9网路定义

5.10认证

5.10.1IMA认证理念

5.10.2平台验收

5.10.3主机功能验收

5.10.4成本变化

5.10.5配置管理

5.11IMA标準

参考文献

第6章系统开发

6.1引言

6.1.1系统设计

6.1.2开发过程

6.2系统设计指南

6.2.1主要的机构和文档

6.2.2设计指南和认证技术

6.2.3民用飞机与系统开发指南——SAE.ARP.4754A

6.2.4安全性评估流程执行指南——SAE.ARP.4761

6.2.5机载系统与设备软体认证——RTCA.DO-178C

6.2.6机载电子硬体设计安全指南——RTCA.DO-254

6.2.7综合模组化航空电子设计
指南与认证——RTCA.DO-297

6.2.8美国和欧洲规範的等效性

6.3设计过程相互关係

6.3.1功能危害性评估

6.3.2系统安全性预先评估

6.3.3系统安全性评估

6.3.4公共原因分析

6.4需求的获得与分析

6.4.1自顶向下方法

6.4.2自底向上方法

6.4.3需求获取实例

6.5开发过程

6.5.1产品生命周期

6.5.2概念阶段

6.5.3定义阶段

6.5.4设计阶段

6.5.5製造阶段

6.5.6测试阶段

6.5.7运行阶段

6.5.8退役、改装阶段

6.6开发计画

6.6.1典型的开发计画

6.6.2V形图

6.7延长航程的需求

6.7.1双发延长航程飞行需求

6.7.2设备需求

6.8ARINC规範和详细设计

6.9接口控制

6.9.1接口控制档案

6.9.2飞机级数据汇流排数据

6.9.3系统内部汇流排数据

6.9.4系统内部输入、输出数据

6.9.5燃油组件接口

参考文献

第7章电气系统

7.1电气系统综述

7.1.1引言

7.1.2广阔的发展趋势

7.1.3典型的民用电气系统

7.2电气发电机

7.2.1发电机控制功能

7.2.2直流发电控制

7.2.3交流发电控制

7.3电源馈电与保护

7.3.1电源系统的层次

7.3.2电气系统的配置

7.3.3电气负载保护

7.3.4电能的转换

7.4应急电源

7.4.1冲压空气涡轮

7.4.2永磁发电机

7.4.3备用系统

7.4.4蓄电池

7.5电气系统体系结构

7.5.1A320电气系统

7.5.2B777电气系统

7.5.3A380电气系统

7.5.4B787电气系统

7.6飞机布线

7.6.1飞机断路器

7.6.2线束的定义

7.6.3布线

7.6.4电缆尺寸

7.6.5飞机电气信号种类

7.6.6电气隔离

7.6.7飞机电缆和连线件的特性

7.6.8双绞线和四绞线的使用

7.7电气安装

7.7.1温度和散热

7.7.2电磁干扰

7.7.3雷击

7.8连线和接地

7.9信号调理

7.9.1信号种类

7.9.2信号调理

7.10中央维护系统

7.10.1A330、A340中央维护系统

7.10.2B777中央维护系统

参考文献

第8章感测器

8.1引言

8.2大气数据系统

8.2.1大气数据参数

8.2.2压力感测器

8.2.3温度感测器

8.2.4压力数据的使用

8.2.5场压装定

8.2.6大气数据计算机

8.2.7气流方向探测器

8.2.8完整的飞机动静压系统

8.3磁感测器

8.3.1磁场的组成

8.3.2磁偏

8.3.3磁航向参考系统

8.4惯性导航系统

8.4.1位置陀螺仪

8.4.2速率陀螺仪

8.4.3加速度计

8.4.4惯性参考系

8.4.5平台校準

8.4.6万向平台

8.4.7捷联导航系统

8.5大气惯导组合系统

8.5.1複合系统的发展

8.5.2B777套用举例

8.5.3ADIRS数据集

8.5.4进一步的系统综合

8.6雷达感测器

8.6.1雷达高度表

8.6.2气象雷达

参考文献

第9章通信和导航设备

9.1引言

9.1.1射频频谱介绍

9.1.2设备

9.1.3天线

9.2通信

9.2.1简单的调製技术

9.2.2高频通信

9.2.3甚高频通信

9.2.4卫星通信

9.2.5空中交通管制发射应答器

9.2.6空中交通告警与防撞系统

9.3地面导航设备

9.3.1全向信标

9.3.2甚高频全向信标

9.3.3测距仪

9.3.4塔康

9.3.5VOR/TAC

9.4着陆系统

9.4.1仪表着陆系统

9.4.2微波着陆系统

9.4.3基于GNSS系统

9.5空间导航系统

9.5.1全球定位系统

9.5.2格洛纳斯卫星导航系统

9.5.3伽利略卫星导航系统

9.5.4北斗卫星导航系统

9.5.5差分全球定位系统

9.5.6广域增强系统

9.5.7局域增强系统

9.6通信控制系统

参考文献

第10章飞行控制系统

10.1飞行控制原理

10.1.1参照系

10.1.2典型飞行控制面

10.2飞行控制原理

10.2.1飞行控制功能的相互关係

10.2.2飞行机组接口

10.3飞行控制作动

10.3.1传统线性驱动

10.3.2线性作动器的手动和自动输入

10.3.3螺旋驱动

10.3.4集成作动组件

10.3.5FBW和直接电气链路

10.3.6电液作动器

10.3.7机电作动器

10.3.8作动器套用

10.4电传飞行控制原理

10.4.1电传飞行控制概述

10.4.2典型的操作模式

10.4.3波音公司和空客公司理念

10.5B777飞行控制系统

10.5.1顶层主飞行控制系统

10.5.2作动器控制装置接口

10.5.3俯仰和偏航通道概述

10.5.4通道控制逻辑

10.5.5系统集成概述

10.6空客飞机飞行控制系统

10.6.1空客飞机FBW发展

10.6.2A320电传飞行控制系统

10.6.3A330、A340电传飞行控制系统

10.6.4A380电传飞行控制系统

10.7自动驾驶飞行指引系统

10.7.1自动驾驶原理

10.7.2与驾驶舱的相互关係

10.7.3自动着陆

10.8飞行数据记录器

10.8.1飞行数据记录原理

10.8.2数据记录的环境

10.8.3未来需求

参考文献

第11章导航系统

11.1导航原理

11.1.1导航基础

11.1.2陆基助航设备

11.1.3大气数据和惯性导航

11.1.4全球导航卫星系统

11.1.5飞行技术误差——水平导航

11.1.6飞行技术误差——垂直导航

11.2飞行管理系统

11.2.1飞行管理系统原理

11.2.2FMS人-机接口——导航显示

11.2.3FMS人-机接口——控制和显示单元

11.2.4FMS功能

11.2.5FMS程式

11.2.6标準仪表离场

11.2.7航路程式

11.2.8标準进场航线

11.2.9ILS进近

11.2.10典型FMS架构

11.3电子飞行包

11.3.1EFB功能

11.3.2EFB实现

11.4空中交通管理

11.4.1空中交通管理的目的

11.4.2通信、导航和监视

11.4.3下一代航空运输导位

11.4.4独立欧洲空间ATM研究

11.5基于性能导航

11.5.1基于性能导航的定义

11.5.2区域导航

11.5.3导航性能

11.5.4精确进近

11.6自动相关监视——广播模式

11.7波音公司和空客公司的实施方案

11.7.1波音公司的实施方案

11.7.2空客公司的实施方案

11.8地形迴避与告警系统

参考文献

第12章驾驶舱显示

12.1引言

12.2第一代驾驶舱：电磁时代

12.2.1初期的主飞行仪表

12.2.2早期先驱.

12.2.3经典的机电驾驶舱

12.3第二代驾驶舱：光电时代

12.3.1先进民用驾驶舱

12.3.2B757与B767

12.3.3A320、A330和A340

12.3.4B747-4和B777

12.3.5A380

12.3.6B787

12.3.7A350

12.4第三代：下一代驾驶舱

12.4.1不利操作环境改善

12.4.2研究领域

12.4.3概念

12.5飞机电子中央监控系统

12.5.1ECAM程式

12.5.2ECAM模式

12.5.3ECAM页面

12.5.4快达航空QF32

12.5.5波音飞机发动机指示与机组告警系统

12.6备用仪表

12.7平视显示视觉指引系统

12.7.1视觉指引系统简介

12.7.2用于民用运输机的HVGS

12.7.3HVGS装置

12.7.4HVGS符号系统

12.8增强合成视景系统

12.8.1概述

12.8.2EVS、EFVS和SVS结构

12.8.3最低航空系统性能标準

12.8.4增强视景系统

12.8.5增强飞行视景系统

12.8.6合成视景系统

12.8.7複合视景系统

12.9显示系统结构

12.9.1适航条例

12.9.2显示有效性和完整性

12.9.3显示系统功能元件

12.9.4非智慧型显示结构

12.9.5半智慧型显示结构

12.9.6全智慧型（综合化）显示结构

12.10显示可用性

12.10.1条例要求

12.10.2显示格式和符号指南

12.10.3驾驶舱布局结构

12.10.4易读性：解析度、符号线宽和大小

12.10.5色彩

12.10.6驾驶舱照明状况

12.11显示技术

12.11.1有源点阵液晶显示器

12.11.2等离子显示屏

12.11.3有机发光二极体

12.11.4电子纸

12.11.5显微投影技术

12.11.6平视显示技术

12.11.7人-机接口

12.12飞行控制操纵装置

12.12.1操纵品质

12.12.2回响类型

12.12.3包线保护

12.12.4操纵装置

参考文献

第13章军用飞机

13.1引言

13.2航电和任务系统接口

13.2.1导航和飞行管理

13.2.2导航辅助设备

13.2.3驾驶舱显示器

13.2.4通信

13.2.5飞机系统

13.3套用

13.3.1“绿色”飞机的转换

13.3.2人员、物资和车辆的运输

13.3.3空中加油

13.3.4海上巡逻

13.3.5空中预警

13.3.6对地监视

13.3.7电子战

13.3.8空中教室

13.3.9试验靶场目标/安保飞机

参考文献

附录A飞行控制系统安全分析

A.1飞行控制系统结构

A.2依赖关係图

A.3故障树分析

附录B飞行电子仪表系统安全分析

B.1飞行电子仪表系统体系结构

B.2故障树分析

附录C电气系统安全分析

C.1电气系统机构

C.2故障树分析

附录D发动机控制系统安全分析

D.1导致发动机空中停车因素

D.2发动机控制系统结构

D.3马尔可夫分析

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