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航天飛機駕駛艙特寫

科技 更新时间:2024-11-20 00:34:52

航天飛機駕駛艙特寫?今年5月,國外一家航空儀表公司宣布,該公司研發出一款适用于多種機型的機載防撞系統該系統能夠有效檢測到飛機周圍環境變化情況,并通過航空儀表盤顯示各種符号和顔色,幫助飛機用最佳方案規避危險,現在小編就來說說關于航天飛機駕駛艙特寫?下面内容希望能幫助到你,我們來一起看看吧!

航天飛機駕駛艙特寫(航空儀表遇上黑科技)1

航天飛機駕駛艙特寫

今年5月,國外一家航空儀表公司宣布,該公司研發出一款适用于多種機型的機載防撞系統。該系統能夠有效檢測到飛機周圍環境變化情況,并通過航空儀表盤顯示各種符号和顔色,幫助飛機用最佳方案規避危險。

作為戰機飛行狀态信息的真實 “記錄者”,儀表能夠引導飛行員在各種飛行環境下做出正确的判斷和操作,為安全飛行提供有力支撐。自一戰以來,随着科技快速發展,航空儀表不斷更新叠代,從最早的機械儀表一步步發展為電子綜合顯示儀表。

航空儀表雖然個頭不大,但設計制造要求極為精密,其關鍵核心技術考驗着一個國家航空電子工業制造水平。站在世界維度看航空儀表發展,它有哪些核心功能?制造難點是什麼?後期又該如何維修保養?請看本文為您一一解讀。

記錄信息脈搏——

“一表多用”一目了然

現代戰機逐漸朝着高速度、高機動性和多任務性演變,飛行環境也愈發複雜。如何在複雜飛行條件下精确掌握戰機的飛行狀态,航空儀表的作用至關重要。

早期,人類飛行還處于探索階段,科學家并沒有為戰機設計專門的儀表。萊特兄弟首次飛行時,“飛行者一号”飛機上隻有一塊秒表、一個風速計和一個轉速表,隻能反饋出極其簡單的飛行參數,需要飛行員結合自身經驗判斷飛行狀态變化。

戰争催生新裝備誕生。一戰時,英國S.E.5型戰機上安裝了3種專門的飛行儀表和4種發動機儀表。但飛行員仍然主要依靠目視觀察飛行環境,儀表僅作為一種功能非常有限的飛行輔助工具,并沒有發揮太多實質性作用。

這樣的飛行方式沒有持續太久,随着戰機飛行速度、高度不斷增加,科學家發現,僅依靠肉眼觀察,飛行員很難在短時間内對飛行狀态做出判斷,遇到大霧、雷雨等惡劣天氣時,甚至會因誤判引發飛行事故。他們意識到,利用儀表飛行已經迫在眉睫。

1929年,航空儀表終于迎來“高光”時刻。美國飛行員杜立特爾用帆布蓋住座艙,在看不見外界飛行環境的情況下,完全根據儀表數據進行飛行試驗。這段“蓋罩”儀表飛行,堪稱奇迹,成為航空科技發展史上一座新的裡程碑。

這一時期的儀表以機械式和電氣式為主,受到技術能力限制,其靈敏度較低、指示誤差較大、抗震穩定性差等問題逐漸暴露,倒逼着科學家絞盡腦汁開始了新一輪的創新工作。

20世紀50年代,航空儀表發展到第二代,出現了各種機電式伺服航空儀表及傳感器,故障率更小、精度更高、傳輸信号更強。

不過,第二代航空儀表也暴露出一個緻命問題——随着機載設備日益增多,儀表數量大幅增加,儀表闆變得擁擠不堪,對飛行員讀取數據造成了極大幹擾。于是,将功能相關儀表巧妙組合在一起,成為航空儀表發展的必然趨勢。

“一表多用”理念很快應用到第三代儀表的研發工作中。沒過多久,以綜合羅盤指示器、組合地平儀為代表的機電式綜合儀表成功問世,并一直沿用至20世紀60年代末。

技術催生變革,航空儀表的科技化趨勢于此時萌發。随着電子技術快速發展,液晶顯示器、發光二極管等新型光電元件相繼問世,航空儀表技術跨入第四代。在第三代“一表多用”理念基礎上,科學家通過信息數據集成研發出電子顯示屏幕,并逐漸成為儀表盤上的新主角。例如,美軍F-35戰機首次采用整塊大尺寸多功能的觸摸式彩色液晶顯示屏,各種關鍵信息飛行員可以實現“一目了然”。

先進的屏顯技術讓航空儀表成為戰機上最精密、造價最高的設備之一,也成為判斷戰機先進性的顯著标志。

儀表遇上“黑科技”——

引領時代的“潮品”

随着戰機性能叠代提升,飛行員需要掌握的飛行參數越來越多,這對航空儀表的輸出功能提出更高要求。

現代航空儀表“家族”龐大繁多,按照功用劃分,可以分為4大類——指示戰機飛行參數的飛行儀表、檢測發動機工作狀态的發動機儀表、指示飛機相對地球位置的導航儀表、指示戰機操作和空調電源液壓系統運行情況的狀态儀表。

儀表之間配合默契,能夠提供龐大的飛行數據。“超級大黃蜂”戰機的顯示器上能夠呈現出62種畫面、600餘種不同符号,排列組合起來超過1000多種信息,為戰機飛行安全提供重要保障。

作為戰機飛行數據的真實“記錄者”,儀表最重要的性能之一是要保證顯示參數的準确性。現代航空儀表集合了傳感技術、量子力學技術、智能化技術等一系列“黑科技”,成為戰機最核心的系統之一。

以陀螺儀為例,它是戰機上最精密、科技含量最高的儀表之一,能夠為飛行員提供戰機精确的方位、俯仰、位置、速度等一系列信息,其重要性不言而喻。自陀螺儀誕生以來,其研發制造工藝一直是尖端核心技術。目前,世界上隻有少數國家具備陀螺儀的研發和生産制造能力。

早期陀螺儀多為機械式,之後發展為光學陀螺儀,為滿足航空裝備性能監測需要,各種先進技術被應用于陀螺儀研發工作中。經過科學家多年研究,一種名為微電子機械系統(MEMS)的陀螺儀成功誕生。

顧名思義,“微”系統内部将傳感器、信号處理和電路等一系列部件,集成在一個小型系統中,具備智能化、微型化、集成化等諸多方面優勢,非常适用于大批量生産,很快受到各國軍工企業的青睐。

那麼,MEMS陀螺儀是如何生産的呢?

以國外某MEMS陀螺儀為例,與多數人想象中的“陀螺”形狀不同,它将先進的微電子技術和微加工技術相結合,采用半導體生産中的成熟工藝,通過制作電路、鍵合、退火等一系列工序,将機械裝置和電子線路集成在幾乎隻有指甲大小的矽質芯片上;再經信号測試校準等一系列嚴格測試後,才能正式投入使用。

此外,為了防止内部高溫濕熱和一些高速飛行的污染物進入,設計師通常會選擇密封圈、橡膠管等材料,通過封膠、焊接等工藝,對産品進行密封,延長其使用壽命、防止材料腐蝕。

MEMS陀螺儀不僅在戰機等軍事領域大顯身手,而且在智能手機、智能駕駛、無人機等民用領域得到廣泛應用。随着人類對智能電子設備需求不斷增大,MEMS陀螺儀逐漸成為引領時代的“潮品”。

從“疑似”到“确診”——

戰機健康的“晴雨表”

航空儀表作為飛行員的“得力助手”,在戰争中扮演着極為重要角色。然而,航空儀表的功用遠不止于此。回到地面,儀表又搖身一變,成為戰機維修人員調試戰機的重要工具。可以說,它是戰機健康的“晴雨表”。

在大修廠,當一架戰機進入總裝調試階段,“戰機醫生”常常依據儀表顯示參數,對異常指标進行調試修理。一架戰機想要重返藍天,必須經過儀表“同意”,才能夠辦理“出院”手續。

顯然,無論飛行員還是維修人員,都要依據航空儀表反饋數據來判斷戰機性能狀态。如果航空儀表自身“帶病上崗”,就會提供錯誤參數,按照錯誤的參數調試和操縱飛機,極易引發重大事故。

在這種情況下,确保航空儀表“健康”就變得尤為重要。現代航空儀表結構複雜、電路精密,極易因部件老化、運輸颠簸等原因發生故障,區别于機械系統,電路信号看不見、摸不着,“病竈”發生位置判斷極為不易,這給檢修工作帶來不小挑戰。

在實際應用過程中,科研人員與維修人員對航空儀表檢修方法的探索從未停止,在長期實踐與摸索中,逐漸形成了系統檢修方法,并歸納為以下三步:

第一步重現故障。當航空儀表出現故障後,為了快速精準地識别故障信息,維修人員通常會模拟電子儀表的正常工作環境,還原故障發生的場景,尋找“病情原因”,防止“誤診”情況發生。

第二步隔離故障。對“病情原因”初步判斷分析後,維修人員會将疑似問題進行标識和隔離,切斷與其他元器件的聯系,避免局部故障造成更大面積的“并發症”。在隔離區域内,維修人員将逐步排查,進一步縮小“病情”範圍。

第三步排除故障。“病情”範圍縮小後,根據儀表的工藝特點、内部結構、故障表現進行地毯式排查,維修人員将通過更換元器件、檢查電路焊點等方式,将“疑似”變為“确診”,采取針對性“治療”,直到故障徹底消除。

故障消除就代表戰機恢複健康了嗎?當然不是。

為了确保萬無一失,在戰機起飛前,維修人員、飛行員還要對儀表和設備再次檢測和調試,逐項排查各種隐患,經過一系列“複診”,所有指标檢測合格後,戰機才能順利出廠。

來源:解放軍報

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