第四章
现代航空仪表系统
2007年9月
现代航空仪表系统
4.1 大气数据系统仪表
4.2 全/静压系统
4.3 大气数据计算机系统
4.4 陀螺与罗盘系统
4.5 惯性导航系统
4.6 电子飞行仪表系统
4.7 飞行数据记录系统
4.1 大气数据系统仪表
大气数据系统是测量大气状态参
数，经计算输出飞行状态参数的设备。
大气状态参数： P、T、ρ；
飞行状态参数： H、V、M、CAS、
Ts……
因此，大气数据系统仪表包括：
高度测量与气压高度表；
空速及其指示仪表；
4.1.1 高度测量与气压高度表
一、高度分类及其定义：
飞行高度是飞行性能中的一个重要参数，它
表示：飞机到某一基准水平面的铅垂距离，简
称高度，通常以英尺或米为单位。
飞机上的高度表常用的是气压式高度表：大
气压强随高度升高而减小，根据标准大气中压
强与高度一一对应的关系，高度表测出压强大
小，就可以表示高度的高低，这种高度称为气
压高度。
气压高度的分类及其定义
气压高度的分类及其定义（续）
绝对高度：从飞机重心到实际海平面（修正的海
平面气压平面）的垂直距离；
相对高度：从飞机到某一指定参考平面（例如机
场平面）的垂直距离；
标准气压高度：以标准海平面(760毫米汞柱高)为
基准面，飞机重心到该基准面的高度；
真实高度：从飞机到其所在位置正下方地面的垂
直距离。
飞行中需根据需要调整气压高度表的基准
面。在起飞着陆时用相对高度；航线飞行时用标
准气压高度；航测、空投及越障时常应用真实高
度。
二、气压高度表的基本工作原理
飞机所在处的大气静压一般由全、静压管
（也称“皮托管”）的管道引入。由于高度（H）与
大气静压之间是非线性关系，而大多数气压测高
系统都要求系统输出（Y）与（H）之间是线性关
系，这就要求系统中必须由相应的环节来完成此
线性化工作。因此气压式高度表有以下几种基本
类型：
机械式气压高度表—应用机械式方法完成线性输
出的高度表；
伺服式高度表—应用电气—机械式方法完成线性
输出的高度表；
数字式高度表—应用微处理机实现高度计算的高
度表。
三、气压高度表的误差
由于测量方法上的不完善所造成的误差
称为“方法误差”或“原理误差”。造成原理误
差的主要原因有：
推导标准气压高度时，对标准大气所作
的一些假设（例如静止大气、空气是理想
气体、大气分层及温度变化率等）与实际
大气并不完全符合所导致的原理误差。
4.1.2 空速及其指示仪表
空速—是指飞机在纵轴对称面内相对于气流的运动速
度，空速分为真空速、指示空速、计算空速等。
有关参数定义为：
指示空速（IAS）-空速表根据动压计算的空速，未经
任何补偿，也称表速。IAS是动压q的单值函数，测量
动压便能反映IAS的大小。
计算空速（CAS）―补偿了静压源误差后的指示空速。
（即： IAS修正了气源误差（SSE）及非线性误差后为
CAS（校准空速）。）
真空速（TAS）―补偿了由于空气密度和压缩性变化所
引起的误差后的计算空速。
马赫数（M）―真空速与本地音速之比。
二、测量空速的基本原理
测量出气流速度，即可测出空速。流动的空气具有
动压，通过测量动压可计算空速。
当气流相对于飞机运动时，在正对气流运动方向
的飞机表面上，气流完全受阻，速度降低到零。在此
条件下，气流分子的规律运动全部转化为分子的热运
动，气流的动能全部转化为压力能和内能，因而空气
的温度升高，压力增大。这个压力叫做全受阻压力
PT。全压与静压之差，叫做动压Pd 。动压的大小与气
流速度等因素有关，利用开口膜盒在动压的作用下膨
胀，带动指针指示。因此指针的指示可以反映气流速
度的大小。
三、马赫数表
当飞行的马赫数超过临界马赫数时，必须用马
赫数表来测量马赫数的大小，使飞行员在高速飞
行时能正确地操纵飞机，保证飞行安全。
马赫数的大小只由动压和静压来决定，而与气
温无关。马赫数表就是用一个开口膜盒测量动
压，而用一个真空膜盒测量静压，经过传动机构
使指针指示马赫数的仪表。
13.4全/静压系统
全/静压系统组成部分（续）：
全/静压管（探头）：全／静压探头上有两组孔：一个大
孔朝前感受全压，一些小孔在侧面感受静压。其座架可使
探头离开机身表面，以减小气流的干扰。
全/静压加温组件
全／静压加温组件(见
上左图)用于控制全静压探
头、总温(TAT)探头和迎角
探头的加温器的电源。
当所有加温器元件的电
流正常时，所有灯灭。如
果电流太低，相应的色灯
亮，同时两个主警告灯的
防冰警告灯也会亮。
四、备用高度/空速表
备用高度/空
速表在装有大气
数据计算机系统
的飞机上为飞行
员提供备用的指
示空速和气压高
度显示。
4.3.1 传感器元件
一、温度传感器
温度传感器又称总温探
头，是大气数据计算机重
要的信号源，装在机身外
部没有气流扰动的蒙皮
上，其对称轴与飞机纵轴
平行。
总温探头不是大气数
据计算机的部件。
一、大气数据计算机的基本原理
数字式大气数据计算机接收全压、静
压和总温信号、迎角传感器信号和气压校
正信息，并根据这些信号计算出高度、计
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