众所周知,飞机是目前最快捷的交通运输工具,但很多乘客上了飞机,在飞行中根本感觉不到飞机的速度,望向窗外,飞机好似一动不动地悬在空中。往下看,只觉得飞机有一定高度,具体有多高也看不出来,在高度较低时,和周围的障碍物比较,还往往产生视觉偏差,错误地判断高度。如果在夜间或在云中飞行,飞机的姿态也不好判断……而飞机的飞行速度、高度、姿态、航向等又与保障飞行安全和任务的完成密切相关,飞行员就必须借助一些设施来判断飞机的各种运动参数,这些设施我们称为航空仪表。
航空仪表的作用是感知外部情况,为飞行员提供飞行参数和飞机上各系统工作情况信息,为飞行员操纵飞机提供依据,同时又反映飞机对飞行员操纵作出反应的结果,帮助飞行员实施精确操纵,是飞机的“神经系统”。
航空仪表随着飞机的发展而发展。早期的飞机上仪表非常简单,莱特兄弟的“飞行者一号”上面只有一块秒表、一个风速表和发动机转速表。之后,飞机使用的仪表也非常简陋,并且这些仪表还是使用的地面机械设备,没有航空专用仪表,人们只能依靠肉眼观察,在气象条件许可的情况下进行目视飞行。
第一次世界大战促进了飞机的发展,也促进了航空仪表的发展。在战争期间出现了航空专用仪表,1916年,英国皇家空军的S.E.5型飞机已安装有4种发动机仪表和3种飞行仪表。1927年,美国人林白驾机成功飞越大西洋,成就了人类第一次跨洋飞行,他的飞机上已经装备了罗盘、倾斜和俯仰角指示器、转弯仪等仪表。1929年9月,美国人杜立特凭借航空仪表和无线电导航设备完成了人类的首次仪表飞行,开创了航空仪表发展的新阶段。
图2-91 A-380驾驶舱
从20世纪30年代开始,许多飞机都安装了较完备的航空仪表,飞行员完全可以凭借仪表进行夜间和云中飞行,使飞行对天气的依赖程度大大降低。第二次世界大战期间,出现了综合仪表,将以前几个仪表指示的数据用一个仪表显示出来,使飞机仪表板布置更加简洁,飞行员注意力分配更方便。20世纪六七十年代,随着电子技术、微电子技术的发展,机载计算机得到了广泛应用,航空仪表也朝数字化、小型化、综合化方向发展,让航空仪表进入了一个新的发展阶段。这期间出现了电子综合显示仪,将常用的飞行信息用一块平视显示器显示出来,使飞机驾驶舱仪表板更加简洁(见图2-91)。