第1章 绪论

1.1 2003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 分辨率（数字化）

2.3.3 采样率（刷新率）

2.4 数字系统的输入和输出

2.4.1 简介

2.4.2 A／D转换过程

2.4.3 采样率

2.4.4 D／A转换

2.4.5 模拟信号调理

2.4.6 输入信号保护和滤波

2.4.7 模拟信号类型

2.5 二进制算术

2.5.1 二进制表示

2.5.2 二进制加法、减法、乘法和除法

2.5.3 算术逻辑单元

2.6 中央处理器

2.6.1 CPU指令格式

2.6.2 指令执行顺序

2.6.3 扩展的操作数寻址模式

2.7 软件

2.7.1 软件简介

2.7.2 汇编和编译

2.7.3 软件工程

2.7.4 软件设计流程保证

2.7.5 语言

2.7.6 面向对象的设计

2.7.7 自动代码生成

2.7.8 实时操作系统

2.8 微处理器

2.8.1 摩尔定律

2.8.2 微处理器在航空航天应用

2.8.3 CPU缓存

2.8.4 微控制器

2.8.5 摇摆定律

2.9 存储技术

2.9.1 航空电子期望的存储属性

2.9.2 实用存储技术

2.9.3 存储设备总结

2.9.4 存储器层次结构

2.10 专用集成电路

2.10.1 ASIC的主要类型

2.10.2 现场可编程门阵列

2.10.3 ASIC半定制标准单元设计

2.10.4 设计工具

2.10.5 RTCA-DO-254

2.11 集成电路

2.11.1 逻辑功能

2.11.2 MOS场效应晶体管

2.11.3 IC制造

2.12 集成电路封装

2.12.1 晶片探针和测试

2.12.2 晶片分离和模片固定

2.12.3 焊线

2.12.4 封装

参考文献

第3章 数据总线网络

3.1 简介

3.2 数据数据总线基础

3.2.1 数据总线概况

3.2.2 数据编码

3.2.3 特性

3.2.4 传输类型

3.2.5 拓扑结构

3.2.6 传输速率

3.3 传输协议

3.3.1 传输协议概述

3.3.2 时隙分配协议

3.3.3 指令／响应协议

3.3.4 令牌传递协议

3.3.5 竞争协议

3.4 ARINC 429总线

3.4.1 ARINC 429总线概况

3.4.2 ARINC 429体系结构实现

3.5 MIL-STD-1553B总线

3.5.1 MIL-STD-1553B总线概述

3.5.2 MIL-STD-1553B数据格式

3.5.3 总线控制器到远程终端传输协议

3.5.4 远程终端到总线控制器传输协议

3.5.5 远程终端到远程终端协议

3.5.6 广播协议

3.5.7 错误管理

3.6 ARINC 629总线

3.6.1 ARINC 629概述

3.6.2 ARINC 629协议

3.6.3 ARINC 629总线耦合器

3.6.4 ARINC 629体系结构实现

3.7 ARINC 664 Part7

3.7.1 ARINC 664概述

3.7.2 以太网帧格式

3.7.3 网络拓扑结构

3.7.4 冲突避免

3.7.5 虚连接

3.7.6 协议

3.7.7 总结

3.7.8 电缆

3.8 CAN总线

3.8.1 CAN总线概况

3.8.2 CAN总线消息格式

3.8.3 CAN总线变种

3.9 时间触发协议

3.10 光纤数据通信

3.10.1 光纤数据通信的属性

3.10.2 物理层

3.11 数据总线总结

3.11.1 数据总线概况

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系

4.4.4 失效概率的评估

4.4.5 可靠性管理

4.5 有效性

4.5.1 引言

4.5.2 经典概率论

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 综合模块化体系结构

5.2.6 开放系统标准

5.3 航空电子系统分区

5.3.1 飞机系统的系统

5.3.2 ATA分类

5.4 航空电子系统结构的例子

5.4.1 IMA发展简历

5.4.2 A320飞机航空电子系统体系结构

5.4.3 B777航空电子系统的体系结构

5.4.4 霍尼韦尔EPIC体系结构

5.4.5 A380和A350

5.4.6 B787

5.5 IMA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

5.8 IMA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 网络定义

5.10 认证

5.10.1 IMA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

5.11 IMA标准

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 机载系统与设备软件认证——RTCA DO-178C

6.2.6 机载电子硬件设计安全指南——RTCA DO-254

6.2.7 综合模块化航空电子设计指南与认证——RTCA DO-297

6.2.8 美国和欧洲规范的等效性

6.3 设计过程相互关系

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 制造阶段

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 开发计划

6.6.1 典型的开发计划

6.6.2 V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

6.8 ARINC规范和详细设计

6.9 接口控制

6.9.1 接口控制文件

6.9.2 飞机级数据总线数据

6.9.3 系统内部总线数据

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

7.5.1 A320电气系统

7.5.2 B777电气系统

7.5.3 A380电气系统

7.5.4 B787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 飞机电缆和连接件的特性

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 连接和接地

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

7.10.1 A330、A340中央维护系统

7.10.2 B777中央维护系统

参考文献

第8章 传感器

8.1 引言

8.2 大气数据系统

8.2.1 大气数据参数

8.2.2 压力传感器

8.2.3 温度传感器

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 磁传感器

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 平台校准

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 复合系统的发展

8.5.2 B777应用举例

8.5.3 ADIRS数据集

8.5.4 进一步的系统综合

8.6 雷达传感器

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 简单的调制技术

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

9.3.5 VOR／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系

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

10.3.5 FBW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 作动器应用

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

10.5 B777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

10.6.2 A320电传飞行控制系统

10.6.3 A330、A340电传飞行控制系统

10.6.4 A380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 与驾驶舱的相互关系

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

11.2.2 FMS人-机接口——导航显示

11.2.3 FMS人-机接口——控制和显示单元

11.2.4 FMS功能

11.2.5 FMS程序

11.2.6 标准仪表离场

11.2.7 航路程序

11.2.8 标准进场航线

11.2.9 ILS进近

11.2.10 典型FMS架构

11.3 电子飞行包

11.3.1 EFB功能

11.3.2 EFB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 地形回避与告警系统

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

12.3.2 B757与B767

12.3.3 A320、A330和A340

12.3.4 B747-400和B777

12.3.5 A380

12.3.6 B787

12.3.7 A350

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

12.5.1 ECAM程序

12.5.2 ECAM模式

12.5.3 ECAM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

12.7.3 HVGS装置

12.7.4 HVGS符号系统

12.8 增强合成视景系统

12.8.1 概述

12.8.2 EVS、EFVS和SVS结构

12.8.3 最低航空系统性能标准

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 复合视景系统

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 非智能显示结构

12.9.5 半智能显示结构

12.9.6 全智能（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：分辨率、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 有机发光二极管

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 响应类型

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 应用

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

参考义献

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 依赖关系图

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