座舱工程

第1章 概述

1.1 范畴

1.2 历史回顾

1.3 潜在的因素

1.4 机载系统

1.5 座舱功能

参考文献

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第2章 人体构造

2.1 引言

2.1.1 人体主要生理系统

2.1.2 运动和维持系统

2.2 神经系统

2.2.1 神经元

2.2.2 脑干、自主神经系统和边缘系统

2.2.3 大脑皮层

2.3 听觉和语言

2.3.1 听觉

2.3.2 语言

2.3.3 说

2.4 视觉

2.4.1 介绍

2.4.2 眼

2.4.3 敏感度

2.4.4 色彩

2.4.5 视觉路径

2.4.6 周围环境视觉

2.4.7 中心视觉

2.4.8 眼睛的运动

2.4.9 双目视觉

2.5 复杂技能

2.5.1 注意力的概念

2.5.2 复杂问题处理能力

2.6 飞行员

2.6.1 工作

2.6.2 人为失误

2.6.3 飞行员选拔

2.6.4 训练

参考文献

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第3章 防护需求

3.1 引言

3.2 环境

3.2.1 大气层

3.2.2 天气

3.2.3 太阳

3.2.4 云、雾和光散射

3.2.5 飞行包线和飞机机动性

3.3 生理限制

3.3.1 缺氧

3.3.2 增压舱

3.3.3 冷热环境

3.3.4 噪声

3.3.5 持续过载

3.3.6 振动

3.3.7 定向障碍

3.3.8 晕机

3.4 非致命性的事故

3.4.1 鸟撞

3.4.2 碰撞

3.5 防空武器

3.5.1 传统武器

3.5.2 核武器和生化武器

3.5.3 核爆炸和定向能武器

参考文献

第4章 座舱设计

4.1 引言

4.2 需求定义

4.2.1 设计团队

4.2.2 需求调研

4.3 机组人员的数量及角色

4.3.1 任务模型

4.3.2 功能分析

4.3.3 方案设计

4.3.4 任务分析

4.4 座舱开发和测试

4.4.1 系统设计

4.4.2 机械设计

4.4.3 环境亮度

4.4.4 人机界面设计

4.5 原型测试和在职修改

4.6 最后说明

参考文献

第5章 外视景

5.1 引言

5.1.1 概述

5.1.2 视场网

5.1.3 敏锐度

5.1.4 亮度等级

5.2 机组人员视力

5.2.1 视力标准

5.2.2 眼镜和隐形眼镜

5.3 光学透明度

5.3.1 挡风玻璃和座舱盖

5.3.2 面罩

5.3.3 折射

5.3.4 散射

5.4 夜视镜

5.4.1 起源

5.4.2 现役夜视镜装备

5.4.3 夜视镜的使用

5.4.4 夜视镜的发展

5.4.5 显示夜视镜

5.5 传感器辅助视觉

5.5.1 起源

5.5.2 视觉耦合系统

5.6 挑战

参考文献

第6章 显示组件

6.1 引言

6.2 背景

6.3 机械式仪表

6.3.1 文化因素

6.3.2 压力驱动仪表

6.3.3 大气数据计算机

6.3.4 惯性仪表

6.3.5 其他指示仪表

6.4 现代座舱显示

6.4.1 简介

6.4.2 显示器布局

6.4.3 图像生成

6.4.4 控制和显示布局

6.4.5 告警

6.5 座舱照明

6.5.1 普通座舱照明

6.5.2 夜视镜照明

6.6 外围意识显示

参考书目

第7章 显示技术与下视显示器

7.1 引言

7.2 要求

7.3 显示器特性

7.4 CRT

7.4.1 单色CRT

7.4.2 穿透型彩色CRT

7.4.3 顺序百叶窗式CRT

7.4.4 束引示管CRT

7.4.5 光罩彩色CRT

7.5 液晶显示器LCD

7.5.1 液晶类型

7.5.2 有源矩阵LCD

7.5.3 彩色技术

7.5.4 铁电LCD

7.6 其他技术

7.6.1 数字微镜显示器DMD

7.6.2 场致发光显示器

7.6.3 等离子体显示器

7.6.4 发光二极管显示器LEDD

7.7 投射式下视显示器

7.7.1 COMEDTM

7.7.2 全景下视显示器HDD

参考文献

第8章 平视显示器

8.1 引言

8.1.1 瞄准具

8.1.2 平视显示器的基本原理

8.1.3 要求

8.2 光学

8.2.1 光学原理

8.2.2 折射型瞄准仪设计

8.2.3 反射型瞄准仪设计

8.2.4 其他配置

8.3 符号设计

8.3.1 早期的符号

8.3.2 用于低空飞行的符号

8.3.3 俯仰梯度

8.3.4 用于空战的符号

8.3.5 其他符号

8.4 操作问题

参考文献

第9章 头盔显示系统

9.1 引言

9.2 应用

9.2.1 头盔瞄准具

9.2.2 动态单目头盔显示器

9.2.3 视觉耦合系统

9.2.4 “虚拟HUD”

9.3 工程设计

9.3.1 HMD符号判读

9.3.2 观察HMD图像

9.3.3 头盔显示器的安装

9.3.4 双眼间差异

9.3.5 部分重叠

9.3.6 逻辑显示平面

9.3.7 图像畸变

9.3.8 动态噪声

9.3.9 立体图像

9.3.10 彩色图像

9.3.11 像素数目：视场和分辨率之间的权衡

9.3.12 安全问题

9.4 HMD要求概述

9.5 几种HMD的光电组成原理

9.5.1 简易头盔瞄准器

9.5.2 IHADDS

9.5.3 双目HMD

9.5.4 扫描激光HMD

9.5.5 扁平窗

9.6 HMD系统设计建议

参考文献

第10章 听觉显示

10.1 引言

10.2 语言可理解度

10.3 语音通信

10.4 语音告警

10.5 位置提示

参考文献

第11章 控制

11.1 引言

11.2 手动控制

11.2.1 油门、驾驶杆和脚蹬

11.2.2 其他手动控制设备

11.3 声音控制

11.3.1 语音识别技术

11.3.2 声控系统与飞机操作系统的整合

11.4 头指向和头盔追踪系统

11.4.1 机内头部动作的灵活性

11.4.2 机械头盔跟踪系统

11.4.3 惯性头盔跟踪系统

11.4.4 超声波头盔跟踪系统

11.4.5 光学头盔跟踪系统

11.4.6 磁场头盔追踪系统

11.5 新型控制方式

11.5.1 眼动系统

11.5.2 手势跟踪系统

11.5.3 生物电势传感系统

11.5.4 新型控制系统的集成

11.6 挑战

参考文献

第12章 紧急逃生

12.1 引言

12.2 物理和生理要求

12.3 弹射椅的发展概述

12.3.1 第一代弹射椅

12.3.2 弹射包线

12.3.3 进一步的发展

12.3.4 第二代弹射椅

12.3.5 第三代弹射椅

12.4 对飞机设计的影响

12.5 现代弹射椅

12.6 其他逃生技术

参考文献

第13章 飞行服和头盔

13.1 引言

13.2 尺码

13.3 基本服装

13.4 热防护

13.5 逃生后的保护

13.6 头部保护

13.6.1 冲击

13.6.2 头部负载质量

13.6.3 目前使用的头盔

13.7 噪声保护

13.7.1 被动降噪技术

13.7.2 主动降噪技术

13.8 护目镜与眼睛保护

13.9 呼吸系统

13.9.1 面具

13.9.2 调节器

13.1 0 高空保护

13.1 1 强重力保护

13.1 2 核生化保护

13.1 3 航空电子头盔

13.1 3.1 图像组合

13.1 3.2 模块化结构

13.1 3.3 头盔座椅接口

13.1 4 未来的发展

13.1 4.1 综合服装

13.1 4.2 综合性头盔

参考文献

第14章 未来座舱

14.1 引言

14.2 物理重组

14.2.1 外视场

14.2.2 虚拟座舱

14.2.3 可重配置座舱

14.3 重建工作

14.3.1 智能界面；结构耦合模式

14.3.2 综合自动化

14.3.3 飞行员状态监测

14.3.4 自适应

14.4 无人驾驶飞行器

14.5 预测

参考文献

附录A 光与偏振现象

A.1 电磁波

A.2 波谱

A.3 量子与热辐射

A.4 太阳和大气

A.5 偏振

A.6 各向异性物质和偏振光

A.7 反射与折射

附录B 图像质量

B.1 光学分辨率

B.2 分辨率

B.3 图像对比度

B.4 调制传递函数

B.5 图像质量衡量指标

参考文献

附录C 视频信号

C.1 画面信息

C.2 光栅扫描标准

C.3 动态范围和伽玛

附录D 人类行为递阶控制模型

D.1 背景

D.2 知觉的整体性和内部表征

D.3 递阶控制模型

D.4 情绪状态

D.5 行为控制

参考文献

缩略语

《座舱工程》对座舱系统进行了全面的整体介绍，内容包括座舱的演变历史，人心理以及生理因素的重要性，座舱设计的一般流程，座舱中引人的各种系统和技术，对未来技术的发展和座舱漠变的展望等。书中涉及多个学科，结合了理论知识与工程实践，引用了大量的图表和工程实例。虽然主要着眼于战斗机，但对于民用以及军用领域的航空航天工程师、研究人员、制造商、采购商来说都适用。此外，对于航空航天、机械、电子工程专业的学生来说《座舱工程》也具有学习和参考价值。