一种飞机仪表着陆系统教学模拟装置论文和设计-王承文

全文摘要

本实用新型提供一种飞机仪表着陆系统教学模拟装置，包括示教板和控制箱，控制箱上设有控制电路板，控制电路板上设有航向引导开关、下滑引导开关、着陆引导开关和复飞开关；示教板上设有飞机仪表着陆系统工作原理示意图、着陆系统机载设备指示器示意图和各种着陆状态的飞机示意图，示意图上根据一种飞机仪表着陆系统的工作原理设置第一至二十二组指示灯，通过点亮第一至二十二组指示灯，形象的模拟飞机的着陆过程。通过航向引导开关、下滑引导开关、着陆引导开关和复飞开关飞机各种状态演示，航向引导状态灯组、下滑引导状态灯组、着陆引导状态灯组和复飞状态灯组模拟每种状态下的动作过程，让飞机仪表着陆系统的工作原理一目了然。

主设计要求

1.一种飞机仪表着陆系统教学模拟装置，包括示教板和控制箱，其特征在于：控制箱上设有控制电路板，控制电路板上设有航向引导开关、下滑引导开关、着陆引导开关和复飞开关；所述示教板上设有飞机仪表着陆系统工作原理示意图、着陆系统机载设备指示器示意图和各种着陆状态的飞机示意图，飞机仪表着陆系统工作原理示意图上画有航向台、下滑台和指点标台，着陆系统机载设备指示器示意图包括航向引导指示器示意图、下滑引导指示器示意图、下滑着陆指示器示意图和系统故障指示器示意图；示教板上还设有航向引导状态灯组、下滑引导状态灯组、着陆引导状态灯组和复飞状态灯组，航向引导状态灯组包括航向引导状态飞机示意图和航向台之间的两组第一组指示灯、航向引导状态飞机示意图和航向调整状态飞机示意图之间的第二组指示灯、航向调整状态飞机示意图和进入航向面状态飞机示意图之间的第三组指示灯、航向引导区和航向调整区上的第四组指示灯、航向引导指示器示意图上的第五组指示灯、指点标台上的第六组指示灯以及目视着陆状态飞机示意图和跑道之间的第七组指示灯；下滑引导状态灯组包括进入航向面状态飞机示意图和下滑台之间的第八组指示灯、下滑面上的第九组指示灯、下滑引导区上的第十组指示灯、下滑引导指示器示意图上的第十一组指示灯以及两组第一指示灯之间的第十二组指示灯；着陆引导状态灯组包括下滑状态飞机示意图下的第十三组指示灯、外指点标上的第十四组指示灯、中指点标台上的第十五组指示灯、内指点标台上的第十六组指示书灯、两组第一组指示灯之间的第十七组指示灯以及下滑着陆指示器示意图上的第十八组指示灯；复飞状态灯组包括错误显示状态飞机示意图和航向台之间的第十九组指示灯、下滑台指向错误显示状态飞机示意图的第二十组指示灯、系统故障指示器示意图上的第二十一组指示灯以及错误显示状态飞机示意图和复飞状态飞机示意图之间的第二十二组指示灯；控制电路板包括依次连接的电源按钮、7850三端稳压集成电路和单片机控制盒，单片机控制盒的输出端连接三极管V1、V2和V3的基极，三极管V1、V2和V3的集电极连接地端，三极管V1的发射极连接航向引导状态灯组的正极，航向引导状态灯组的负极连接航向引导开关的一端，三极管V2的发射极连接下滑引导状态灯组的正极，下滑引导状态灯组的负极连接下滑引导开关的一端，三极管V3的发射极连接着陆引导状态灯组的正极，着陆引导状态灯组的负极连接着陆引导开关的一端，航向引导开关、下滑引导开关和着陆引导开关的另一端连接地端；复飞开关的一端连接电源按钮和复飞状态灯组的负极，复飞开关的另一端连接地端、IC1集成电路输入端、IC2集成电路的输入端和蜂鸣器的输入端，IC1集成电路的输出端连接航向引导状态灯组、下滑引导状态灯组、着陆引导状态灯组和复飞状态灯组的正极；IC2集成电路的输出端连接蜂鸣器的输入端，蜂鸣器的另一端连接地端。

设计方案

2.根据权利要求1所述一种飞机仪表着陆系统教学模拟装置，其特征在于：所述示教板上还设有航向信标示意图和下滑信标示意图。

3.根据权利要求1所述一种飞机仪表着陆系统教学模拟装置，其特征在于：所述第一至第二十二组指示灯为LED灯。

4.根据权利要求1所述一种飞机仪表着陆系统教学模拟装置，其特征在于：所述示教板上设有对应飞机仪表着陆系统的文字说明。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及教学装置，具体涉及一种飞机仪表着陆系统教学模拟装置。

背景技术

随着教育事业的发展，对技能型人才的培养质量要求越来越高，随之产生各种各样的教学设备。想要学生充分的掌握各种理论知识，教师必须结合理论知识实现实践化教学。

飞机仪表着陆系统又为仪器降落系统，盲降系统，是应用最为广泛的飞机精密进近和着陆引导系统。它的作用是由地面发射的两束无线电信号实现航向道和下滑道指引，建立一条由跑道指向空中的虚拟路径，飞机通过机载接收设备，确定自身与该路径的相对位置，使飞机沿正确方向飞向跑道并且平稳下降高度，最终实现安全着陆。飞机从五边进入盲降时，首先搜索到航向信号并对准跑道飞行，同时根据航向信号搜索下滑信号的频率，搜索到下滑信号的时候，进入下滑面，根据下滑提供的信号进行下降角度的调整，之后在航向信号和下滑信号的共同作用下，以3度左右的下滑角对准跑道中心线飞行。在对飞机仪表着陆系统的教学中，无论是发出的信号、指向空中的虚拟路径和下滑面都是看不见的东西，比较抽象，难以理解。要想学生能够对飞机仪表着陆系统知识有更加深刻的印象，需要制作出能让学生直观观察到飞机仪表着陆系统工作原理的模拟装置。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种飞机仪表着陆系统教学模拟装置，让飞机仪表着陆系统工作状态逐一显示，直观简单，给学生留下深刻印象。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：一种飞机仪表着陆系统教学模拟装置，包括示教板和控制箱，控制箱上设有控制电路板，控制电路板上设有航向引导开关、下滑引导开关、着陆引导开关和复飞开关；所述示教板上设有飞机仪表着陆系统工作原理示意图、着陆系统机载设备指示器示意图和各种着陆状态的飞机示意图，飞机仪表着陆系统工作原理示意图上画有航向台、下滑台和指点标台，着陆系统机载设备指示器示意图包括航向引导指示器示意图、下滑引导指示器示意图、下滑着陆指示器示意图和系统故障指示器示意图；示教板上还设有航向引导状态灯组、下滑引导状态灯组、着陆引导状态灯组和复飞状态灯组，航向引导状态灯组包括航向引导状态飞机示意图和航向台之间的两组第一组指示灯、航向引导状态飞机示意图和航向调整状态飞机示意图之间的第二组指示灯、航向调整状态飞机示意图和进入航向面状态飞机示意图之间的第三组指示灯、航向引导区和航向调整区上的第四组指示灯、航向引导指示器示意图上的第五组指示灯、指点标台上的第六组指示灯以及目视着陆状态飞机示意图和跑道之间的第七组指示灯；下滑引导状态灯组包括进入航向面状态飞机示意图和下滑台之间的第八组指示灯、下滑面上的第九组指示灯、下滑引导区上的第十组指示灯、下滑引导指示器示意图上的第十一组指示灯以及两组第一指示灯之间的第十二组指示灯；着陆引导状态灯组包括下滑状态飞机示意图下的第十三组指示灯、外指点标上的第十四组指示灯、中指点标台上的第十五组指示灯、内指点标台上的第十六组指示书灯、两组第一组指示灯之间的第十七组指示灯以及下滑着陆指示器示意图上的第十八组指示灯；复飞状态灯组包括错误显示状态飞机示意图和航向台之间的第十九组指示灯、下滑台指向错误显示状态飞机示意图的第二十组指示灯、系统故障指示器示意图上的第二十一组指示灯以及错误显示状态飞机示意图和复飞状态飞机示意图之间的第二十二组指示灯；控制电路板包括依次连接的电源按钮、7850三端稳压集成电路和单片机控制盒，单片机控制盒的输出端连接三极管V1、V2和V3的基极，三极管V1、V2和V3的集电极连接地端，三极管V1的发射极连接航向引导状态灯组的正极，航向引导状态灯组的负极连接航向引导开关的一端，三极管V2的发射极连接下滑引导状态灯组的正极，下滑引导状态灯组的负极连接下滑引导开关的一端，三极管V3的发射极连接着陆引导状态灯组的正极，着陆引导状态灯组的负极连接着陆引导开关的一端，航向引导开关、下滑引导开关和着陆引导开关的另一端连接地端；复飞开关的一端连接电源按钮和复飞状态灯组的负极，复飞开关的另一端连接地端、IC1集成电路输入端、IC2集成电路的输入端和蜂鸣器的输入端，IC1集成电路的输出端连接航向引导状态灯组、下滑引导状态灯组、着陆引导状态灯组和复飞状态灯组的正极；IC2集成电路的输出端连接蜂鸣器的输入端，蜂鸣器的另一端连接地端。

上述结构，按下电源按钮，7850三端稳压集成电路稳压，单片机控制盒工作，输出脉冲信号经过三极管V1、V2和V3送至航向引导状态灯组、下滑引导状态灯组和着陆引导状态灯组的正极；IC1集成电路供电，发出输出脉冲信号送至航向引导状态灯组、下滑引导状态灯组、着陆引导状态灯组和复飞状态灯组的负极，此时处于待机状态。

按下航向引导开关，航向引导状态灯组点亮；两组第一组指示灯点亮表示航向台发射两个等强度的航向信标波束。航向引导指示器上的第五组指示灯点亮表示飞机收到航向信标波速，航向引导指示器工作。航向引导状态飞机示意图和航向调整状态飞机示意图之间的第二组指示灯点亮表示航向引导指示器工作指引飞机进入航向调整。航向调整状态飞机示意图和进入航向面状态飞机示意图之间的第三组指示灯点亮表示航向引导指示器工作指引飞机从调整进入航向面。航向引导区和航向调整区上的第四组指示灯点亮表示飞机收到航向信标波束后，确定飞机所在区域。指点标台上的第六组指示灯点亮表示指点标机向上空发射锥形波速。目视着陆状态飞机示意图和跑道之间的第七组指示灯点亮表示飞机的进近灯光系统打开。

按下下滑引导开关，下滑引导状态灯组点亮。进入航向面状态飞机示意图和下滑台之间的第八组指示灯点亮表示下滑台向飞机发出下滑道信标波束。下滑面上的第九组指示灯点亮表示下滑台工作产生一个与跑道平面成一定角度的下滑面。下滑引导指示器上的第十一组指示灯点亮表示飞机收到下滑信标波速，下滑引导指示器工作。两组第一指示灯之间的第十二组指示灯表示飞机一直收到航向信标波束。下滑引导区上的第十组指示灯点亮表示飞机根据收到的航向信标波束和下滑信标波束确定飞机位于下滑引导区。

按下着陆引导开关，着陆引导状态灯组点亮。下滑状态飞机示意图下的第十三组指示灯表示飞机进入下滑状态开始根据收到的信号计算高度、距离和时间。外指点标上的第十四组指示灯、中指点标台上的第十五组指示灯和内指点标台上的第十六组指示书灯点亮表示指点标台不停发出信号。两组第一组指示灯之间的第十七组指示灯表示飞机一直收到航向信标波束。下滑着陆指示器上的第十八组指示灯点亮表示下滑着陆指示器工作，指引飞机进形下滑着陆。

按下复飞开关，复飞状态灯组点亮。IC2集成电路供电，蜂鸣器报警，表示航向错误或航向指示器故障。第十九组指示灯和第二十组指示灯点亮表示飞机接收到复飞信号系统故障指示器上的第二十一组指示灯点亮表示系统故障指示器工作，收到下滑故障信号或者航向故障信号。第二十二组指示灯表示飞机收到故障信号后执行复飞。

在本实用新型中，当给予三极管V1高电平时，三极管V1导通，与之连接的航向引导状态灯组短路，航向引导状态灯组熄灭，当给予三极管V1低电平时，三极管V1截止，与之连接的航向引导状态灯组，这样就可以实现对第一级指示灯组控制。三极管V2和V3的原理相同。

上述飞机的各种状态，通过点亮第一至二十二组指示灯，形象的模拟飞机的着陆过程。通过航向引导开关、下滑引导开关、着陆引导开关和复飞开关飞机各种状态可独立演示，也可以同时操作，航向引导状态灯组、下滑引导状态灯组、着陆引导状态灯组和复飞状态灯组模拟每种状态下的动作过程，让飞机仪表着陆系统的工作原理一目了然，直观简单，给学生留下深刻印象。

进一步，所述示教板上还设有航向信标示意图和下滑信标示意图。航向信标示意图和下滑信标示意图配合老师的讲解，学生进一步学习了解信号特征和信号频率。

进一步的，所述第一至第二十二组指示灯为LED灯。LED灯工作电压低，方便控制，使用寿命长。

进一步的，所述示教板上设有对应飞机仪表着陆系统的文字说明。附带文字说明指出示意图代表的事物，更加容易理解飞机仪表着陆系统。

附图说明

图1为示教板的机构示意图。

图2为控制箱的工作原理图。

图3为控制箱的示意图。

图2中A端连接下滑引导状态灯组的正极，B端连接下滑引导状态灯组的正极，C端连接着陆引导状态灯组的正极，D端连接下滑引导状态灯组的负极，E端连接下滑引导状态灯组的负极，F端连接着陆引导状态灯组的负极，G端连接复飞状态灯组的负极，H端和I端连接航向引导状态灯组、下滑引导状态灯组、着陆引导状态灯组和复飞状态灯组的正极公共端。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明。

如图1-3所示，一种飞机仪表着陆系统教学模拟装置，包括示教板1和控制箱2，控制箱2上设有控制电路板3，控制电路板3上设有航向引导开关4、下滑引导开关5、着陆引导开关6和复飞开关7；所述示教板1上设有飞机仪表着陆系统工作原理示意图8、着陆系统机载设备指示器示意图9和各种着陆状态的飞机示意图10，飞机仪表着陆系统工作原理示意图8上画有航向台11、下滑台12和指点标台13，着陆系统机载设备指示器示意图9包括航向引导指示器示意图14、下滑引导指示器示意图15、下滑着陆指示器示意图16和系统故障指示器示意图17；示教板1上还设有航向引导状态灯组、下滑引导状态灯组、着陆引导状态灯组和复飞状态灯组，航向引导状态灯组包括航向引导状态飞机示意图和航向台11之间的两组第一组指示灯18、航向引导状态飞机示意图和航向调整状态飞机示意图之间的第二组指示灯19、航向调整状态飞机示意图和进入航向面状态飞机示意图之间的第三组指示灯20、航向引导区和航向调整区上的第四组指示灯21、航向引导指示器示意图14上的第五组指示灯22、指点标台13上的第六组指示灯23以及目视着陆状态飞机示意图和跑道之间的第七组指示灯24；下滑引导状态灯组包括进入航向面状态飞机示意图和下滑台12之间的第八组指示灯25、下滑面上的第九组指示灯26、下滑引导区上的第十组指示灯27、下滑引导指示器示意图上的第十一组指示灯28以及两组第一指示灯之间的第十二组指示灯29；着陆引导状态灯组包括下滑状态飞机示意图下的第十三组指示灯30、外指点标上的第十四组指示灯31、中指点标台13上的第十五组指示灯32、内指点标台13上的第十六组指示书灯33、两组第一组指示灯18之间的第十七组指示灯34以及下滑着陆指示器示意图16上的第十八组指示灯35；复飞状态灯组包括错误显示状态飞机示意图和航向台11之间的第十九组指示灯36、下滑台12指向错误显示状态飞机示意图的第二十组指示灯37、系统故障指示器示意图17上的第二十一组指示灯38以及错误显示状态飞机示意图和复飞状态飞机示意图之间的第二十二组指示灯39；控制电路板3包括依次连接的电源按钮40、7850三端稳压集成电路41和单片机控制盒42，单片机控制盒42的输出端连接三极管V1、V2和V3的基极，三极管V1、V2和V3的集电极连接地端，三极管V1的发射极连接航向引导状态灯组的正极，航向引导状态灯组的负极连接航向引导开关4的一端，三极管V2的发射极连接下滑引导状态灯组的正极，下滑引导状态灯组的负极连接下滑引导开关5的一端，三极管V3的发射极连接着陆引导状态灯组的正极，着陆引导状态灯组的负极连接着陆引导开关6的一端，航向引导开关4、下滑引导开关5和着陆引导开关6的另一端连接地端；复飞开关7的一端连接电源按钮40和复飞状态灯组的负极，复飞开关7的另一端连接地端、IC1集成电路输入端、IC2集成电路的输入端和蜂鸣器43的输入端，IC1集成电路的输出端连接航向引导状态灯组、下滑引导状态灯组、着陆引导状态灯组和复飞状态灯组的正极；IC2集成电路的输出端连接蜂鸣器43的输入端，蜂鸣器43的另一端连接地端。

上述结构，按下电源按钮40，7850三端稳压集成电路41稳压，单片机控制盒42工作，输出脉冲信号经过三极管V1、V2和V3送至航向引导状态灯组、下滑引导状态灯组和着陆引导状态灯组的正极；IC1集成电路供电，发出输出脉冲信号送至航向引导状态灯组、下滑引导状态灯组、着陆引导状态灯组和复飞状态灯组的负极，此时处于待机状态。

按下航向引导开关4，航向引导状态灯组点亮；两组第一组指示灯18点亮表示航向台11发射两个等强度的航向信标波束。航向引导指示器示意图14上的第五组指示灯22点亮表示飞机收到航向信标波速，航向引导指示器示意图14工作。航向引导状态飞机示意图和航向调整状态飞机示意图之间的第二组指示灯19点亮表示航向引导指示器工作指引飞机进入航向调整。航向调整状态飞机示意图和进入航向面状态飞机示意图之间的第三组指示灯20点亮表示航向引导指示器工作指引飞机从调整进入航向面。航向引导区和航向调整区上的第四组指示灯21点亮表示飞机收到航向信标波束后，确定飞机所在区域。指点标台13上的第六组指示灯23点亮表示指点标机向上空发射锥形波速。目视着陆状态飞机示意图和跑道之间的第七组指示灯24点亮表示飞机的进近灯光系统打开。

按下下滑引导开关5，下滑引导状态灯组点亮。进入航向面状态飞机示意图和下滑台12之间的第八组指示灯25点亮表示下滑台12向飞机发出下滑道信标波束。下滑面上的第九组指示灯26点亮表示下滑台12工作产生一个与跑道平面成一定角度的下滑面。下滑引导指示器示意图15上的第十一组指示灯28点亮表示飞机收到下滑信标波速，下滑引导指示器工作。两组第一指示灯之间的第十二组指示灯29表示飞机一直收到航向信标波束。下滑引导区上的第十组指示灯27点亮表示飞机根据收到的航向信标波束和下滑信标波束确定飞机位于下滑引导区。

按下着陆引导开关6，着陆引导状态灯组点亮。下滑状态飞机示意图下的第十三组指示灯30表示飞机进入下滑状态开始根据收到的信号计算高度、距离和时间。外指点标上的第十四组指示灯31、中指点标台13上的第十五组指示灯32和内指点标台13上的第十六组指示书灯33点亮表示指点标台13不停发出信号。两组第一组指示灯18之间的第十七组指示灯34表示飞机一直收到航向信标波束。下滑着陆指示器示意图16上的第十八组指示灯35点亮表示下滑着陆指示器示工作，指引飞机进形下滑着陆。

按下复飞开关7，复飞状态灯组点亮。IC2集成电路供电，蜂鸣器43报警，表示航向错误或航向指示器故障。第十九组指示灯36和第二十组指示灯37点亮表示飞机接收到复飞信号系统故障指示器示意图17上的第二十一组指示灯38点亮表示系统故障指示器工作，收到下滑故障信号或者航向故障信号。第二十二组指示灯39表示飞机收到故障信号后执行复飞。

上述飞机的各种状态，通过点亮第一至二十二组指示灯，形象的模拟飞机的着陆过程。通过航向引导开关4、下滑引导开关5、着陆引导开关6和复飞开关7飞机各种状态可独立演示，也可以同时操作，航向引导状态灯组、下滑引导状态灯组、着陆引导状态灯组和复飞状态灯组模拟每种状态下的动作过程，让飞机仪表着陆系统的工作原理一目了然，直观简单，给学生留下深刻印象。

所述示教板1上还设有航向信标示意图和下滑信标示意图。航向信标示意图和下滑信标示意图配合老师的讲解，学生进一步学习了解信号特征和信号频率。

所述第一至第二十二组指示灯指示灯为LED灯。LED灯工作电压低，方便控制，使用寿命长。

所述示教板1上设有对应飞机仪表着陆系统的文字说明。附带文字说明指出示意图代表的事物，更加容易理解飞机仪表着陆系统。

设计图

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