成功大學博碩士論文系統

簡易檢索 / 詳目顯示

回結果列表

研究生：	朱國明 Chu, Kuo-Ming
論文名稱：	直昇機數位式與類比式儀表駕駛艙對飛行員操作裕度之分析 Analysis of Digital to Analog Flight Instruments in Helicopter Cockpit Against Pilot’s Operation Margin
指導教授：	林清一 Lin, Chin-E
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工學院 - 航空太空工程學系碩士在職專班 Department of Aeronautics & Astronautics (on the job class)
論文出版年：	2013
畢業學年度：	101
語文別：	中文
論文頁數：	99
中文關鍵詞：	操作裕度、人因工程、數位航電、飛行驗證
外文關鍵詞：	Operation Margin, Human Factors, Digital Avionics, Flight Verify
相關次數：	點閱：93 下載：3
分享至:	分享至facebook 分享至twitter

查詢本校圖書館目錄查詢臺灣博碩士論文知識加值系統勘誤回報

航空器的進化過程中，機身結構、複合材料、動力科技不斷的提升，為了使飛機飛得更快、更高、航程更遠且載運量更大，飛機系統日益複雜，甚至影響飛行員的飛行操作。根據國際民航組織(ICAO)的統計資料，有70%以上的重大飛安事件，與操作的「人」有著直接或間接的關聯。因此現代航電系統，將「人因工程」概念導入駕駛艙的飛行儀表及操作介面，整合成數位航空電子系統。
本研究探討數位航電系統對飛行員能力培訓之影響，以TH-67類比式直升機模擬機與CH-47SD全數位化駕駛艙直升機，針對飛行員訓練及績效，進行飛行員操作裕度驗證及緊急操作程序處置採樣與分析，深入印證數位航電系統對飛行操作及飛安效益之提昇。本研究共計執行飛行中緊急程序645項次，有效採樣數據共計396筆資料。其中包括模擬機216筆及實體機180筆。在縝密分析驗證資料後，以量化數據證實數位化駕駛艙在飛行員遭遇緊急狀況時，確實較類比式駕駛艙更能提供飛行員較大的操作裕度及減少狀況研判時間，顯見數位化航電系統對減低飛行員操作壓力及提升飛航安全具有明確及顯著之效益。

In the process of aviation evolution, the structure of airframe, composite materials and the power technology improve persistently. The primary goal of all these improvement was to speed up the aircraft, increase the flight altitude, extend travel distance, and expand the carrying capacity. Nevertheless, the complexity of aviation system has been influencing pilot's aircraft manipulation. Statistics showed, according to ICAO, that more than 70 percent of aircraft accidents directly or indirectly related to incorrect pilot manipulation. Therefore, the modern aviation system has introduced the concept of human factors engineering to interface of flight instruments cockpit and integrated them into the digital avionics system.
This research probes the influence of digital avionics upon pilot's ability training. In the flight of pilot's training and achievement, both of the TH-67 helicopter simulator equipped with analogical flight instruments and CH-47SD full digital flight instruments cockpit are applied to sample and analyze pilot operation margin verity and emergency manipulation procedures. This research also deeply proves that digital avionics do improve pilot's flight manipulation and aviation security efficiency. 645 items of flight emergency procedures are exercised with 396 effective sampling adopted (including 216 of helicopter simulator and 180 of actual aircraft).
Under deliberate analysis, the quantification data has verified that the digital avionics can provide pilots with a larger operation margin and shorten the judgment time under emergency situation. It is very obvious to see that the digital avionics can not only alleviate pilot's pressure but also enhance the aviation security.

目  錄
中文摘要...................................................I
英文摘要..................................................II
誌 謝 ...................................................III
目 錄 ....................................................IV
圖目錄................................................... IX
表目錄...................................................XIV
第一章 緒論.................................................1
1 研究背景與動機   ......................................1
2 研究目的    ..........................................2
3 研究範圍與限制  .......................................2
4 研究流程   ...........................................4
5 論文大綱   ...........................................6
第二章 航電系統回顧   ........................................7
1     飛行儀表系統區分...................................7
1.1   類比及機械式飛行儀表   .............................9
1.1.1 姿態指示儀(ADI) ..................................9
1.1.2 航向指示器(HSI)..................................10
1.1.3 空速指示器(ASI)..................................11
1.1.4 高度表(Altimeter) ..............................12
1.1.5 垂直升降速率表(VSI) ..............................14
1.2   數位航電儀表系統..................................15
1.2.1 慣性導航系統(INS)................................15
1.2.2 雷射姿態陀螺系統(AHRS) ...........................17
1.2.3 大氣資訊處理器 (ADC)..............................19
2     駕駛艙設計.......................................20
3     航電系統  .......................................23
3.1   航電系統發展趨勢..................................23
3.2   航電匯流排(Data Bus) ............................25
4     人因工程導入駕駛艙之助益   .........................28
4.1   人因工程定義  ....................................28
4.2   人機介面  .......................................28
4. 3  人機系統之可靠度..................................30
4.3.1 飛機系統可靠度....................................31
4.3.2 人員可靠度.......................................33
4.4   飛行儀表訊息顯示設計...............................35
4.5   質化與量化訊息顯示.................................36
5     類比式與數位式儀表系統差異..........................38
5.1   類比式儀表特性....................................38
5.2   數位式儀表特性....................................39
6     小結............................................40
第三章 飛行操作裕度驗證與分析.................................41
1     飛行驗證實驗設計..................................41
2     驗證採樣人員資格及緊急狀況設置......................42
2.1   採樣人員資格與條件.................................42
2.2   緊急狀況設置.....................................44 
3     TH-67直昇機模擬機飛行驗證..........................45
3.1   TH-67直昇機模擬機介紹.............................46
3.2   模擬機飛行驗證....................................49
3.3   飛行驗證程序......................................51
3.4   模擬機飛行驗證成果.................................52
4     CH-47SD直昇機實體機空中飛行驗證.....................55
4.1   CH-47SD全數位化駕駛艙直升機介紹.....................55
4.2   實體機飛行驗證....................................57
4.3   飛行驗證程序......................................58
4.4   實體機飛行驗證成果.................................60
5     飛行驗證數據綜整與分析.............................61
5.1   飛行驗證採樣差異度分析模式..........................61
5.2   各飛行等級驗證資料分析.............................64
5.3   飛行驗證人員素質分析析.............................65
5.4   各飛行等級人員緊急程序判斷時間差異分析................65
5.5   飛行驗證數據分析成果...............................69
6     小結............................................69
第四章 飛行任務裝備與操作裕度研析　............................71
1     駕駛艙飛行儀表提供資訊與操作裕度探討..................71
1.1   電子飛航儀表系統　.................................74
1.2   任務整合顯示器(MMFD)..............................75
1.3   飛機狀況整合顯示器(AVMFD)..........................75
1.4   控制顯示器(CDU)　.................................77
2     飛行狀況判斷與操作裕度探討..........................78
2.1   惡劣天候與複雜環境下飛行............................78
2.2   數位航電系統容錯度探討 　...........................79
3     提升安全裕度之飛行任務裝備探討.......................82
3.1   衛星定位及慣性導航系統　............................83
3.2   氣象雷達.........................................84
3.3   自動飛行控制系統 (AFCS) 　.........................86
3.4   抬頭顯示器 (HUD) 與光學顯示器 (ODA).................88
4     小結............................................90
第五章 結論與建議...........................................93
1    結論.............................................93
2   建議.............................................95
參考文獻...................................................96
                                    

英文資料:
[1] Boeing Company, CH-47SD/Pilot Ground School, PA, USA,
2010.
[2] Rockwell Collins, Common Avionics Architecture System
Overview, 2008.
[3] FAA-H-8083-15A, Instrument Flying Handbook, U.S
Department of Transporta-tion, OK, USA, 2009.
[4] FAA-H-8083-25A, Pilot's Handbook of Aeronautical
Knowledge, U.S Department of Transportation, OK, USA,
2007.
[5] Boeing Company, CH-47SD/Airframe Manual, PA, USA, 2010.
[6] Boeing Company, B-234 Helicopter Operator's Manual, PA,
USA, 1986.
[7] Boeing Company, CH-47SD/-10 Operator's Manual, PA, USA,
2010.
[8] Wang, S., Li, Y., Feng, C., Guo, A., “ Dissociation of
visual associative and motor learning in Drosophila at
the flight simulator”, Behavioral Processes. 2003.
[9] Zolghadri, A., “Early warning and prediction of flight
parameter abnormalities for improved system safety
assessment”, Reliability Engineering and System
Safety,2002.
[10] Steen, V. D., “An earth-stationary perceived visual
scene during roll and yaw Motion in a Flight
Simulator”, Journal of Vestibular Research, 1998.
[11] Bove, T., & Andersen, H. B., “The effect of an
advisory system on pilots’ go / no-go decision during
take-off”, Reliability Engineering & System Safety,
2002.
[12] Vandor, B., & Pritchett, A. R., “ Effects of displays
and alerts on subject reac-tions to potential
collisions during closely spaced parallel approaches”,
Atlanta, Georgia Institute of Technology. 1999.
[13] Davis, S. D., & Pretchett, A. R., “Alerting system
assertiveness, knowledge, and over- reliance”,
Technology Impact, 1999.
[14] Boeing Company, CH-47SD/-MTF Maintenance Test Flight
Manual, PA, USA, 2010.
[15] Hasse, D., “ALPA ground proximity warning system
survey”, Proceedings of the Flight Safety Foundation
45th annual International Air Safety Seminar, Long
Beach, CA, USA, 1992.
[16] Honeywell, B777 Flight Management System Pilot's
Guide, Aerospace Electron-ic Systems, Phoenix,
Arizona, USA, 2001.
[17] Jane's Information Group Inc, Jane's Air Traffic
Control 1995-96, VA, USA, 1996.
[18] McCormick, Human Factors in Engineering and Design,
National Transporta-tion Safety Board, 1982.
[19] Proctor, R.W., ＆ Zandt, T. V., Human Factors in
Simple and Complex Systems Chapter 8 Ally and Bacon,
Boston, USA, 1994.
[20] Krause, S., Aircraft Safety, The McGraw-Hill
Companies, Inc., NY, USA, 2001.
[21] Brinkman, D., Jane's AVIONICS 1995-96, Fourteenth
Edition, USA, 1996.
[22] Smith, C. E., “Glass Cockpit Transition Training in
Collegiate Aviation: Analog To Digital”, 2008.
[23] Dingus, T. A., Human factors field evaluation of
automotive headway mainte-nance /collision warning
devices, Human Factor, 1997.
[24] Heintzman, J. R., “Determination of force cueing
requirements for tactical com-bat flight training
devices”, Simtec INC, VA, 1996.
[25] Boeing Company, B777 Flight Crew Operations Manual,
Revision Number 35, USA, 2010.

中文資料:
[26] 林清一，數位航空電子系統(第三版)，全華圖書股份有限公司，台北，
2011.
[27] 藍國華，航空電子系統設計原理，漢翔公司，2010.
[28] 鄭昌敬，航空電子學，國立編譯館，台北，1998.
[29] 侯東旭、鄭世宏，人因工程(三版)，中興管理顧問公司，台北，2010.
[30] 李開偉，實用人因工程學，全華科技圖書股份有限公司，台北，2003.
[31] 傅鶴齡，航空科學，大中國圖書公司，台北，1982.
[32] 章亞明，嵌入式控制系統應用設計，北京郵電大學出版社(簡體字)，
北京，2010.
[33] 童詩白、華成英，模擬電子技術基礎（第四版），高等教育出版社
(簡體字) ，北京，2006.
[34] 許炎泉，以模擬機探討飛行員於飛行降落階段之壓力負荷與人格特質之差異
研究，成功大學工業管理所碩士論文，2006.
[35] 邱世憲，以飛行模擬機評估飛機加裝不正常姿態警示裝置對減少空間迷向
為害之研究－以旋翼機為例，成功大學工業研究所碩士論文，2005.
[36] 國防部史政編譯館，飛行員素養之精進，台北，1998.
[37] 魏楞傑，自動飛行控制系統，航太工業通訊第36期，1999 .
[38] 景鴻鑫，龍在座艙；中華文化與科技的百年掙扎，台灣商務印書館，
台北，2009.
[39] 莊智清；黃國興，電子導航，全華科技圖書股份有限公司，台北，2000.
[40] 鈴木真二，萊特兄弟與飛行，世茂出版集團，2004.
[41] 吳鍾珍，航空電子手冊，徐氏基金會，台北，1978.
[42] 袁　杰，類比與數位，全華科技圖書股份有限公司，台北，1998.
[43] 楊金良、許本爵,數位與類比電路及系統，專上圖書有限公司，台北，
1984.
[44] 楊一棟，直升機飛行控制 (第二版)，國防工業出版社(簡體字)，北京，
2011.
[45] 宋樂業，直昇機飛航作業人為因素之探討，成功大學EMBA碩士論文，
2006.
[46] TH-67(Bell 206)型教練直升機操作手冊，陸軍總司令部，桃園，
2001.

網路資料:
[47] B-777駕駛艙配置圖,http://www.boeing.com/boeing/.2013.06.
[48] 1930年代飛行儀表配置圖,http://www.nasa.gov/audience/
foreducators/topnav/materials/listbytype/2013.05.
[49] 萊特兄弟第一次飛行, http://www.Learning. to.Fly-The.
Wright.Brothers. Adventure.html.2013.05.
[50] 抬頭顯示器, http://3.bp.blogspot.com/_7vQ5Ak4aM9E/
/zf_zSvLGr5w/s1600/hud.2013.06.
[51] A-380駕駛艙配置圖http://tw.knowledge.yahoo.com
/wiki/File:Airbus_A380_cockpit.jpg.2013.06.

校內：立即公開
校外：2013-11-10公開

簡易檢索 / 詳目顯示

相關論文