航空電子系統(tǒng)發(fā)展及展望

2.32.3綜合式航空電子系統(tǒng)2.12.1分立綜合式航空電子系統(tǒng)航空電子系統(tǒng)發(fā)展及展望航空電子系統(tǒng)發(fā)展及展望摘要：本文圍繞航空電子系統(tǒng)闡述了20世紀70年代至今航空電子發(fā)展的幾個階段，針對影響航空電子發(fā)展的幾個因素，展開討論，并分析航空電子綜合發(fā)展趨勢。關鍵字：航空電子模塊化機載網絡綜合航電引言飛機上所安裝的電子系統(tǒng)和其所承載的越來越復雜多元化的任務呈比例增加，趨向復雜，機載航空電子系統(tǒng)在提高飛機性能方面占有越來越重要的地位。1航空電子系統(tǒng)綜合在飛機完成任務的過程中，所有進行支持的和電子學有關的系統(tǒng)以及設備就是航空電子。記在網絡和軟硬件等技術將電子功能和對應的電子設備在飛機物理結構空間內組合成一個有機整體，來達到高度共享資源的目的，將系統(tǒng)作戰(zhàn)性能、可靠性相平衡與生命周期成本控制方面。2航點綜合技術的發(fā)展歷程在迄今為止的數十年發(fā)展過程中，航空電子系統(tǒng)經歷了分立式、聯(lián)合式、綜合式和先進綜合式四個發(fā)展階段。各個子系統(tǒng)獨立，飛行員必須分別獲取各個子系統(tǒng)的顯示信息，并分別進行各個子系統(tǒng)的控制和操作，這種航空電子系統(tǒng)被認為是第一代航空電子系統(tǒng)。由于機載電子設備的數量和種類多且自成系統(tǒng)，設備間的信號傳遞都采用點對點傳輸方式，互連電纜繁多，重量大，占用空間大，隊飛機平臺造成了很不利的影響。2.2聯(lián)合式航空電子系統(tǒng)【1】由于分立式航空電子的種種限制，使飛行員幾乎無法非常有效地操縱飛機。提出了以數據總線和綜合顯示控制為標志的聯(lián)合式航空電子系統(tǒng)。該系統(tǒng)大大減輕了飛行員的負擔，簡化了系統(tǒng)設計，將獨立工作的航點設備通過1553B數據總線進行互聯(lián)，并通過任務軟件進行綜合控制和現(xiàn)實，實現(xiàn)信息資源共享，提高了系統(tǒng)的性能。并將該系統(tǒng)成功地應用于F-16、F-18和法國的幻影2000等一系列戰(zhàn)斗機上。盡管解決了部分信息共享和顯示控制的問題，隨著航空電子系統(tǒng)進一步復雜化，聯(lián)合式航空電子系統(tǒng)也表現(xiàn)出明顯的局限性：各子系統(tǒng)仍使用專用的硬件和軟件資源，僅對現(xiàn)實和控制進行了綜合，綜合化程度低；數據總線帶快不夠，1553總線速率為1Mb/s不能滿足新的系統(tǒng)信息傳輸的要求；系統(tǒng)通過總線控制器集中控制，缺乏系統(tǒng)控制上的健壯性；需要外場、內場、和車間三級維修支持，在正果系統(tǒng)生命周期中造成大量附加成本。“寶石柱”計劃【2】是美國空軍萊特實驗室于1987年提出，并于1991年完成演示實驗，在F-22、A-12、RAH-66上獲得應用?！皩毷庇媱澋闹匾饬x在于賣出了顯著的航空電子功能綜合的第一步。由通用的數據處理機組成航空電子核心處理系統(tǒng)，完成傳感器的信息處理和系統(tǒng)任務管理功能。它將航空電子系統(tǒng)劃分為傳感器區(qū)、數字信號處理區(qū)、任務管理區(qū)和飛機管理區(qū)。在各個功能區(qū)中采用了一些相同的通用模塊，并且可以安裝在相同的設備架中。通用模塊系列的應用提高了系統(tǒng)可靠性，取消了空軍基地中間級維修，大大降低了飛機生命周期成本。F-22系統(tǒng)綜合結構示意圖如圖1。2.4先進綜合式航空電子系統(tǒng)航空電子系統(tǒng)面臨性能、成本和可靠性等方面的嚴峻挑戰(zhàn)。在改進性能方面，隱身性已成為許多新的軍用飛機的一項主要涉及考慮，然而航空電子在滿足隱身性的要求下還必須提供足夠的數據，使飛行員獲得戰(zhàn)場威脅、地形等諸多信息。還需要綜合通過數據鏈從外部獲得數據，以補充機載傳感器的信息，構成動態(tài)的任務態(tài)勢。為了提供這個能力，需要大大改進傳感器級傳感