吳志軍+楊勝學(xué)

摘 要：本文圍繞航空電子系統(tǒng)闡述了20世紀(jì)70年代至今航空電子發(fā)展的幾個(gè)階段，針對影響航空電子發(fā)展的幾個(gè)因素，展開討論，并分析航空電子綜合發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：航空電子 模塊化 機(jī)載網(wǎng)絡(luò) 綜合航電

中圖分類號：V243 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）01（c）-0033-02

飛機(jī)上所安裝的電子系統(tǒng)和其所承載的越來越復(fù)雜多元化的任務(wù)呈比例增加，趨向復(fù)雜，機(jī)載航空電子系統(tǒng)在提高飛機(jī)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(jī)完成任務(wù)的過程中，所有進(jìn)行支持的和電子學(xué)有關(guān)的系統(tǒng)以及設(shè)備就是航空電子。記在網(wǎng)絡(luò)和軟硬件等技術(shù)將電子功能和對應(yīng)的電子設(shè)備在飛機(jī)物理結(jié)構(gòu)空間內(nèi)組合成一個(gè)有機(jī)整體，來達(dá)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(diǎn)綜合技術(shù)的發(fā)展歷程

在迄今為止的數(shù)十年發(fā)展過程中，航空電子系統(tǒng)經(jīng)歷了分立式、聯(lián)合式、綜合式和先進(jìn)綜合式四個(gè)發(fā)展階段。

2.1 分立綜合式航空電子系統(tǒng)

各個(gè)子系統(tǒng)獨(dú)立，飛行員必須分別獲取各個(gè)子系統(tǒng)的顯示信息，并分別進(jìn)行各個(gè)子系統(tǒng)的控制和操作，這種航空電子系統(tǒng)被認(rèn)為是第一代航空電子系統(tǒng)。由于機(jī)載電子設(shè)備的數(shù)量和種類多且自成系統(tǒng)，設(shè)備間的信號傳遞都采用點(diǎn)對點(diǎn)傳輸方式，互連電纜繁多，重量大，占用空間大，隊(duì)飛機(jī)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(jī)。提出了以數(shù)據(jù)總線和綜合顯示控制為標(biāo)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(fù)擔(dān)，簡化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)，將獨(dú)立工作的航點(diǎn)設(shè)備通過1553B數(shù)據(jù)總線進(jìn)行互聯(lián)，并通過任務(wù)軟件進(jìn)行綜合控制和現(xiàn)實(shí)，實(shí)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(yīng)用于F-16、F-18和法國的幻影2000等一系列戰(zhàn)斗機(jī)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(jìn)一步復(fù)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(shí)和控制進(jìn)行了綜合，綜合化程度低；數(shù)據(jù)總線寬快不夠，1553總線速率為1 Mb/s不能滿足新的系統(tǒng)信息傳輸?shù)囊?；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(nèi)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。

2.3 綜合式航空電子系統(tǒng)

“寶石柱”計(jì)劃[2]是美國空軍萊特實(shí)驗(yàn)室于1987年提出，并于1991年完成演示實(shí)驗(yàn)，在F-22、A-12、RAH-66上獲得應(yīng)用。“寶石柱”計(jì)劃的重要意義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(shù)據(jù)處理機(jī)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(wù)管理功能。它將航空電子系統(tǒng)劃分為傳感器區(qū)、數(shù)字信號處理區(qū)、任務(wù)管理區(qū)和飛機(jī)管理區(qū)。在各個(gè)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(shè)備架中。通用模塊系列的應(yīng)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(jī)生命周期成本。F-22系統(tǒng)綜合結(jié)構(gòu)示意圖如圖1。

2.4 先進(jìn)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(yán)峻挑戰(zhàn)。在改進(jìn)性能方面，隱身性已成為許多新的軍用飛機(jī)的一項(xiàng)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(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)鏈從外部獲得數(shù)據(jù)，以補(bǔ)充機(jī)載傳感器的信息，構(gòu)成動(dòng)態(tài)的任務(wù)態(tài)勢。為了提供這個(gè)能力，需要大大改進(jìn)傳感器級傳感器信號處理能力。在提高系統(tǒng)可用性方面。21世紀(jì)航空電子使用環(huán)境對電子設(shè)備設(shè)計(jì)、封裝、冷卻等方面提出了新的要求，特別強(qiáng)調(diào)更廣泛的通用化和模塊化，改進(jìn)電子系統(tǒng)可靠性，簡化維修，減少對機(jī)務(wù)人員和系統(tǒng)供應(yīng)渠道的依賴。

20世紀(jì)90年代初，美國空軍萊特實(shí)驗(yàn)室針對2000年以后的航空電子系統(tǒng)需求提出了“寶石臺”計(jì)劃[3]，如圖2所示。與“寶石柱”計(jì)劃不同的是，“寶石臺”將綜合化和模塊化的概念推廣到了天線孔徑和傳感器信號預(yù)處理的領(lǐng)域。

3 航空電子綜合系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

3.1 航點(diǎn)綜合化技術(shù)向深度和廣度發(fā)展

（1）綜合傳感器系統(tǒng)（ISS）計(jì)劃中，射頻、天線孔徑、信號處理、數(shù)字處理等都將采用共用概念；（2）綜合孔徑傳感器系統(tǒng)（IASS）用一個(gè)480×680像素的紅外焦平面陣完成前視紅外、紅外搜索跟蹤、電視攝像等功能；（3）分布孔徑紅外系統(tǒng)（DAIRS）把導(dǎo)彈逼近告警裝置、紅外搜索跟蹤和前視紅外等功能綜合成一個(gè)系統(tǒng)；（4）綜合射頻對抗系統(tǒng)（SIRFC）、“綜合紅外對抗系統(tǒng)（SIIRCM）將定向紅外對抗和紫外線導(dǎo)彈告警結(jié)合起來；（5）F-22、EF-2000飛機(jī)對機(jī)電系統(tǒng)實(shí)施統(tǒng)一的控制和管理，即公共設(shè)備管理系統(tǒng)，并納入綜合航電系統(tǒng)統(tǒng)一管理和控制。下一步將朝著功能和能量的綜合方向發(fā)展，由一個(gè)整體的綜合系統(tǒng)完成目前由各機(jī)電系統(tǒng)完成的全部功能。綜合已不限于單機(jī)之內(nèi)，最大限度地利用機(jī)外信息資源將是今后一個(gè)顯著特點(diǎn)。

3.2 廣泛使用COTS技術(shù)

為了實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)上可承受、性能、可改進(jìn)性和重新使用能力的四大指標(biāo)，在未來的綜合航電系統(tǒng)中將更加強(qiáng)調(diào)采用COTS技術(shù)。開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)下，更新周期很短的商用產(chǎn)品，采用公開一致的民用標(biāo)準(zhǔn)，易于更新、易于發(fā)展、易于采用新技術(shù)。

3.3 實(shí)現(xiàn)高度的模塊化

模塊化是實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡化和綜合化的基礎(chǔ)，也是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)重構(gòu)的基礎(chǔ)。航電系統(tǒng)由三級維修簡化成二級維修，減少維修人員和地面維修設(shè)備，大大減少了后勤保障費(fèi)用。

3.4 戰(zhàn)斗機(jī)傳感器進(jìn)一步綜合化

多傳感器綜合（MSI）的目標(biāo)是：（1）改變目前各種傳感器分立的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)互為補(bǔ)充、互為備份、揚(yáng)長避短、綜合使用各傳感器提供的信息；（2）對多傳感器實(shí)現(xiàn)綜合的控制和管理，在現(xiàn)有的硬件和軟件水平上獲得比任何單獨(dú)的傳感器性能更高的傳感器系統(tǒng)；（3）美國空軍F-22傳感器系統(tǒng)的天線及射頻前端功能仍是分立的，雷達(dá)、RWR/ESM、CNI各有自己的天線及前端處理功能，綜合起來完成雷達(dá)、EW、CNI等功能；（4）傳感器的信號處理和數(shù)據(jù)處理也要實(shí)現(xiàn)綜合，使用統(tǒng)一的中頻進(jìn)行處理，A/D變換盡量向前端推移，使用標(biāo)準(zhǔn)的共用模塊。完成信號處理和數(shù)據(jù)處理，然后通過航空電子網(wǎng)絡(luò)，連接到CIP，進(jìn)行數(shù)據(jù)融合。對傳感器的控制和功率管理也可通過該通道完成；（5）傳感器系統(tǒng)的界線將被打破。如，用于掃描和跟蹤目標(biāo)這些傳統(tǒng)雷達(dá)任務(wù)的有源電子掃描陣（AESA）在同一時(shí)刻也用于干擾、電子情報(bào)、通信和其他任務(wù)；（6）AESA收集的數(shù)據(jù)將與機(jī)外數(shù)據(jù)源（如預(yù)警機(jī)、電子戰(zhàn)飛機(jī)和衛(wèi)星），以及機(jī)上的光電系統(tǒng)的信息進(jìn)行融合。

參考文獻(xiàn)

[1] 霍曼，鄧中衛(wèi).國外軍用飛機(jī)航空電子系統(tǒng)發(fā)展趨勢[J].航空電子技術(shù)，2004（4）：5-10.

[2] 江帆，鞠建波，鄧小濤.綜合航空電子系統(tǒng)新技術(shù)研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2003（20）：32-34.

[3] 姜鑫.軍用直升機(jī)航空電子系統(tǒng)的發(fā)展[J].直升機(jī)技術(shù)，2002（4）：46-48endprint

摘 要：本文圍繞航空電子系統(tǒng)闡述了20世紀(jì)70年代至今航空電子發(fā)展的幾個(gè)階段，針對影響航空電子發(fā)展的幾個(gè)因素，展開討論，并分析航空電子綜合發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：航空電子 模塊化 機(jī)載網(wǎng)絡(luò) 綜合航電

中圖分類號：V243 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）01（c）-0033-02

飛機(jī)上所安裝的電子系統(tǒng)和其所承載的越來越復(fù)雜多元化的任務(wù)呈比例增加，趨向復(fù)雜，機(jī)載航空電子系統(tǒng)在提高飛機(jī)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(jī)完成任務(wù)的過程中，所有進(jìn)行支持的和電子學(xué)有關(guān)的系統(tǒng)以及設(shè)備就是航空電子。記在網(wǎng)絡(luò)和軟硬件等技術(shù)將電子功能和對應(yīng)的電子設(shè)備在飛機(jī)物理結(jié)構(gòu)空間內(nèi)組合成一個(gè)有機(jī)整體，來達(dá)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(diǎn)綜合技術(shù)的發(fā)展歷程

在迄今為止的數(shù)十年發(fā)展過程中，航空電子系統(tǒng)經(jīng)歷了分立式、聯(lián)合式、綜合式和先進(jìn)綜合式四個(gè)發(fā)展階段。

2.1 分立綜合式航空電子系統(tǒng)

各個(gè)子系統(tǒng)獨(dú)立，飛行員必須分別獲取各個(gè)子系統(tǒng)的顯示信息，并分別進(jìn)行各個(gè)子系統(tǒng)的控制和操作，這種航空電子系統(tǒng)被認(rèn)為是第一代航空電子系統(tǒng)。由于機(jī)載電子設(shè)備的數(shù)量和種類多且自成系統(tǒng)，設(shè)備間的信號傳遞都采用點(diǎn)對點(diǎn)傳輸方式，互連電纜繁多，重量大，占用空間大，隊(duì)飛機(jī)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(jī)。提出了以數(shù)據(jù)總線和綜合顯示控制為標(biāo)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(fù)擔(dān)，簡化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)，將獨(dú)立工作的航點(diǎn)設(shè)備通過1553B數(shù)據(jù)總線進(jìn)行互聯(lián)，并通過任務(wù)軟件進(jìn)行綜合控制和現(xiàn)實(shí)，實(shí)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(yīng)用于F-16、F-18和法國的幻影2000等一系列戰(zhàn)斗機(jī)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(jìn)一步復(fù)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(shí)和控制進(jìn)行了綜合，綜合化程度低；數(shù)據(jù)總線寬快不夠，1553總線速率為1 Mb/s不能滿足新的系統(tǒng)信息傳輸?shù)囊?；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(nèi)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。

2.3 綜合式航空電子系統(tǒng)

“寶石柱”計(jì)劃[2]是美國空軍萊特實(shí)驗(yàn)室于1987年提出，并于1991年完成演示實(shí)驗(yàn)，在F-22、A-12、RAH-66上獲得應(yīng)用?！皩毷庇?jì)劃的重要意義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(shù)據(jù)處理機(jī)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(wù)管理功能。它將航空電子系統(tǒng)劃分為傳感器區(qū)、數(shù)字信號處理區(qū)、任務(wù)管理區(qū)和飛機(jī)管理區(qū)。在各個(gè)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(shè)備架中。通用模塊系列的應(yīng)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(jī)生命周期成本。F-22系統(tǒng)綜合結(jié)構(gòu)示意圖如圖1。

2.4 先進(jìn)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(yán)峻挑戰(zhàn)。在改進(jìn)性能方面，隱身性已成為許多新的軍用飛機(jī)的一項(xiàng)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(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)鏈從外部獲得數(shù)據(jù)，以補(bǔ)充機(jī)載傳感器的信息，構(gòu)成動(dòng)態(tài)的任務(wù)態(tài)勢。為了提供這個(gè)能力，需要大大改進(jìn)傳感器級傳感器信號處理能力。在提高系統(tǒng)可用性方面。21世紀(jì)航空電子使用環(huán)境對電子設(shè)備設(shè)計(jì)、封裝、冷卻等方面提出了新的要求，特別強(qiáng)調(diào)更廣泛的通用化和模塊化，改進(jìn)電子系統(tǒng)可靠性，簡化維修，減少對機(jī)務(wù)人員和系統(tǒng)供應(yīng)渠道的依賴。

20世紀(jì)90年代初，美國空軍萊特實(shí)驗(yàn)室針對2000年以后的航空電子系統(tǒng)需求提出了“寶石臺”計(jì)劃[3]，如圖2所示。與“寶石柱”計(jì)劃不同的是，“寶石臺”將綜合化和模塊化的概念推廣到了天線孔徑和傳感器信號預(yù)處理的領(lǐng)域。

3 航空電子綜合系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

3.1 航點(diǎn)綜合化技術(shù)向深度和廣度發(fā)展

（1）綜合傳感器系統(tǒng)（ISS）計(jì)劃中，射頻、天線孔徑、信號處理、數(shù)字處理等都將采用共用概念；（2）綜合孔徑傳感器系統(tǒng)（IASS）用一個(gè)480×680像素的紅外焦平面陣完成前視紅外、紅外搜索跟蹤、電視攝像等功能；（3）分布孔徑紅外系統(tǒng)（DAIRS）把導(dǎo)彈逼近告警裝置、紅外搜索跟蹤和前視紅外等功能綜合成一個(gè)系統(tǒng)；（4）綜合射頻對抗系統(tǒng)（SIRFC）、“綜合紅外對抗系統(tǒng)（SIIRCM）將定向紅外對抗和紫外線導(dǎo)彈告警結(jié)合起來；（5）F-22、EF-2000飛機(jī)對機(jī)電系統(tǒng)實(shí)施統(tǒng)一的控制和管理，即公共設(shè)備管理系統(tǒng)，并納入綜合航電系統(tǒng)統(tǒng)一管理和控制。下一步將朝著功能和能量的綜合方向發(fā)展，由一個(gè)整體的綜合系統(tǒng)完成目前由各機(jī)電系統(tǒng)完成的全部功能。綜合已不限于單機(jī)之內(nèi)，最大限度地利用機(jī)外信息資源將是今后一個(gè)顯著特點(diǎn)。

3.2 廣泛使用COTS技術(shù)

為了實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)上可承受、性能、可改進(jìn)性和重新使用能力的四大指標(biāo)，在未來的綜合航電系統(tǒng)中將更加強(qiáng)調(diào)采用COTS技術(shù)。開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)下，更新周期很短的商用產(chǎn)品，采用公開一致的民用標(biāo)準(zhǔn)，易于更新、易于發(fā)展、易于采用新技術(shù)。

3.3 實(shí)現(xiàn)高度的模塊化

模塊化是實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡化和綜合化的基礎(chǔ)，也是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)重構(gòu)的基礎(chǔ)。航電系統(tǒng)由三級維修簡化成二級維修，減少維修人員和地面維修設(shè)備，大大減少了后勤保障費(fèi)用。

3.4 戰(zhàn)斗機(jī)傳感器進(jìn)一步綜合化

多傳感器綜合（MSI）的目標(biāo)是：（1）改變目前各種傳感器分立的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)互為補(bǔ)充、互為備份、揚(yáng)長避短、綜合使用各傳感器提供的信息；（2）對多傳感器實(shí)現(xiàn)綜合的控制和管理，在現(xiàn)有的硬件和軟件水平上獲得比任何單獨(dú)的傳感器性能更高的傳感器系統(tǒng)；（3）美國空軍F-22傳感器系統(tǒng)的天線及射頻前端功能仍是分立的，雷達(dá)、RWR/ESM、CNI各有自己的天線及前端處理功能，綜合起來完成雷達(dá)、EW、CNI等功能；（4）傳感器的信號處理和數(shù)據(jù)處理也要實(shí)現(xiàn)綜合，使用統(tǒng)一的中頻進(jìn)行處理，A/D變換盡量向前端推移，使用標(biāo)準(zhǔn)的共用模塊。完成信號處理和數(shù)據(jù)處理，然后通過航空電子網(wǎng)絡(luò)，連接到CIP，進(jìn)行數(shù)據(jù)融合。對傳感器的控制和功率管理也可通過該通道完成；（5）傳感器系統(tǒng)的界線將被打破。如，用于掃描和跟蹤目標(biāo)這些傳統(tǒng)雷達(dá)任務(wù)的有源電子掃描陣（AESA）在同一時(shí)刻也用于干擾、電子情報(bào)、通信和其他任務(wù)；（6）AESA收集的數(shù)據(jù)將與機(jī)外數(shù)據(jù)源（如預(yù)警機(jī)、電子戰(zhàn)飛機(jī)和衛(wèi)星），以及機(jī)上的光電系統(tǒng)的信息進(jìn)行融合。

參考文獻(xiàn)

[1] 霍曼，鄧中衛(wèi).國外軍用飛機(jī)航空電子系統(tǒng)發(fā)展趨勢[J].航空電子技術(shù)，2004（4）：5-10.

[2] 江帆，鞠建波，鄧小濤.綜合航空電子系統(tǒng)新技術(shù)研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2003（20）：32-34.

[3] 姜鑫.軍用直升機(jī)航空電子系統(tǒng)的發(fā)展[J].直升機(jī)技術(shù)，2002（4）：46-48endprint

摘 要：本文圍繞航空電子系統(tǒng)闡述了20世紀(jì)70年代至今航空電子發(fā)展的幾個(gè)階段，針對影響航空電子發(fā)展的幾個(gè)因素，展開討論，并分析航空電子綜合發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：航空電子 模塊化 機(jī)載網(wǎng)絡(luò) 綜合航電

中圖分類號：V243 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）01（c）-0033-02

飛機(jī)上所安裝的電子系統(tǒng)和其所承載的越來越復(fù)雜多元化的任務(wù)呈比例增加，趨向復(fù)雜，機(jī)載航空電子系統(tǒng)在提高飛機(jī)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(jī)完成任務(wù)的過程中，所有進(jìn)行支持的和電子學(xué)有關(guān)的系統(tǒng)以及設(shè)備就是航空電子。記在網(wǎng)絡(luò)和軟硬件等技術(shù)將電子功能和對應(yīng)的電子設(shè)備在飛機(jī)物理結(jié)構(gòu)空間內(nèi)組合成一個(gè)有機(jī)整體，來達(dá)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(diǎn)綜合技術(shù)的發(fā)展歷程

在迄今為止的數(shù)十年發(fā)展過程中，航空電子系統(tǒng)經(jīng)歷了分立式、聯(lián)合式、綜合式和先進(jìn)綜合式四個(gè)發(fā)展階段。

2.1 分立綜合式航空電子系統(tǒng)

各個(gè)子系統(tǒng)獨(dú)立，飛行員必須分別獲取各個(gè)子系統(tǒng)的顯示信息，并分別進(jìn)行各個(gè)子系統(tǒng)的控制和操作，這種航空電子系統(tǒng)被認(rèn)為是第一代航空電子系統(tǒng)。由于機(jī)載電子設(shè)備的數(shù)量和種類多且自成系統(tǒng)，設(shè)備間的信號傳遞都采用點(diǎn)對點(diǎn)傳輸方式，互連電纜繁多，重量大，占用空間大，隊(duì)飛機(jī)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(jī)。提出了以數(shù)據(jù)總線和綜合顯示控制為標(biāo)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(fù)擔(dān)，簡化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)，將獨(dú)立工作的航點(diǎn)設(shè)備通過1553B數(shù)據(jù)總線進(jìn)行互聯(lián)，并通過任務(wù)軟件進(jìn)行綜合控制和現(xiàn)實(shí)，實(shí)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(yīng)用于F-16、F-18和法國的幻影2000等一系列戰(zhàn)斗機(jī)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(jìn)一步復(fù)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(shí)和控制進(jìn)行了綜合，綜合化程度低；數(shù)據(jù)總線寬快不夠，1553總線速率為1 Mb/s不能滿足新的系統(tǒng)信息傳輸?shù)囊螅幌到y(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(nèi)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。

2.3 綜合式航空電子系統(tǒng)

“寶石柱”計(jì)劃[2]是美國空軍萊特實(shí)驗(yàn)室于1987年提出，并于1991年完成演示實(shí)驗(yàn)，在F-22、A-12、RAH-66上獲得應(yīng)用?！皩毷庇?jì)劃的重要意義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(shù)據(jù)處理機(jī)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(wù)管理功能。它將航空電子系統(tǒng)劃分為傳感器區(qū)、數(shù)字信號處理區(qū)、任務(wù)管理區(qū)和飛機(jī)管理區(qū)。在各個(gè)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(shè)備架中。通用模塊系列的應(yīng)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(jī)生命周期成本。F-22系統(tǒng)綜合結(jié)構(gòu)示意圖如圖1。

2.4 先進(jìn)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(yán)峻挑戰(zhàn)。在改進(jìn)性能方面，隱身性已成為許多新的軍用飛機(jī)的一項(xiàng)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(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)鏈從外部獲得數(shù)據(jù)，以補(bǔ)充機(jī)載傳感器的信息，構(gòu)成動(dòng)態(tài)的任務(wù)態(tài)勢。為了提供這個(gè)能力，需要大大改進(jìn)傳感器級傳感器信號處理能力。在提高系統(tǒng)可用性方面。21世紀(jì)航空電子使用環(huán)境對電子設(shè)備設(shè)計(jì)、封裝、冷卻等方面提出了新的要求，特別強(qiáng)調(diào)更廣泛的通用化和模塊化，改進(jìn)電子系統(tǒng)可靠性，簡化維修，減少對機(jī)務(wù)人員和系統(tǒng)供應(yīng)渠道的依賴。

20世紀(jì)90年代初，美國空軍萊特實(shí)驗(yàn)室針對2000年以后的航空電子系統(tǒng)需求提出了“寶石臺”計(jì)劃[3]，如圖2所示。與“寶石柱”計(jì)劃不同的是，“寶石臺”將綜合化和模塊化的概念推廣到了天線孔徑和傳感器信號預(yù)處理的領(lǐng)域。

3 航空電子綜合系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

3.1 航點(diǎn)綜合化技術(shù)向深度和廣度發(fā)展

（1）綜合傳感器系統(tǒng)（ISS）計(jì)劃中，射頻、天線孔徑、信號處理、數(shù)字處理等都將采用共用概念；（2）綜合孔徑傳感器系統(tǒng)（IASS）用一個(gè)480×680像素的紅外焦平面陣完成前視紅外、紅外搜索跟蹤、電視攝像等功能；（3）分布孔徑紅外系統(tǒng)（DAIRS）把導(dǎo)彈逼近告警裝置、紅外搜索跟蹤和前視紅外等功能綜合成一個(gè)系統(tǒng)；（4）綜合射頻對抗系統(tǒng)（SIRFC）、“綜合紅外對抗系統(tǒng)（SIIRCM）將定向紅外對抗和紫外線導(dǎo)彈告警結(jié)合起來；（5）F-22、EF-2000飛機(jī)對機(jī)電系統(tǒng)實(shí)施統(tǒng)一的控制和管理，即公共設(shè)備管理系統(tǒng)，并納入綜合航電系統(tǒng)統(tǒng)一管理和控制。下一步將朝著功能和能量的綜合方向發(fā)展，由一個(gè)整體的綜合系統(tǒng)完成目前由各機(jī)電系統(tǒng)完成的全部功能。綜合已不限于單機(jī)之內(nèi)，最大限度地利用機(jī)外信息資源將是今后一個(gè)顯著特點(diǎn)。

3.2 廣泛使用COTS技術(shù)

為了實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)上可承受、性能、可改進(jìn)性和重新使用能力的四大指標(biāo)，在未來的綜合航電系統(tǒng)中將更加強(qiáng)調(diào)采用COTS技術(shù)。開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)下，更新周期很短的商用產(chǎn)品，采用公開一致的民用標(biāo)準(zhǔn)，易于更新、易于發(fā)展、易于采用新技術(shù)。

3.3 實(shí)現(xiàn)高度的模塊化

模塊化是實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡化和綜合化的基礎(chǔ)，也是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)重構(gòu)的基礎(chǔ)。航電系統(tǒng)由三級維修簡化成二級維修，減少維修人員和地面維修設(shè)備，大大減少了后勤保障費(fèi)用。

3.4 戰(zhàn)斗機(jī)傳感器進(jìn)一步綜合化

多傳感器綜合（MSI）的目標(biāo)是：（1）改變目前各種傳感器分立的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)互為補(bǔ)充、互為備份、揚(yáng)長避短、綜合使用各傳感器提供的信息；（2）對多傳感器實(shí)現(xiàn)綜合的控制和管理，在現(xiàn)有的硬件和軟件水平上獲得比任何單獨(dú)的傳感器性能更高的傳感器系統(tǒng)；（3）美國空軍F-22傳感器系統(tǒng)的天線及射頻前端功能仍是分立的，雷達(dá)、RWR/ESM、CNI各有自己的天線及前端處理功能，綜合起來完成雷達(dá)、EW、CNI等功能；（4）傳感器的信號處理和數(shù)據(jù)處理也要實(shí)現(xiàn)綜合，使用統(tǒng)一的中頻進(jìn)行處理，A/D變換盡量向前端推移，使用標(biāo)準(zhǔn)的共用模塊。完成信號處理和數(shù)據(jù)處理，然后通過航空電子網(wǎng)絡(luò)，連接到CIP，進(jìn)行數(shù)據(jù)融合。對傳感器的控制和功率管理也可通過該通道完成；（5）傳感器系統(tǒng)的界線將被打破。如，用于掃描和跟蹤目標(biāo)這些傳統(tǒng)雷達(dá)任務(wù)的有源電子掃描陣（AESA）在同一時(shí)刻也用于干擾、電子情報(bào)、通信和其他任務(wù)；（6）AESA收集的數(shù)據(jù)將與機(jī)外數(shù)據(jù)源（如預(yù)警機(jī)、電子戰(zhàn)飛機(jī)和衛(wèi)星），以及機(jī)上的光電系統(tǒng)的信息進(jìn)行融合。

參考文獻(xiàn)

[1] 霍曼，鄧中衛(wèi).國外軍用飛機(jī)航空電子系統(tǒng)發(fā)展趨勢[J].航空電子技術(shù)，2004（4）：5-10.

[2] 江帆，鞠建波，鄧小濤.綜合航空電子系統(tǒng)新技術(shù)研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2003（20）：32-34.

[3] 姜鑫.軍用直升機(jī)航空電子系統(tǒng)的發(fā)展[J].直升機(jī)技術(shù)，2002（4）：46-48endprint