航空电子系统发展历程及特点

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1、航空电子系统及其综合化发展马存宝教授/副院长西北工业大学航空学院2012年11月30日主要内容1、航空电子系统发展历程及特点2、国内外航空电子系统的发展现状和特点3、航空电子系统所涉及的新技术4、航空电子系统未来发展趋势1.航空电子系统的发展历程及特点1.1航空电子涉及的技术领域机载雷达；航空通信系统(短波、超短波电台，卫星通信设备，短波、超短波语言保密机，机载数传等)；导航系统(塔康，多普勒自主式导航，无线电定向，着陆系统和卫星导航等)；自动飞行系统自动油门系统敌我识别系统；电子自卫系统(雷达告警、

2、红外告警、导弹逼近告警、激光告警、无源干扰投放器、箔条弹、红外弹、烟幕弹、有源雷达干扰机、有源红外干扰机等)。1.2航电技术与系统结构的发展综合航空电子技术发展至今，基本上经历了分立、联合、综合到高度综合这4个阶段：航空电子系统结构亦是如此，同样经历了分立式、联合式、综合式和高度综合式4个阶段。第一代航空电子系统为分立式结构，20世纪初到20世纪50年代是离散式结构阶段，雷达、通信、导航等设备各自均有专用且相互独立的天线、射频前端、处理器和显示器等，采用点对点连接。特点：不存在中心计算机对整个系统的控

3、制每个子系统有各自的传感器、控制器、显示器以及自己的专用计算机这种结构专用性强缺少灵活性难以实现大量的信息交换任何改进都需要通过更改硬件来实现特点：子系统的相对独立性全机统一调度和管理模块化软件设计降低研制经费便于维护、更改和功能扩充第二代称为联合式航空电子系统，各设备前端和处理部分均独立，信息链的后端控制与显示部分综合在一起，达到资源共享。60至70年代的航空电子系统逐步推广这种结构，现已广泛应用于现役航空器中。第三代称为综合式航空电子系统，80年代美国的“宝石柱”航空电子系统是其典型代表，它具有更

4、大范围的综合信号处理和控制/显示功能。这一代系统的主要特征是可以用少量模块单元完成几乎全部的信号与数据处理，目标、地形及威胁数据可以融合。80至90年代研制这种系统，现已在美国F-22等最新一代航空器中应用。特点：系统结构层次化功能模块标准化数据总线高速化维护方便、容错性强、易扩展和成本低。第四代称为先进的综合航空电子系统，90年代开始研制的美国“宝石台”航空电子系统是其典型代表，它进一步将模块化向前推进到射频和光电敏感器部分，预计将于2005年设计整个系统。该系统将改进互连网络的设计，并支持自动目标

5、识别和发射控制等功能。系统的先进之处在于：一方面在中频转换后即将信号数字化；另一方面用光信号在射频设备中传输。这些努力将最大限度地减少综合射频模块的数量，进一步减轻重量和大幅度降低噪声。特点：采用了综合核心处理机(ICP)技术具有更大的综合范围和更高的综合程度，实现了综合传感器系统、综合飞行器管理系统、综合外挂系统使用了综合的座舱/驾驶员与飞机接口，减轻驾驶员的负担同时提供威胁、目标、地形/地貌、战术协同、飞机完好状况的全面情况F-35驾驶舱航电综合系统结构不断改进,使航空电子综合系统的水平迅速提高,

6、从而促成了战斗机水平的更新换代。在航空电子系统对飞机整体性能影响日益增大的同时，航空电子系统的硬件成本占飞机出厂总成本的比例也在直线上升：从20世纪60年代F-4的10%，70年代F-15C的21%，80年代中期F-16C的30%，到90年代EF2000和F-22战斗机的40%～50%。因此，未来的航空电子系统除继续保持航空电子的进一步综合化、信息化和智能化的发展势头外，还必须探索有效的解决办法减少航空电子的寿命周期费用。新一代综合航电系统发展方向，随着科技的进步，未来综合航空电子系统必将更加向综合化

7、、模块化、通用化和智能化的方向发展。综合化设计综合化设计能压缩航空电子系统的体积和重量，减轻飞行员的工作负担，提高系统的可靠性，降低全寿命周期费用等。要实现系统的高度综合就必须采用自上而下的顶层设计方法，将整个航空电子系统当作飞机的单一子系统，进行整体的优化设计和总体设计。模块化设计模块化是实现系统结构简化和综合化的基础，也是实现系统重构的基础。新一代综合航电系统要实现高度的模块化，就应采用模块化的系统结构。应全面采用通用的、标准的外场可更换模块(LRM)，并尽可能减少专用LRM的数量。例如，F－22

8、的计算机信息处理系统。通用化设计通用化的含义就是在系统中最大限度地使用相同类型的模块，以达到提高系统的重构能力，提高后勤保障能力和降低保障费用的目的。美国国防部专门成立了一个“联合综合航空电子组”，进行有关通用化的研究，制定了“先进航空电子结构”计划，旨在对三军新型军用飞机发展过程中寻求航空电子结构的共同性，提高通用化设计的水平。智能化设计随着先进计算机技术的应用，智能化程度也将更高，新一代军用飞机应该是一个具备高性能计算能力和高吞吐量的智能计算机网络，