大型飞机航空电子系统发展趋势及大型飞机航电系统的基本组成.doc

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1、大型飞机航空电子系统发展趋势及大型飞机航电系统的基本组成大型飞机航空电子系统发展趋势及大型飞机航电系统的基本组成大型飞机航空电子系统发展趋势及大型飞机航电系统的基本组成　　大型飞机航空电子系统发展趋势　　一、概述　　大型飞机主要指大型民用客机、大中型军用运输机和基于上述平台升级改装而来的预警机、加油机、反潜机、电子战飞机等大型特种飞机。大型飞机是现代航空航空武器装备和航空运输体系的重要组成部分，它具有作战/运行半径大、运载能力强、可执行多种类型任务、可适应多种不同飞行环境等特点，在现代战争和现代航空运输经济中发

2、挥着不可替代的重要作用。随着我国运20大型运输机和C919大型客机的首飞成功，我国在这一领域已经取得了重大进展。近年来，随着通信、计算机、虚拟现实等相关技术的快速进步，航空电子系统（以下简称航电系统）发展迅速，综合化、智能化、模块化水平不断提高，已经日益成为大型飞机不可或缺的组成部分，在保障大型飞机安全、可靠的完成相关任务中发挥着非常重要的作用。　　二、大型飞机航电系统的基本组成　　不同类型飞机根据其任务使命和应用环境不同，其航电系统的组成、功能和配置有一定区别，但总体上看，航电系统主要功能是：在大型飞机运行过

3、程中，根据其任务需要和环境特点，完成信息采集、任务管理、导航引导等基本飞行过程，为飞行机组提供基本的人机接口，确保飞行机组的态势感知和飞机系统管控能力，使得飞行机组能够及时、有效的管理和控制飞机安全、可靠的按照预定航迹飞行，高效的完成相关任务。一般来看，航电系统的基本组成包括：　　l通信系统：主要承担飞机与外部的话音和数据传输，确保飞机与地面之间建立稳定、通信的通信联络；　　l导航系统：通过多种导航传感器实时采集并测量飞机运动信息，通过各种监视手段及时获取危险地形、恶劣气象等飞行安全威胁信息，保证飞行的安全和经

4、济；　　l任务/飞行管理系统：根据飞机的实际任务需要，完成飞行过程中中的航迹预测、自动控制和性能优化等工作，确保飞机的飞行航迹和剖面能够满足执行相关任务的需要；　　l综合显示系统：为飞行机组提供全面、清晰、直观的包括高度、航向、姿态、空速、地速、马赫数、位置等在内的飞行信息显示，帮助飞行机组准确及时地掌握飞行动态和飞机工况，从而更加安全高效的完成飞行操作任务；　　l核心处理系统：以核心任务处理计算机、机载嵌入式实时操作系统和机载总线网络等为基础，完成机上相关系统设备的互联互通，为各项系统任务提供基本的处理平台；

5、　　l机载维护系统：实时接收、汇总和分析机上各系统提供的相关数据，及时发现、诊断和定位相关机载系统和设备的故障状况，从而有针对性的制定并采取相关的维护策略，从而保证飞机的可靠运行。　　一般的，现代大型飞机的航电系统的基本架构如下所示：　　　　图1大型飞机航电系统的典型组成架构　　三、大型飞机航电系统的发展趋势　　航电系统是航空和电子两大技术门类相结合的产物，伴随着近年来两大领域的快速进步，航电系统及其相关技术呈现出快速发展的态势，主要的发展趋势包括：　　3.1综合化、模块化的系统体系架构　　随着大型飞机所需遂行

6、的各类任务日益增多和复杂，必须改变原有的系统分立模式，采用综合模块化航电系统架构（IMA，IntegratedModularAvionics），即：采用集中式的航电任务处理机作为信息处理平台，在高可靠的机载数据总线网络的支持下，实现多种不同系统功能的信息采集、转换、处理与应用，从而将过去大量分立的系统设备转化为了少量综合化设备。目前，B787，A380/350等大型飞机都已采用这种架构（如下图所示）。在这一架构下，系统大量使用标准化的外场可更换模块（LRM，LinedReplacedModule），从而使得模块

7、的通用性提高，模块类型减少，具备良好的故障检测和隔离能力，同时可通过系统重构，进一步增强了系统容错能力，提高系统的可靠性。　　　　图2A380飞机的综合模块化航电架构　　近年来。随着航电系统综合化、模块化趋势的不断加剧，集中式的IMA架构逐步向分布式综合模块化航电（DIMA）架构发展。在这一架构下，系统的处理、接入、网络、转换资源按照飞机任务区域进行分布式部署，使得数据就近接入、信息就近处理、各系统的功能应用就近执行，克服了原有的IMA架构中系统布线复杂、核心处理平台负担过重等问题，代表了航电系统的未来发展方向

8、。　　3.2高性能机载数据网络的逐渐应用　　机载总线用于实现各子系统和模块之间的数据交换。航空电子系统需要高带宽、更高可靠性的数据通道，以满足航电系统实时性与可靠性的要求。相比于传统的IEEE1553B总线和ARINC429总线，航空电子全双工交换式以太网（AFDX）基于IEEE802.3以太网和TCP/IP通用原理,利用商用货架（COTS）网络化技术来实现飞机设备间的数据高速通信，具