综合化航空电子系统发展历程及重要支撑技术

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1、综合化航空电子系统发展历程及重要支撑技术何志强(海军装备研究院，北京100073)摘要：阐述了航空电子系统结构的综合化演变过程及发展趋势，说明了航空电子综合化的作用和意义，提出了提高航空电子综合化水平需重点研究的关键支撑技术。关键词：航空电子；综合化；模块化；系统结构DevelopmentandImportantSupportingTechnologyofIntegratedAvionicsSystemHEZhi-qiang(NavalAcademyofArmament,Beijing100073,China)Abstract：Thedevelopingprocessandtrendofi

2、ntegratedavionicssystemconstructionaresummarized.Thesignificanceandpurposeofavionicsintegrationarediscussed.Finally,thekeytechnologyofavionicsintegrationisbroughtforwardandprobed.Keywords：Avionics；Integration；Modularization；Systemconstruction一、引言随着高新技术的发展，未来的战争将是陆、海、空、天、电五维一体的全方位、大纵深、立体化战争。在这种一体化的

3、现代化战争中，空中力量具有全球到达、速战速决、协同作战、火力强劲、生存率高等显著特点，从而决定了空中力量在夺取制空权、对地攻击、快速反应、夺取"制信息权"等方面具有独特的作用，因此，作战飞机的性能好坏将直接影响到战争的质量。而作为提高军机整体作战效能重要手段的航空电子系统必将面临更加严峻的挑战。未来战争对军用航空电子系统功能的要求愈来愈多，未来的航空电子必须具有更多的功能、更好的适应性、更高的可靠性和更强的生存能力。航空电子要达到这种要求，唯一的途径就是系统综合化技术的应用，本文讨论的重点就是航空电子系统的综合化发展过程以及实现综合化需重点关注的关键技术。二、航空电子技术与系统结构的发展近

4、半个世纪以来，为解决战斗机中的一系列问题，以美国为首的西方国家开始了漫长的航空电子系统综合技术的开发过程。综合航空电子技术发展至今，基本上经历了分散、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。图1给出了4种典型结构的演变。第一代航空电子系统为分立式结构，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。第二代航空电子系统为联合式结构，使用几个数据处理器完成低带宽的数据传输交换功能,如导航武器投放、外挂管理、显示、控制等，各单元之间通过数字总线交联，资源共享只在信息链后端的控制

5、和显示环节。这种结构主要来源于美国空军莱特实验室于20世纪70年代提出的"数字式航空电子信息系统"(DAIS)计划，该计划采用机载多路数据传输总线(1553B)技术，简化了设备间的连接关系，减轻了系统的体积和重量，解决了任务处理显示控制的综合问题，对航空电子系统综合化起到了很大的促进作用，使飞机的功能和性能前进了一大步，并为F-15、F-16、A/F-18等普遍应用。第三代为综合化航空电子结构，以基于"宝石柱"计划的F-22为典型代表。这种结构的综合化程度进一步提高，其主要技术特征是用系统共享的综合核心处理器(ICP)来完成几乎全部的信号与数据处理，把系统综合层从显示控制推到数据信息处理。

6、该结构的特点在于综合核心处理器综合了火控计算、导航计算和管理、座舱显示图形发生、外挂管理、系统任务的调度、系统完好情况的监视等各种计算、调度和管理任务，综合核心处理器调用各个模块在不同阶段执行不同功能。第四代为高度综合化航空电子结构，以基于"宝石平台"的联合攻击战斗机(JSF)为代表，是为适应未来战斗机战技指标而研制的高度综合化航空电子体系结构。在射频和光电两大领域中广泛采用了模块化、外场可更换设计思想，实现了飞机蒙皮传感器综合。射频功能的综合，得以付诸实施。许多雷达、通信、电子战功能从硬件的配置中消失，这些功能的获取完全通过软件实现。从以上4个阶段的发展可见，航空电子系统越来越复杂，综合

7、程度越来越高。综合已从显示器推进到数据处理，又推进到传感器系统。在这样的系统中，以多种共享的资源模块实现各种功能，再也分不出传统的各个分系统的界线。对这类系统的研究、开发、生产、采购以至于整个寿命期的支援，和以前的分立式系统结构及联合式结构相比大不相同。通过各个时期航空电子系统综合技术阶段成果在机上的应用，为载机带来：①重量及体积减小；②缓解座舱拥挤；③飞行员负荷减轻；④在一定程度上实现数据共享；⑤载机作战效能提高等明显