航电系统简介.ppt
82页航航电电系系统统能够完成一种或者几种生理功能的多能够完成一种或者几种生理功能的多个器官按照一定的次序组合在一起的结个器官按照一定的次序组合在一起的结构叫做系统构叫做系统系统一词创成于英文系统一词创成于英文systemsystem的音译,的音译,对应外文内涵加以丰富系统是指将零对应外文内涵加以丰富系统是指将零散的东西进行有序的整理、编排形成的散的东西进行有序的整理、编排形成的具有整体性的整体具有整体性的整体综合航空电子亦称航空电子,其英文综合航空电子亦称航空电子,其英文““avionics”avionics”是由是由““aviation(aviation(航空航空)”)”和和““electronics(electronics(电子学电子学)”)”两词相结合,而派两词相结合,而派生出来的生出来的自二次世界大战后的几十年来,美国、德自二次世界大战后的几十年来,美国、德国、法国、英国、前苏联国、法国、英国、前苏联( (俄罗斯俄罗斯) )先后开展航先后开展航空电子系统技术的研究,航空电子已经成为空电子系统技术的研究,航空电子已经成为一门独立的学科一门独立的学科航电系统全称航电系统全称““综合航空电子系统综合航空电子系统””,是现代化战斗机的一个重要组成部分,,是现代化战斗机的一个重要组成部分,战斗机的作战性能与航空电子系统密切战斗机的作战性能与航空电子系统密切相关。
相关一、航电系统的简介一、航电系统的简介多传感器综合(多传感器综合(MSIMSI)的目标是改变)的目标是改变目前各种传感器分立的状态,实现互为目前各种传感器分立的状态,实现互为补充、互为备份、扬长避短、综合使用补充、互为备份、扬长避短、综合使用各传感器提供的信息;对多传感器实现各传感器提供的信息;对多传感器实现综合的控制和管理,在现有的硬件和软综合的控制和管理,在现有的硬件和软件水平上获得比任何单独的传感器性能件水平上获得比任何单独的传感器性能更高的传感器系统更高的传感器系统一、航电系统的简介一、航电系统的简介 航空电子设备走过了漫长的发展道路,航空电子设备走过了漫长的发展道路,经历了几次大的变革,每一次变革都使经历了几次大的变革,每一次变革都使飞机的性能获得提高,并且进一步推动飞机的性能获得提高,并且进一步推动航空电子技术的发展在航空电子系统航空电子技术的发展在航空电子系统发展中系统结构不断演变,因此航空电发展中系统结构不断演变,因此航空电子系统的子系统的““结构结构””成为划时代的主要依成为划时代的主要依据二、航电系统的历史二、航电系统的历史早期的航空电子系统为分立式结构,早期的航空电子系统为分立式结构,系统由许多系统由许多““独立的独立的””子系统组成,每子系统组成,每个子系统必须依赖于驾驶员的操作个子系统必须依赖于驾驶员的操作( (输入输入) ),驾驶员不断从各子系统接收信息,保,驾驶员不断从各子系统接收信息,保持对武器系统及外界态势的了解。
持对武器系统及外界态势的了解二、航电系统的历史二、航电系统的历史(一)分立式结构(一)分立式结构F-100F-100是美国原北美航空公司(已并入罗克韦尔国际是美国原北美航空公司(已并入罗克韦尔国际飞机公司)研制的世界上第一种实用化的具有超音速平飞飞机公司)研制的世界上第一种实用化的具有超音速平飞能力的喷气式战斗机能力的喷气式战斗机也是首种广泛利用钛合金制造的战机,主要作为战斗也是首种广泛利用钛合金制造的战机,主要作为战斗轰炸机使用轰炸机使用19531953年年9 9月开始装备部队主要型别有:月开始装备部队主要型别有:A A、、C C、、D D、、F F等各型共生产各型共生产23502350多架,多架,19591959年全部停产年全部停产F-100F-100最最初是作为接替初是作为接替F-86F-86的高性能超音速战机而设计的,曾在的高性能超音速战机而设计的,曾在越南战争中执行战斗轰炸任务越南战争中执行战斗轰炸任务双座双座““巫毒巫毒””首机(编号首机(编号 NF-101BNF-101B,序列号,序列号 56-23256-232)在)在 1957 1957 年年 3 3 月月 27 27 日首飞,比日首飞,比 1955 1955 年初预计的时间晚了近年初预计的时间晚了近 1 1 年。
年与可承受与可承受 7.33g 7.33g 过载的生产型过载的生产型 F-101B F-101B 不同,不同,NF-101B NF-101B 的机身过载限制在了的机身过载限制在了 6.33g6.33g混合式结构是向综合化过渡的一种结构形混合式结构是向综合化过渡的一种结构形态,它出现了部分子系统之间的综合,例如态,它出现了部分子系统之间的综合,例如火控计算机、平显、火控雷达等之间的综合;火控计算机、平显、火控雷达等之间的综合;大气数据计算机、高度表、空速表、垂直速大气数据计算机、高度表、空速表、垂直速度表、攻击传感器、大气温度传感器的组合;度表、攻击传感器、大气温度传感器的组合;飞行指引计算机、航姿系统、塔康等结合飞行指引计算机、航姿系统、塔康等结合各分系统通过广播式数据传输总线各分系统通过广播式数据传输总线(如如ARINC429)连接二、航电系统的历史二、航电系统的历史(二)混合式结构(二)混合式结构联合式结构联合式结构(也称综合化结构也称综合化结构)是美国是美国DAIS研研究计划的主要成果,它通过究计划的主要成果,它通过1553总线将大多总线将大多数航空电子分系统交联起来,实现信息的统数航空电子分系统交联起来,实现信息的统一调度。
这一时期的另一重要特点是电子技一调度这一时期的另一重要特点是电子技术开始应用于飞行的关键部位,如飞行控制术开始应用于飞行的关键部位,如飞行控制及地形跟随,同时,传感器和分系统的能力及地形跟随,同时,传感器和分系统的能力不断增加,如雷达的能力、红外传感器、激不断增加,如雷达的能力、红外传感器、激光测距、电子战设备等光测距、电子战设备等二、航电系统的历史二、航电系统的历史(三)联合式结构(三)联合式结构F-16C/DF-16C/D是经过整体规划、改进设计的全新型号,是经过整体规划、改进设计的全新型号,性能大大提高性能大大提高C/DC/D型是第二阶段型是第二阶段MSIPMSIP(多国阶段(多国阶段改进计划)的产物,其原型为改进计划)的产物,其原型为Block25Block25C/DC/D型与型与A/BA/B型外表上最明显的区别是型外表上最明显的区别是C/DC/D型的型的垂尾根部加宽了,其前端的延长段上有一个小天线垂尾根部加宽了,其前端的延长段上有一个小天线C/DC/D使用了诺斯洛普使用了诺斯洛普··格鲁曼格鲁曼AN/APG-68(V)AN/APG-68(V)雷雷达,增加了探测距离,工作模式增多,抗干扰能力更达,增加了探测距离,工作模式增多,抗干扰能力更强。
强LANTIRNLANTIRN前视红外电视和激光制导吊舱、前视红外电视和激光制导吊舱、““仙童仙童””公司的任务传输系统公司的任务传输系统C/DC/D型使用了型使用了““玻璃玻璃””座舱,包括两个座舱大型座舱,包括两个座舱大型显示器、显示器、GECGEC马可尼大视角平视显示器马可尼大视角平视显示器F-18“F-18“大黄蜂大黄蜂””战斗机(战斗机(F-18 HornetF-18 Hornet,编号亦,编号亦作作F/A-18F/A-18)是美国诺斯罗普公司为美海军研制的舰)是美国诺斯罗普公司为美海军研制的舰载单座双发超音速多用途战斗第四代战斗载单座双发超音速多用途战斗第四代战斗/ /攻击机攻击机美国军方第一种兼具战斗机与攻击机身份的机种,美国军方第一种兼具战斗机与攻击机身份的机种,基于这个原因,作为美国海军最重要的舰载机,基于这个原因,作为美国海军最重要的舰载机,F-F-1818的用途广泛,它既可用于海上防空,也可进行对的用途广泛,它既可用于海上防空,也可进行对地攻击于于19781978年首飞,年首飞,19831983年进入美国海军服役,年进入美国海军服役,20062006年年7 7月月2828日日F-14“F-14“雄猫雄猫””战斗机退役后,战斗机退役后,F-18F-18成为美国航空母舰上唯一的舰载战斗机。
成为美国航空母舰上唯一的舰载战斗机机体是按机体是按60006000飞行小时的使用寿命设计的,机载飞行小时的使用寿命设计的,机载电子设备的平均故障间隔为电子设备的平均故障间隔为3030飞行小时,雷达的平飞行小时,雷达的平均故障间隔时间为均故障间隔时间为100100小时,电子设备和消耗器材中小时,电子设备和消耗器材中有有98%98%有自检能力有自检能力F-18F-18战斗机引入了战斗机引入了““玻璃玻璃””座舱概念,淘汰了许座舱概念,淘汰了许多表盘式仪表,并将原先表盘式仪表的信息显示在阴多表盘式仪表,并将原先表盘式仪表的信息显示在阴极射线显示器上极射线显示器上安装了抬头显示器安装了抬头显示器((HUDHUD),仪表面板上),仪表面板上安装了两个多功能阴极安装了两个多功能阴极射线显示器和一个水平射线显示器和一个水平阴极射线显示器座舱阴极射线显示器座舱内安装了手不离杆内安装了手不离杆((HOTASHOTAS)油门杆和操)油门杆和操纵杆,作战中需要使用纵杆,作战中需要使用到了控制开关都集成在到了控制开关都集成在了油门杆和操纵杆上了油门杆和操纵杆上F-15F-15鹰式战斗机是美国麦克唐纳鹰式战斗机是美国麦克唐纳··道格拉斯公司道格拉斯公司为美国空军研制生产的双引擎、全天候、高机动性空为美国空军研制生产的双引擎、全天候、高机动性空中优势重型战斗机。
中优势重型战斗机是世界上第一种成熟的第四代战斗机(根据苏联是世界上第一种成熟的第四代战斗机(根据苏联传统分类和美国传统分类和美国20092009年后分类方式两者已统一,所年后分类方式两者已统一,所以以上就是唯一的国际第四代战斗机标准)以以上就是唯一的国际第四代战斗机标准)F-15F-15是由是由19621962年展开的年展开的F-X(Fighter-F-X(Fighter-Experimental)Experimental)计划发展出来,计划发展出来,19691969年由麦道年由麦道(McDonnell Douglas)(McDonnell Douglas)公司得标,公司得标,19721972年年7 7月首次月首次试飞,试飞,19741974年首架量产机交付美国空军使用年首架量产机交付美国空军使用平显和双杆操纵系统平显和双杆操纵系统((HOTASHOTAS)中抬头显示)中抬头显示器会显示出由航电系统器会显示出由航电系统整合提供的飞行相关资整合提供的飞行相关资料,它可以在任何飞行料,它可以在任何飞行环境下判读,提供飞行环境下判读,提供飞行员飞行、追纵及猎杀敌员飞行、追纵及猎杀敌机或其它目标的必要而机或其它目标的必要而即时的资讯,而不需要即时的资讯,而不需要低头看座舱内的仪表,低头看座舱内的仪表, 大大减轻了飞行员搜索、大大减轻了飞行员搜索、跟踪、攻击目标时的操跟踪、攻击目标时的操纵负担,并简化了操纵纵负担,并简化了操纵程序。
程序新一代航空电子系统结构新一代航空电子系统结构(即更高程度的综即更高程度的综合化结构合化结构)是以美国是以美国““宝石柱宝石柱(Pave Pillar)”计划计划为基础建立起来的结构概念该计划完成于为基础建立起来的结构概念该计划完成于八十年代,实现八十年代,实现““宝石柱宝石柱””系统结构的第一系统结构的第一架战斗机是美国的架战斗机是美国的F-22战斗机,战斗机,RAH-66轻型攻轻型攻击击/侦察直升机也使用了这种结构,各分系统侦察直升机也使用了这种结构,各分系统间以间以1553和和HSDB(高速数据总线高速数据总线)相连接三、新一代航空电子系统三、新一代航空电子系统(一)新一代航空电子系统结构(一)新一代航空电子系统结构F-22“F-22“猛禽猛禽””(英语:(英语:F-22 RaptorF-22 Raptor)战斗机是)战斗机是由美国洛克希德由美国洛克希德··马丁和波音联合研制的单座双发高马丁和波音联合研制的单座双发高隐身性第五代战斗机隐身性第五代战斗机F-22F-22是世界上第一种进入服是世界上第一种进入服役的第五代战斗机役的第五代战斗机由于由于F-22F-22的制造成本过高、俄罗斯和中国的第五代的制造成本过高、俄罗斯和中国的第五代战斗机的计划延迟导致的缺乏清晰空对空作战任务、猛战斗机的计划延迟导致的缺乏清晰空对空作战任务、猛禽的出口禁令和其它使用计划(包括禽的出口禁令和其它使用计划(包括F-35F-35和无人机)都和无人机)都使得使得F-22F-22的生产计划提前终止。
的生产计划提前终止20092009年年4 4月,美国国防月,美国国防部建议停止新订单,经国会批准最终采购部建议停止新订单,经国会批准最终采购187187架战斗机架战斗机继继““宝石柱宝石柱””计划后,美国正在推行计划后,美国正在推行““宝石台宝石台””(Pave Pale)计划,在纵深方向上继续推行综合化计划,在纵深方向上继续推行综合化一方面,系统中实现了各系统处理功能的综合一方面,系统中实现了各系统处理功能的综合(通用处通用处理模块、动态重构理模块、动态重构)并进而实现传感器功能及信号处理并进而实现传感器功能及信号处理功能的综合化;另一方面,综合化的范围也在扩展功能的综合化;另一方面,综合化的范围也在扩展包括了以前相对独立的飞行控制、发动机控制、通用包括了以前相对独立的飞行控制、发动机控制、通用设备控制,形成了飞机管理系统的概念,这种结构将设备控制,形成了飞机管理系统的概念,这种结构将应用于二十一世纪的美国军用飞机应用于二十一世纪的美国军用飞机三、新一代航空电子系统三、新一代航空电子系统(一)新一代航空电子系统结构(一)新一代航空电子系统结构F-35“F-35“闪电闪电Ⅱ”Ⅱ”(英语:(英语:F-35 Lightning IIF-35 Lightning II)联)联合攻击战斗机是一款由美国洛克希德合攻击战斗机是一款由美国洛克希德··马丁设计及生马丁设计及生产的单座单发战斗攻击机产的单座单发战斗攻击机几十年来,航空电子系统经历了分立式、混合式、几十年来,航空电子系统经历了分立式、混合式、联合式向综合化、高度综合化方向发展。
综合化的航联合式向综合化、高度综合化方向发展综合化的航空电子系统不仅实现了机上的信息综合,而且能够有空电子系统不仅实现了机上的信息综合,而且能够有效地综合效地综合C3I和预警机发送的信息,由此可以满足现代和预警机发送的信息,由此可以满足现代和未来战争的需求现以美国的和未来战争的需求现以美国的““宝石柱宝石柱””结构、结构、F-22、、““宝石台宝石台””计划为例,综述新一代航空电子系统计划为例,综述新一代航空电子系统的特点三、新一代航空电子系统三、新一代航空电子系统(二)新一代航空电子系统的特点(二)新一代航空电子系统的特点1. 在功能划分上,新一代系统已明显从纵向划分在功能划分上,新一代系统已明显从纵向划分过渡到横向划分,提出了功能区分的概念功能区分过渡到横向划分,提出了功能区分的概念功能区分是整个系统中功能特性相近、任务关联密切的部分,是整个系统中功能特性相近、任务关联密切的部分,在同一功能区中可以实现资源共享,容易互为余度而在同一功能区中可以实现资源共享,容易互为余度而实现动态的重构及容错实现动态的重构及容错三、新一代航空电子系统三、新一代航空电子系统(二)新一代航空电子系统的特点(二)新一代航空电子系统的特点““宝石柱宝石柱””结构将系统分为任务管理区、传感器结构将系统分为任务管理区、传感器管理区、飞机管理区。
任务管理区由任务数据处理机、管理区、飞机管理区任务管理区由任务数据处理机、任务航空电子多路传输总线、块多路传输总线、系统任务航空电子多路传输总线、块多路传输总线、系统大容量存储器、武器管理系统和任务航空电子总线接大容量存储器、武器管理系统和任务航空电子总线接口组成该区的功能为:任务计算与管理口组成该区的功能为:任务计算与管理(如火力控制如火力控制、目标截获、导航管理、防御管理、外挂管理、地形、目标截获、导航管理、防御管理、外挂管理、地形跟随跟随(TE)/地形回避地形回避(TA)/障碍回避障碍回避(OA)、座舱管理、与、座舱管理、与其它两个功能区交联等其它两个功能区交联等)三、新一代航空电子系统三、新一代航空电子系统(二)新一代航空电子系统的特点(二)新一代航空电子系统的特点三、新一代航空电子系统三、新一代航空电子系统(二)新一代航空电子系统的特点(二)新一代航空电子系统的特点整套综合机载无线电整套综合机载无线电电子设备包括:中央数电子设备包括:中央数据综合处理系统;综合据综合处理系统;综合通讯、导航和识别系统通讯、导航和识别系统ICNIAICNIA和包括无线电电和包括无线电电子对抗系统的全套电子子对抗系统的全套电子战设备战设备INEWSINEWS;具高分;具高分辨力的机载雷达辨力的机载雷达AN/APG-77AN/APG-77和光电传和光电传感器系统感器系统EOSSEOSS,两个,两个激光陀螺仪的超黄蜂激光陀螺仪的超黄蜂LN-100FLN-100F惯性导航系统惯性导航系统((HHCHHC)。
传感器管理包括通用信号处理机、传感器数据分传感器管理包括通用信号处理机、传感器数据分配网络、数据交换网络、视频数据分配网络、传感器配网络、数据交换网络、视频数据分配网络、传感器控制网络组成该区的功能为:传感器数据分配、传控制网络组成该区的功能为:传感器数据分配、传感器信号处理、处理后信号的分发、传感器控制飞感器信号处理、处理后信号的分发、传感器控制飞机管理区是由飞行控制、发动机控制、推力矢量控制、机管理区是由飞行控制、发动机控制、推力矢量控制、通用设备控制等几部分功能综合而形成,又称为飞机通用设备控制等几部分功能综合而形成,又称为飞机管理系统管理系统(VMS),其功能为支援与控制功能有关的飞,其功能为支援与控制功能有关的飞机的飞行机的飞行三、新一代航空电子系统三、新一代航空电子系统(二)新一代航空电子系统的特点(二)新一代航空电子系统的特点2.综合化进一步向深、广方向发展综合化进一步向深、广方向发展宝石柱宝石柱””结结构虽然提出了信号处理通用模块及相应处理群集器的构虽然提出了信号处理通用模块及相应处理群集器的一般结构,但一般结构,但““宝石柱宝石柱””实验室演示系统和实验室演示系统和F-22的综的综合化深度只达到数据处理资源一级,而合化深度只达到数据处理资源一级,而““宝石台宝石台””计计划的任务之一就是试图进一步在传感器信号处理及传划的任务之一就是试图进一步在传感器信号处理及传感器天线孔位上实现综合,在信号处理群集器中使用感器天线孔位上实现综合,在信号处理群集器中使用通用信号处理模块。
通用信号处理模块三、新一代航空电子系统三、新一代航空电子系统(二)新一代航空电子系统的特点(二)新一代航空电子系统的特点另一方面,飞机管理系统另一方面,飞机管理系统(VMS)本身就是综合化向本身就是综合化向更广范围发展的例证,传统的飞控系统是相对独立的更广范围发展的例证,传统的飞控系统是相对独立的分系统分系统(四余度系统四余度系统),且一般不和通用设备等有关系且一般不和通用设备等有关系VMS使多种功能综合起来,并置于整个系统的管理之使多种功能综合起来,并置于整个系统的管理之下,综合化的范围实际上已覆盖每个功能下,综合化的范围实际上已覆盖每个功能三、新一代航空电子系统三、新一代航空电子系统(二)新一代航空电子系统的特点(二)新一代航空电子系统的特点3.以外场可更换模块以外场可更换模块(LRM)代替了外场可更换单元代替了外场可更换单元(LRU)为基础构成综合航空电子系统为基础构成综合航空电子系统LRM是系统安装结构上和功能上相对独立的单元,是系统安装结构上和功能上相对独立的单元,故障定位可以达到故障定位可以达到LRM一级,通过更换一级,通过更换LRM而排除故而排除故障LRM、智能化的机内自检、二级维修体制是构成、智能化的机内自检、二级维修体制是构成新一代系统维修概念的要素,使维修成本大大降低。
新一代系统维修概念的要素,使维修成本大大降低三、新一代航空电子系统三、新一代航空电子系统(二)新一代航空电子系统的特点(二)新一代航空电子系统的特点F-22F-22的航空电子系的航空电子系统采用统采用““宝石柱宝石柱””计划计划的系统构形研究成果和的系统构形研究成果和许多新技术在这种可许多新技术在这种可重构的系统构形中,用重构的系统构形中,用外场可更换模块外场可更换模块((LRMLRM)取代了外场可)取代了外场可更换部件(更换部件(LRULRU)各模块分别承担整个各模块分别承担整个航电系统的一部份工作,航电系统的一部份工作,各模块承担的工作与飞各模块承担的工作与飞机执行任务时的飞行阶机执行任务时的飞行阶段密切相关段密切相关4.在在LRM一级上实现硬件资源共享和硬件余度通一级上实现硬件资源共享和硬件余度通过动态的程序加载,根据任务需要动态地组织过动态的程序加载,根据任务需要动态地组织LRM硬硬件,出现故障后则可进行动态重构,使系统继续维持件,出现故障后则可进行动态重构,使系统继续维持原有功能,即达到容错的目的原有功能,即达到容错的目的三、新一代航空电子系统三、新一代航空电子系统(二)新一代航空电子系统的特点(二)新一代航空电子系统的特点三、新一代航空电子系统三、新一代航空电子系统F-35F-35的主要承包商是的主要承包商是Lockheed MartinLockheed Martin,另外主,另外主要的合作伙伴包括要的合作伙伴包括BAEBAE和和Northrop GrummanNorthrop Grumman。
BAEBAE和和Northrop GrummanNorthrop Grumman除了重要的子系统以外,除了重要的子系统以外,也分别负责中部和后部机身的生产也分别负责中部和后部机身的生产F-35F-35主要用于前线支援、目标轰炸、防空截击等主要用于前线支援、目标轰炸、防空截击等多种任务,并因此发展出多种任务,并因此发展出3 3种主要的衍生版本,包括种主要的衍生版本,包括采用传统跑道起降的采用传统跑道起降的F-35AF-35A型,短距离起降型,短距离起降/ /垂直起垂直起降机种降机种F-35BF-35B型,与作为航空母舰舰载机的型,与作为航空母舰舰载机的F-35CF-35C型F-35F-35有四大关键机有四大关键机载载AN/AGP-81AN/AGP-81型主动型主动电子扫描阵列雷达电子扫描阵列雷达电子系统电子系统————诺思罗诺思罗普普··格鲁曼公司的格鲁曼公司的AN/APG-81AN/APG-81有源相控有源相控阵雷达和光电分布式孔阵雷达和光电分布式孔径系统(径系统(EODASEODAS)、)、英航宇系统公司的综合英航宇系统公司的综合电子战系统及洛电子战系统及洛- -马公司马公司的光电瞄准系统的光电瞄准系统((EOTSEOTS)。
美国联合攻击战斗机美国联合攻击战斗机(Joint Strike Fighter JSF)(Joint Strike Fighter JSF)是是2020世纪最后一个重大的军用飞机研制和采购项目世纪最后一个重大的军用飞机研制和采购项目5.向智能化发展当代的航空电子系统只能将各种向智能化发展当代的航空电子系统只能将各种数据提供给驾驶员,或者经过处理后给出引导性的指数据提供给驾驶员,或者经过处理后给出引导性的指示信号,有时变换成易理解的直观图示方式,但最终示信号,有时变换成易理解的直观图示方式,但最终的判定、决断要驾驶员给出,美国正在研制的驾驶员的判定、决断要驾驶员给出,美国正在研制的驾驶员助手系统助手系统(即专家系统即专家系统)可以完成收集数据、推理和判可以完成收集数据、推理和判断并作出决断,可以直接给出控制指令,也可以向驾断并作出决断,可以直接给出控制指令,也可以向驾驶员提出处理建议,由驾驶员决断及实施控制驶员提出处理建议,由驾驶员决断及实施控制三、新一代航空电子系统三、新一代航空电子系统(二)新一代航空电子系统的特点(二)新一代航空电子系统的特点神经网络的研究也取得很大进展,应用到机载后神经网络的研究也取得很大进展,应用到机载后可以使航空电子系统具有自学习和自适应能力,人工可以使航空电子系统具有自学习和自适应能力,人工智能的方法可以在航空电子系统中找到很多应用,例智能的方法可以在航空电子系统中找到很多应用,例如目标的识别、分类;电子战信息分析、威胁制定;如目标的识别、分类;电子战信息分析、威胁制定;突防路线的实时建立;攻击目标优先级分类;武器选突防路线的实时建立;攻击目标优先级分类;武器选择;智能人机接口;本机完好情况监视及应急处理等。
择;智能人机接口;本机完好情况监视及应急处理等智能化系统使驾驶员从过量的任务负担中解脱出来,智能化系统使驾驶员从过量的任务负担中解脱出来,集中精力于高层次的判断,并可避免人脑在某些方面集中精力于高层次的判断,并可避免人脑在某些方面的能力不足的能力不足三、新一代航空电子系统三、新一代航空电子系统(二)新一代航空电子系统的特点(二)新一代航空电子系统的特点JAS 39“JAS 39“鹰狮鹰狮””(为瑞典萨博公司(为瑞典萨博公司((SAABSAAB)()(Svenska Aeroplan ABSvenska Aeroplan AB)为中心所开)为中心所开发用以取代发用以取代Saab-37Saab-37战斗机,在战机世代上属于第四战斗机,在战机世代上属于第四代战斗机代战斗机JAS-39JAS-39在续航距离的妥协、汰换运用上的容易在续航距离的妥协、汰换运用上的容易性与高效能低价位的实现使得其成为当今世界最具关性与高效能低价位的实现使得其成为当今世界最具关注度、最畅销的轻型战斗机,且和中国与巴基斯坦共注度、最畅销的轻型战斗机,且和中国与巴基斯坦共同研制的同研制的FC-1FC-1战斗机定位相同,亦为战斗机定位相同,亦为FC-1FC-1枭龙战斗枭龙战斗机在国际上最大的竞争对手。
机在国际上最大的竞争对手JAS-39JAS-39是作为空中优势战斗机进行设计的执行反舰是作为空中优势战斗机进行设计的执行反舰任务的任务的JAS-39JAS-39挂载挂载AGM-65AGM-65和和RBS-15RBS-15,但在首次进入服役时却是作为攻击机使用的执行,但在首次进入服役时却是作为攻击机使用的执行对地攻击任务的时候,对地攻击任务的时候,““鹰狮鹰狮””飞机可以携带多种武器,飞机可以携带多种武器,主要是主要是HughesHughes公司的公司的AGM-65A/B‘‘AGM-65A/B‘‘幼畜幼畜””((Rb75Rb75)空)空- -地导弹和地导弹和DWS-39DWS-39防区外子母小炸弹散布防区外子母小炸弹散布器从从 2003 2003 年开始生产的年开始生产的 3 3 批飞机改进更服役于匈批飞机改进更服役于匈牙利空军,主要改进包括:爱立信公司牙利空军,主要改进包括:爱立信公司D96/Macs D96/Macs 任务计算机,总线任务计算机,总线 1553 1553 以太网航电系统,以太网航电系统,GPS GPS 导导航系统和新型仪表着陆系统航系统和新型仪表着陆系统JAS-39C/DJAS-39C/D型的报价在型的报价在4 4千万千万-6-6千万美元之间,千万美元之间,相对于其他新一代战机有明显价格优势。
相对于其他新一代战机有明显价格优势以色列幼狮战斗机的研制背景和过程比较复杂,以色列幼狮战斗机的研制背景和过程比较复杂,可以说是可以说是““偷偷””来的6060年代以色列购买了法国达年代以色列购买了法国达索公司索公司““幻影幻影””IIICIIIC战斗机,在战斗机,在19671967年阿以战争中年阿以战争中““幻影幻影””IIICJIIICJ起了重要作用起了重要作用19671967年阿以战争后,法国为保持中立,于年阿以战争后,法国为保持中立,于19681968年对以色列实行禁运以色列空军得不到飞机补充,年对以色列实行禁运以色列空军得不到飞机补充,原已定购的原已定购的5050架架““幻影幻影””5 5也被撤消以色列决定依也被撤消以色列决定依靠自己力量制造靠自己力量制造““幻影幻影””飞机的零部件,并以此为基飞机的零部件,并以此为基础研制新的战斗机础研制新的战斗机1.通用模块技术是系统综合及更高程度综合的基础,通用模块技术是系统综合及更高程度综合的基础,整个航空电子系统实现模块化的结构,不仅能适应航整个航空电子系统实现模块化的结构,不仅能适应航空电子系统的各种应用,而且系统发生故障时便于检空电子系统的各种应用,而且系统发生故障时便于检测和重构。
通用模块由测和重构通用模块由VHSIC芯片集构成,并包括完芯片集构成,并包括完成接口控制和健康诊断等全部数字处理组合后可构成成接口控制和健康诊断等全部数字处理组合后可构成任何一种功能的航空电子系统,同时采用通用模块后,任何一种功能的航空电子系统,同时采用通用模块后,不仅使机上的电缆连接器减少不仅使机上的电缆连接器减少90%,取消了中间维修,,取消了中间维修,维修成本大大降低,而且维修成本大大降低,而且MTBF提高了近提高了近4倍三、新一代航空电子系统三、新一代航空电子系统(三)新一代航空电子系统的特点(三)新一代航空电子系统的特点2.高速多路传输总线技术是新一代航空电子系统的高速多路传输总线技术是新一代航空电子系统的关键技术之一航空电子综合系统的实现主要取决于关键技术之一航空电子综合系统的实现主要取决于更通用的数据传输机制,并要求数据总线具有高度的更通用的数据传输机制,并要求数据总线具有高度的分布式处理能力和高吞吐率分布式处理能力和高吞吐率三、新一代航空电子系统三、新一代航空电子系统(三)新一代航空电子系统的特点(三)新一代航空电子系统的特点3.软件技术是航空电子综合系统的基础和核心,八软件技术是航空电子综合系统的基础和核心,八十年代初,由于十年代初,由于MIL-STD-1750A、、1589C和和1553B军标军标的相继制定,美国军方多年来推行数字化航空电子综的相继制定,美国军方多年来推行数字化航空电子综合系统的成果已经展现,代表了军用计算机软、硬件合系统的成果已经展现,代表了军用计算机软、硬件及总线的发展方向,但是,现代航空电子系统已从电及总线的发展方向,但是,现代航空电子系统已从电子机械密集型向软件密集型过渡,因此对软件的需求子机械密集型向软件密集型过渡,因此对软件的需求量越来越大,约量越来越大,约4~~5年增长一倍,而目前的软件生产年增长一倍,而目前的软件生产能力每年仅增长能力每年仅增长3%~~4%,远不能达到作战环境对航,远不能达到作战环境对航空电子系统的要求。
软件规模的增长是航空电子系统空电子系统的要求软件规模的增长是航空电子系统成本在飞机中所占比例不断增大的主要原因之一成本在飞机中所占比例不断增大的主要原因之一三、新一代航空电子系统三、新一代航空电子系统(三)新一代航空电子系统的特点(三)新一代航空电子系统的特点4.数据融合技术是当今传感器数据处理的发展方向,数据融合技术是当今传感器数据处理的发展方向,““宝石柱宝石柱””计划中已将数据融合列为关键技术之一计划中已将数据融合列为关键技术之一所谓数据融合就是根据多种信息资源进行检测、所谓数据融合就是根据多种信息资源进行检测、互连、相关、估计、信息与数据联系的多层次、多界互连、相关、估计、信息与数据联系的多层次、多界面的信息处理,从而获取精确的有关状态和属性的估面的信息处理,从而获取精确的有关状态和属性的估计,获取完整的实时态势及威胁程度评估的方法和手计,获取完整的实时态势及威胁程度评估的方法和手段三、新一代航空电子系统三、新一代航空电子系统(三)新一代航空电子系统的特点(三)新一代航空电子系统的特点通过传感器的数据融合可以带来如下特殊效益:通过传感器的数据融合可以带来如下特殊效益:(1)扩大时空覆盖范围;扩大时空覆盖范围;(2)增加置信度;增加置信度;(3)减少模糊减少模糊性;性;(4)提高空间分辨力;提高空间分辨力;(5)改善系统可靠性;改善系统可靠性;(6)增增加加““电磁谱电磁谱””的侦察范围,可在的侦察范围,可在““全景全景””电子战环境电子战环境中执行有源和无源探测任务。
中执行有源和无源探测任务三、新一代航空电子系统三、新一代航空电子系统(三)新一代航空电子系统的特点(三)新一代航空电子系统的特点5.仿真技术是航空电子综合系统的一项重要试验技仿真技术是航空电子综合系统的一项重要试验技术,它是以计算机硬件及相应的软件为基础,以现代术,它是以计算机硬件及相应的软件为基础,以现代控制论与相似原理为方法,借助系统模型对设想的和控制论与相似原理为方法,借助系统模型对设想的和真实的系统进行解析或半实物混合仿真试验研究的一真实的系统进行解析或半实物混合仿真试验研究的一门综合性新兴技术门综合性新兴技术三、新一代航空电子系统三、新一代航空电子系统(三)新一代航空电子系统的特点(三)新一代航空电子系统的特点航空电子综合系统仿真是用一个具有显示航空电子综合系统仿真是用一个具有显示/控制器控制器的飞机座舱,通过显示的飞机座舱,通过显示/控制航空电子系统相互作用控制航空电子系统相互作用的动态过程,开发人机闭环特性的研究航空电子综的动态过程,开发人机闭环特性的研究航空电子综合系统的研制离不开仿真,它不仅可以实时发现问题,合系统的研制离不开仿真,它不仅可以实时发现问题,及时解决问题,而且缩短了研制周期和试飞时间,节及时解决问题,而且缩短了研制周期和试飞时间,节省了费用。
省了费用三、新一代航空电子系统三、新一代航空电子系统(三)新一代航空电子系统的特点(三)新一代航空电子系统的特点X-47 X-47 是诺斯罗普格鲁门公司研制的一种无人作战是诺斯罗普格鲁门公司研制的一种无人作战飞机,目前其型号有飞机,目前其型号有 X-47A X-47A 和和 X-47BX-47BX-47A X-47A 采用了采用了类似风筝的气动布局,其外形更接近于进行秘密行动任务类似风筝的气动布局,其外形更接近于进行秘密行动任务的飞机的理想外形机翼前缘后掠角的飞机的理想外形机翼前缘后掠角 55 55 度,后缘前掠角度,后缘前掠角 35 35 度,采用单发动机布局,发动机进气口位于机身上方度,采用单发动机布局,发动机进气口位于机身上方前部洛克希德洛克希德··马丁公司的臭鼬工厂正在秘密研制一马丁公司的臭鼬工厂正在秘密研制一种隐身种隐身UCAV(UCAV(据称为战术战斗机大小据称为战术战斗机大小) ),通用原子航,通用原子航空系统公司也在开发采用涡喷发动机推进、具有更大空系统公司也在开发采用涡喷发动机推进、具有更大载荷和较小雷达散射特征的载荷和较小雷达散射特征的" "捕食者捕食者"C"C。
诺斯罗普诺斯罗普- -格鲁曼公司的格鲁曼公司的X-47“X-47“飞马飞马””无人驾驶飞行无人驾驶飞行器是波音公司器是波音公司X-45X-45在在““联合无人驾驶空战系统联合无人驾驶空战系统””中的竞中的竞争对手,正如争对手,正如X-45AX-45A一样,诺斯罗普一样,诺斯罗普- -格鲁曼公司制造了格鲁曼公司制造了次尺寸的次尺寸的X-47A“X-47A“飞马飞马””作为更大的、续航距离更长的、作为更大的、续航距离更长的、舰载使用的舰载使用的X-47BX-47B的验证机的验证机A A型机近似菱形的全翼飞机,型机近似菱形的全翼飞机,在设计时使用了一些秘密技术在设计时使用了一些秘密技术20032003年年2 2月月2323日,日,X-47AX-47A实现了首飞,它的主要实现了首飞,它的主要任务是验证无人驾驶飞行器任务是验证无人驾驶飞行器- -海军型舰载使用的适应海军型舰载使用的适应性,在飞行测试阶段,已为其配备了无比重要的拦阻性,在飞行测试阶段,已为其配备了无比重要的拦阻钩菱形全机翼配置;混合式中央机身;收放式起落菱形全机翼配置;混合式中央机身;收放式起落架。





