航空电子综合系统概述

2. 航空电子综合的作用
提高飞机作战能力 •对探测传感器获取的信息进行信号综合、数据融合 对探测传感器获取的信息进行信号综合、 对探测传感器获取的信息进行信号综合 •综合显示，支持飞行员或指挥员完成任务 综合显示， 综合显示 提高飞机隐身性能 •综合外部信息或将本机信息发给其他作战单位 综合外部信息或将本机信息发给其他作战单位 •精确控制雷达辐射信号 精确控制雷达辐射信号 •采用无源或光传感器装置 采用无源或光传感器装置 减轻飞行员负担 红外搜索跟踪、前视红外、 激光雷达、 红外搜索跟踪、前视红外、 激光雷达、数字地图 •实现座舱显示和控制的高度综合 实现座舱显示和控制的高度综合 •可利用人工智能和神经网络技术，辅助决策 可利用人工智能和神经网络技术， 可利用人工智能和神经网络技术 降低飞机成本
•采用开放的系统结构和商用货架产品技术 采用开放的系统结构和商用货架产品技术 •贯彻模块化、通用化、标准化的原则 贯彻模块化、 贯彻模块化 通用化、 •提高飞机的可靠性和维修性 提高飞机的可靠性和维修性
3.航空电子综合技术发展历程 航空电子综合技术发展历程
四个发展阶段： 四个发展阶段： 分立式航空电子系统（40－60年代） 分立式航空电子系统（40－60年代） 年代 联合式航空电子系统（70－80年代 年代） 联合式航空电子系统（70－80年代） 综合式航空电子系统（80－90年代 年代） 综合式航空电子系统（80－90年代） 先进综合式航空电子系统（2000年之后 年之后） 先进综合式航空电子系统（2000年之后）
综合式航空电子系统
80年代中期的“宝石柱”计划，采用综合功 能子系统 ，将系统划分为四个功能区，即传感器 子系统区、数字信号处理区、任务处理区、飞机 管理区，形成 了模块化的航空电子综合系统结构 除宽带传感器信号外，数据及控制信息通过在 核心 处理功能控制下的互连网络进行交换 核心处理功能是通过一套标准的功能模块系列 而实 现的 实施任务信息和数据的综合处理，成为本世纪 初服 役的军用F-22航空电子系统的基础
航空电子综合系统概述
参考文献
霍曼 飞速发展的航空电子 航空工业出版社 2007 Moirand Seabridge 军用航空电子系统 电子工业出版社 2006
课程安排
• 绪论（四学时） 绪论（四学时） • 航空电子系统功能（十二学时） 航空电子系统功能（十二学时） •开放式系统结构（六学时） 开放式 开放 系统结构（六学时） • 机载网络（六学时） 机载网络（六学时） • 航空电子通用模块（六学时） 航空电子通用模块（六学时） • 航空电子软件（六学时） 航空电子软件（六学时） •系统管理与操作（四学时） 系统管理与操作（ 系统管理与操作 四学时） •系统信息安全（四学时） 系统信息安全（ 系统信息安全 四学时）
联合式航空电子系统
联合式航空电子系统解决了部分信息共享 和显示控制综合的问题，但仍有局限性： 综合化程度低，仅针对显示和控制综合,各 子系统仍使用专用的硬件和软件资源； 数据总线带宽不足，不能满足新的系统信 息传输的要求； 系统通过总线控制器集中控制，系统控制 缺乏健壮性。 生命周期成本偏高，需要外场、内场和车 间三级维修支持，造成大量附加成本。
3.航空电子综合技术发展历程 航空电子综合技术发展历程
综合式航空电子系统： 综合式航空电子系统：
• 高速数据 总线等多 种互连方 式 • 数字信息 综合
3.航空电子综合技术发展历程 航空电子综合技术发展历程
先进综合式航空电子系统： 先进综合式航空电子系统：
• 统一网络 • 传感器信 号综合
联合式航空电子系统
1. 航空电子系统概念
导Βιβλιοθήκη Baidu 通信 雷达 航空电子系统
飞机上所有电子设备的总和; 飞机上所有电子设备的总和; 涵盖通信、导航、雷达、电子战、 涵盖通信、导航、雷达、电子战、飞行控制和管 理等各个系统的电子子系统， 理等各个系统的电子子系统，同时也包括这些系统 间用于信息交换和资源共享的信息综合系统。 间用于信息交换和资源共享的信息综合系统。
3.航空电子综合技术发展历程 航空电子综合技术发展历程
分立式航空电子系统： 分立式航空电子系统：
• 各子系统 独立，分 别有传感 器、信号 采集、处 理到显示 和控制一 整套设备
3.航空电子综合技术发展历程 航空电子综合技术发展历程
联合式航空电子系统： 联合式航空电子系统：
• 1553B总 线 • 综合显示 控制
70年代初数字式航空电子信息系统（DAIS） 计划提出四个标准： • 1750处理器 • 1553多路传输总线 • 1760通用外挂管理 • JOVIAL语言 将原来各自独立工作的航空电子设备通过 1553B数据总线进行互联，并通过任务软件, 进行综合控制和显示，实现信息资源共享。
联合式航空电子系统
F22A
先进综合式航空电子系统
90年代初的“宝石台”计划，是“宝石 柱”结构的 延伸和增强，沿用了“宝石柱” 结构思想，中心 是解决传感器成本、重量、 体积、功率和可靠 性等问题 继续使用通用化、模块化和标准化的模块 系列 ，以减少成本及支援性问题，即采用 综合的传 感器结构
先进综合式航空电子系统
1. 航空电子系统概念
航空电子
•Avionics = Aviation + Electronics Avionics Aviation Electronics 电子学
应用
航空领域
•航空电子：支持飞机完成任务使命 航空电子： 航空电子 的所有与电子学相关的系统和设备。 的所有与电子学相关的系统和设备。
课程要求
•考核方式：期末考试 考核方式： 考核方式 •平时作业：课下收集、查阅航空电子 平时作业： 平时作业 课下收集、查阅航空电子 综合领域的相关信息， 综合领域的相关信息，每章完成一个大 作业。 作业。 • 根据出勤、作业和考核情况确定成绩 根据出勤、
第一章 绪论
1.航空电子系统的概念 1.航空电子系统的概念 2.航空电子综合的作用 2.航空电子综合的作用 3. 航空电子综合技术发展历程 4.先进航空电子综合系统的特 4.先进航空电子综合系统的特 点及设计思想
幻影 2000
F18F18-A/F
联合式航空电子系统
目前我国在研的第三代战斗机广泛采 用了集中分布式的综合航空电子系统，如 歼10，歼轰7A，歼11B，歼8C、歼8F 、 直10等型号 我国第三代战斗机的综合航空电子系 统主要采用单总线及双总线结构 综合水平与国外的战斗机如F15、F16 等飞机的综合航空电子水平大体相当
DAIS计划开创了"航空电子系统综合"的 概 念，称为联合式系统结构 可进行统一的信息调度和系统管理， 有一 定的扩展能力和重构能力 在一定程度上解决了战斗机设备和座 舱体 积重量矛盾、减轻飞行员负荷 为军机带来作战效能的提高，成功地 应用 于F-16、F-18和法国的幻影2000等一 系列战机上
F16
综合式航空电子系统
综合式航空电子系统的主要特点： • 功能分区实现，整个系统按功能划分为横向的 层次 ，在每个功能区层次实现更深度的综合 • 实现共用模块、容错和重构，以满足对新一代 系统 的更高要求 • 系统的硬件基础建立在外场可更换模块（LRM） 上 ，LRM模块构成功能的独立单元，也是机内自 检（ BIT）、容错重构、二级维修及资源共享等新 概念 和新技术的硬件基础 • 系统互连向高速网络化发展，F-22使用了星形 拓朴 结构的高速光纤、点对点光纤链路及1553B 等多种 传输手段
JAST（联合先进攻击技术）计划，是 向 实用化过渡的先进技术验证计划， 其技术 成果应用到美国JSF（联合攻击 战斗机）上
JAST航空电子系统结构 JAST航空电子系统结构
JSF航空电子系统结构 JSF航空电子系统结构
F35
4、先进航空电子综合特点 及设计思想
航空电子综合化发展的特点： •基本信息链： 信息的获取、传输、处理和 应用 •需求牵引： 作战性能、可用性、寿命周期 成本等
飞行控制 火力控制 电子战
信息综合系 统：子系统 间进行信息 交换和资源 共享
航空电子综合
功能2 功能
电子设备2 电子设备
飞机物理空间
电子设备1 电子设备
功能1 功能
机载网络
电子设备3 电子设备
功能3 功能 …… 功能N 功能
电子设备N 电子设备
航空电子综合
航空电子综合：
在飞机物理结构空间中将电子功能及相应 的电子设备，通过机载网络和软硬件等技术 组合成为一个有机的整体。 系统资源的高度共享 最佳的整体效能 系统作战性能、可用性和生命周期成本 相互平衡。
4、先进航空电子综合特点 及设计思想
基本信息链 •信息获取：根据能量获取目标的相关信息， 如雷达； •信息传输：在信道进行信息交换，理论根 据 为香农信道容量公式； •信息处理：对源数据进行检测、相关、组 合 和估计； •信息应用：提供态势和辅助决策，实施飞 行 操纵和火力控制。
先进航空电子综合的设计思想： •强调可负担得起、开放式系统结构、可变规 模能力、商用货架产品（COTS）技术（JSF飞 机 价格限制在2800－3500万美元之间） •传感器信号综合和孔径综合 •基本构件为内含测试和故障隔离的标准模块 •使用先进的统一航空电子互连网络 •可重用的软件 •强调信息安全保障
4、先进航空电子综合特点 及设计思想