综合航电系统详解
民用飞机综合航电系统技术分析
I G I T C W技术 分析Technology Analysis62DIGITCW2022.121 民用飞机综合航电系统发展现状本文以波音787和空客A380的综合航电系统为例进行现状分析。
1.1 波音787波音787的综合航电系统采用开放式CCS 结构，具体构成为CDN （通用数据网）、CCR （通用计算设备）、RDC （远程数据采集器）等，构成相对复杂，结构成分较多。
其中，通用计算设备的机柜中安插若干个GCM （通用处理模块）、通用数据网（每秒100兆字节）以及LR M （可更换模块）。
波音787的综合航电系统还整合了非传统航电系统的处理与控制功能，具体包括燃油、环控、防火、电源、起落架、液压、防冰、舱门系统等。
除此之外，其计算机系统以ARINC 653为标准进行设计，以此控制系统改变流程期间的成本投入，同时提高系统的兼容属性，为日后迭代优化等工作提供支持。
该民用飞机的综合航电系统中还采用了网络技术以及与其相兼容的技术，由此可以实现数据的准确、高效传递。
数据链由核心网络、孔底数据链和通用核心系统组成，主要负责外界数据采集与上传。
其中，数据传输期间统一落实AFDX 标准，依托于LED 液晶显示屏的使用以及工业标准GUI 图形界面的设计，满足相关人员的数据查看与操控所需[1]。
1.2 空客A380空客A 380的综合航电系统以I M A 为主，所谓IMA ，是指集成模块化航空电子设备，同时辅以CTOS （商用货架产品）技术和Integeity-178B 操作系统。
在整个系统框架中，该飞机共使用32个IMA 模块，均属于场外可更换模块，分别应用于起落架、显示系统、告警系统、环控系统、引气系统、电传操纵系统、电气系统、自动驾驶系统、燃油系统和液压系统等。
对于该综合航电系统的核心处理以及输入、输出模块而言，其统称为CPIOM ，组成要素较多，构成成分包括PCI 内部互联板、中央处理器线路板、输入线路板等。
航电系统简介介绍
武器控制系统
航电系统集成在武器装备 中，支持精确打击和有效 火力控制。
其他领域
无人机应用
航电系统用于无人机飞行控制、导航和任务载荷 数据处理。
气象观测
航电系统在气象卫星上用于观测和监测气象数据 。
科学研究
航电系统支持地球观测、空间科学实验和其他科 研任务。
05
航电系统的发展趋势与挑战
技术创新与升级
创新技术应用
随着科技的不断发展，航电系统正不断引入新技术，如人工智能、大数据、云计算等，以提高系统的 性能和效率。
技术升级需求
随着航空工业的发展，航电系统需要不断升级以满足更高的性能要求和安全性需求。
系统安全性与可靠性
安全性能保障
航电系统的安全性与可靠性是至关重要的， 需要采取多种措施来确保系统的稳定性和安 全性。
人机交互体验优化
为了提高飞行员的工作效率和安全性，航电系统需要提供更加直观和易用的人机交互界 面。
智能化水平提升
通过引入人工智能技术，航电系统可以更加智能地处理各种任务，减轻飞行员的工作负 担。
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功能
航电系统的主要功能是保障飞机的安 全、导航、通讯和任务执行，为机组 人员和乘客提供必要的飞行信息和服 务。
航电系统的重要性
1 2 3
安全保障
航电系统是飞机安全运行的关键组成部分，它能 够提供准确的导航、通讯和飞行控制等功能，保 障飞机的安全和稳定。
飞行效率
航电系统能够提高飞行效率，通过精确的导航和 通讯设备，使飞机能够更快、更准确地到达目的 地。
航电系统的技术特点
高集成度
航电系统采用先进的模块化设计，将 多种航空电子设备高度集成在一起， 实现功能的整合和优化。
先进综合航电专题报告
先进综合航电系统专题报告一、引言随着航空技术的飞速发展，现代飞机对航电系统的依赖越来越大。
航电系统作为现代飞机的重要组成部分，其性能和可靠性直接影响到飞机的安全和效率。
因此，研究和开发先进综合航电系统是当前航空工业的重要任务。
本报告将介绍先进综合航电系统的概念、技术特点、发展趋势以及应用前景。
二、先进综合航电系统的概念先进综合航电系统是指将飞机的各个传感器、导航设备、通信设备等有机地整合在一起，形成一个统一、高效的信息处理和控制系统。
通过先进综合航电系统，飞行员可以更加方便地获取和处理飞行中的各种信息，提高飞行的安全性和效率。
三、技术特点1. 高度集成化：先进综合航电系统将飞机上的各个子系统集成在一起，形成一个统一的信息处理和控制系统。
这有助于减少系统的复杂性和重量，提高系统的可靠性和性能。
2. 开放式架构：先进综合航电系统采用开放式架构，可以方便地添加、删除或更换子系统，提高了系统的可维护性和扩展性。
3. 模块化设计：先进综合航电系统的各个子系统采用模块化设计，这有助于提高系统的可靠性和可维护性。
同时，模块化设计还可以加快系统的研发和升级速度。
4. 智能化管理：先进综合航电系统采用智能化管理技术，可以自动检测和修复系统中的故障，提高系统的自主可控性。
四、发展趋势1. 更高的集成度：未来先进综合航电系统的集成度将更高，系统的复杂性和重量将进一步降低，性能和可靠性将进一步提高。
2. 智能化：未来先进综合航电系统将更加智能化，能够自动完成更多的任务，减轻飞行员的负担，提高飞行的安全性和效率。
3. 开放式架构：未来先进综合航电系统将更加开放，能够方便地添加、删除或更换子系统，提高系统的可维护性和扩展性。
4. 3D/4D打印技术：未来先进综合航电系统将更多地采用3D/4D打印技术，缩短系统的研发和生产周期，降低生产成本。
5. 人工智能和大数据技术：未来先进综合航电系统将更多地应用人工智能和大数据技术，对飞行中的各种信息进行深度分析和挖掘，提高飞行的安全性和效率。
航电系统-简要演示文稿
大气数据系统
• 系统描述 • 大气数据系统由全静压及温度敏感系统和大气数据
计算系统组成。全静压和温度敏感系统通过全静压 探头感受全压和静压的大气压力，通过总温传感器 接受大气温度信息，供大气数据计算机使用；通过 大气数据加热控制器给全静压探头、总温传感器加 热除冰。大气数据计算系统根据全静压系统提供的 大气数据信息，计算空速，马赫数，高度等数据， 供其他系统使用。 • 大气数据系统包括下列部件： • — 四个全/静压探头 • — 一个大气总温传感器 • — 二个大气数据计算机
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航空电子及仪表系统
航空电子系统及仪表的系 统的功能
• 系统状态的确定、装换与控制：系统工作状态监控；转换与控 制工作模式；（系统主控计算机）
• 飞机状态参数测量：大气数据测量；状态矢量测量；非航电系 统参数处理与传输；
• 人机接口处理：控制人机接口状态；产生显示；处理飞行员输 入；向、飞行员告警；
测距器
• DME计算出飞机与选定地面台的距离，把距 离和地面台的标识数据输出到PFD和MFD上。 DME系统通过以规定的重复频率发射一信号 询问地面台。地面台发射与接收到的信号完全 一摸一样的信号作为回答。DME监控询问和 回答信号的时间差，并计算出至该地面台的斜 距。DME具有调谐保持功能，即飞行员在调 谐出一个新的有效VOR频率时，DME频率并 不随之改变。左侧DME-4000收发机由左28V 直流汇流条供电，右侧DME-4000收发机由右 28V直流汇流条供电。
测距器
• 系统描述 • 测距器（DME）是用于指示飞机与选定地面台之间
直线距离的系统。每架飞机装有两套DME。测距器 向音频综合系统提供地面台的标识。飞机与选定地 面台的距离数据显示在正、副驾驶员的主飞行显示 器(PFD)和多功能显示器(MFD)上。 • 系统组成 • 测距器系统包括： • 2个测距器收发机 • 2个测距器天线 • 功能和工作原理
解析综合化航空电子系统安全技术
解析综合化航空电子系统安全技术
综合化航空电子系统是指在航空器上集成多个电子设备和系统，包括导航系统、通信系统、监控系统等。
这些设备和系统的安全性是保障航空器安全运行的关键因素之一。
研究和发展综合化航空电子系统安全技术对于航空工业来说至关重要。
1. 硬件安全技术：综合化航空电子系统的硬件安全技术主要涉及到硬件设备的设计和制造过程中的安全措施。
这些安全措施包括电路设计的安全性、硬件接口的安全性、电子器件的安全性等。
通过采用安全芯片、物理隔离技术和防护技术等手段，可以提高硬件设备的安全性。
4. 数据安全技术：综合化航空电子系统的数据安全技术主要涉及到数据存储和处理过程中的安全措施。
这些措施包括数据加密、数据备份、数据恢复和访问控制等。
通过采用数据库加密、数据备份和恢复机制、访问控制和权限管理等手段，可以保障数据的安全性。
综合化航空电子系统安全技术的研究和应用，可以有效保障航空器的飞行安全。
随着航空电子技术的不断发展和航空器的日益复杂化，综合化航空电子系统安全技术也在不断创新和提升。
通过对综合化航空电子系统安全技术的深入研究和应用，可以提高航空器的安全性和可靠性，为航空事业的发展做出重要贡献。
飞机综合电子控制系统
飞机综合电子控制系统（一）飞行管理计算机系统随着飞机驾驶自动化的进一步发展，要求把飞机的信号基准系统、启动驾驶系统和显示系统统一综合管理，使飞机在整个航线实现最佳性能的自动驾驶飞行，这个任务即由飞行管理计算机系统完成。
（二）飞行信息记录系统(俗称“黑匣子”）它包括两个部分：一个是数字飞行数据记录器。
它能将飞机系统工作状况和发动机工作参数等飞行参数都记录下来。
记录器可记录25个小时的60多种数据，其中有16种是必录数据(主要是加速度、姿态、空速、时间、推力及各操纵面的位置）。
一个是驾驶舱话音记录器。
它实际上就是一个无线电通话记录器，可以记录飞机上的各种通话。
这一仪器上的4条音轨分别记录飞行员与地面指挥机构的通话，正、副驾驶员之间的对话，机长、空中小姐对乘客的讲话以及驾驶舱内各种声音。
记录器记录飞行的最后30分钟内的信号，同时把以前的信号抹掉。
飞行信息记录系统的用途包括：①事故分析——记录的数据在飞机失事后再现，用模拟器模拟，它是分析事故原因最直接可行的方法，国际民航组织规定大型民航机必须安装飞行记录器；②用于维修——从这些记录上可以发现出现的故障，从而适时进行维修；③用于监控飞行质量——从这些记录上可以发现飞行员的不安全操作，及时加以纠正。
数字飞行数据记录器(黑匣子）可以向人们提供飞机失事瞬间和失事前一段时间里，飞机的飞行状况、机上设备的工作情况。
驾驶舱话音记录器能帮助人们根据机上人员的各种对话分析事故原因，以便对事故作出正确的结论。
黑匣子通常安装在飞机尾部最安全的部位，也就是失事时最不易损坏的部位，并带有自动信号发生器和水下超大型定位标。
黑匣子并不是黑色的，为了便于人们搜寻，它被涂上了国际通用的警告色——鲜艳的橘黄色。
（三）增强型近地警告系统增强型近地警告系统使用自身的全球机场位置数据库和地形数据库，并且利用飞机位置、气压高度和飞行轨迹信息来确定潜在的撞地危险，并通过灯光和声音通知驾驶员飞机正在以不安全的方式或速度靠近地面，警告驾驶员预防因疏忽或计算不周而发生的可控飞行触地事故。
新世代航电系统典范——F-22的综合航电系统
新世代航电系统典范——F-22的综合航电系统第一部分革命性的PavePillar航电架构F-22是美国空军继F-15之后的新一代空优战斗机，标榜藉由先敌发现(first-look)、先敌发射(first-shoot)与先敌猎杀(first-kill)的能力，在21世纪的作战中为美国空军维持空中优势。
而美国空军之所以自信F-22拥有这种宰制天空(airdominance)的能力，除了源自于F-22具备了前所未有、结合隐身性与机动性的机体气动力设计、强大的动力，以及先进的传感器与武器系统外，在背后支撑着传感器与武器系统的综合航电系统(Integrated Avionics System, IAS)，也是功不可没的一个关键环节。
F-22主宰空权的根源——无与伦比的态势感知能力F-22得以在战斗中占据先机的先敌发现与先敌发射能力，是建立在涉及了目标侦测、定位与识别的过人态势感知(Situational Awareness)能力上，而综合航电系统(IAS)正是F-22态势感知能力的根源，为F-22飞行员提供执行超视距接战(Beyond Visual Range, BVR)所需的态势感知能力，可通过多传感器的数据融合，为BVR武器的使用、或是回避威胁，提供必要的长程侦测、精确目标追踪与高可信度的BVR识别资讯。
同时综合航电系统(IAS)也能藉由提供威胁预警，与针对敌方威胁的反制措施，帮助提高F-22的生存性。
更进一步地说，F-22所标榜的先视、先射能力，有赖于在自身遭敌方发现之前，依靠收集与融合多种机载传感器的数据、先一步建立敌方目标的高精度追踪档案(track file)，并在飞行员不介入的情形下，持续、自动地更新每个目标追踪档案。
F-22所标榜的先敌发现与先敌发射能力，是建立在涉及了目标侦测、定位与识别的过人态势感知(Situational Awareness)能力上，而综合航电系统(IAS)正是F-22态势感知能力的根源基本需求：多层次的目标追踪能力超凡的态势感知能力，是F-22获得战斗优势的基础，而态势感知能力本身，则是通过对于周遭敌军、友军目标的追踪与辨识，所获得的周遭态势掌握能力。
航电系统简介
系统一词创成于英文system的音译， 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 具有整体性的整体。
综合航空电子亦称航空电子，其英文 “avionics”是由“aviation(航空)”和 “electronics(电子学)”两词相结合，而派 生出来的。
F-15鹰式战斗机是美国麦克唐纳·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 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 传统分类和美国2009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）
F-15是由1962年展开的F-X(FighterExperimental)计划发展出来，1969年由麦道 (McDonnell Douglas)公司得标，1972年7月首次 试飞，1974年首架量产机交付美国空军使用。
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 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 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。 各分系统通过广播式数据传输总线(如 ARINC429)连接。
二、航电系统的历史
（三）联合式结构
联合式结构(也称综合化结构)是美国DAIS研 究计划的主要成果，它通过1553总线将大多 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 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 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。
平显和双杆操纵系统 （HOTAS）中抬头显示 器会显示出由航电系统 整合提供的飞行相关资 料，它可以在任何飞行 环境下判读，提供飞行 员飞行、追纵及猎杀敌 机或其它目标的必要而 即时的资讯，而不需要 低头看座舱内的仪 表， 大大减轻了飞行员 搜索、跟踪、攻击目标 时的操纵负担，并简化 了操纵程序。
航电系统简介
开放式系统结构是由开放系统接口标准定义的一个结构框架，它的优点是：便于构成分布式系统；便于不同厂家生产的、不同型号的计算机或其他硬件之间的互连、互通和互操作；也便于硬件、软件的移植；便于系统功能的增强和扩充。此外，开放式系统结构还支持系统可变规模，有利于缩短研制开发周期。在计划开发、采购、维修及更新时能降低成本。其原因是它增加了可重新使用机会，更有可能使用商用货架产品（COTS）技术，还能快速建立系统模型。采用该结构后，就能较好地解决系统的功能扩充、修改，及元器件的更新换代。 美国空军把应用军用技术和商用技术实现系统从传统的封闭式结构向经济上可承受的、灵活的开放式结构转变视为当前一项挑战。这是因为开放式系统结构由民用向军用推广存在着争论，主要是由于标准和最佳性能不能兼顾，一些领域还不能完全满足军事上的需要，这就要求制订和贯彻各种标准接口，使不同的产品研制、生产单位都要遵循公开一致的标准和规范。此外，开放式系统结构不仅涉及硬件，也涉及软件。软件开放系统、软件可重复使用、软件可变规模与硬件的开放性同样重要，也是降低系统寿命周期费用、缩短研制开发周期的重要措施。因此，新一代综合航电系统的软件包括操作系统、应用程序、数据库、网络、人机界面等应遵循统一的系列标准、规范研制开发，软件的可重用、标准化、智能化、可移植性、质量、可靠性等都应列入表征软件技术的特征参数之中。 因此，今后十年，开放式工业标准向军用过渡趋势会更加明显，开放式系统结构向军事上应用的转移不可逆转。
战斗机传感器进一步综合化
先进战斗机传感器的综合化趋势发展极为迅速。从本世纪初服役的F—22和JSF等第四代战斗机传感器来看，机上传感器实现全部综合化已近在咫尺。 由于新一代航电系统传感器的种类、数量、复杂性及数据量的增加，超出了驾驶员有效使用和管理传感器的能力，从而使传感器的综合成为一个突出的课题。多传感器综合（MSI）的目标是：改变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。 美国空军F－22战机传感器系统的天线及射频前端功能仍是分立的，雷达、RWR/ESM、CNI各有自己的天线及前端处理功能，综合起来完成雷达、EW、CNI等功能。而“宝石台”计划主要是要解决传感器区的综合问题。雷达舱内的设备已不是传统意义上的雷达，而是集雷达、CNI、EW、敌我识别（IFF）、无线电高度表、导弹制导数据链等功能于一体的综合射频系统。该计划提出用13个天线提供所有CNI/EW/雷达所需的功能。光电传感器的孔径也要综合，前视红外、红外搜索跟踪系统、导弹告警功能的综合，实现分布孔径红外系统（DAIRS）。传感器的信号处理和数据处理部分也要实现综合，使用统一的中Байду номын сангаас进行处理，A/D变换尽量向前端推移，使用标准的共用模块。完成信号处理和数据处理，然后通过统一航空电子网络，连接到综合核心处理机（CIP），在CIP中进行数据融合。对传感器的控制和功率管理也可通过这个通道完成。传感器区的充分综合将是一个很大的进步，在上述的各方面都将获得极大的收益。 将于2010～2040年陆续装备美国空军、海军及其盟国部队的JSF战斗攻击机的传感器系统将打破未来战斗机所需的雷达、电子战和其他关键功能的界线。这意味着，用于扫描和跟踪目标这些传统雷达任务的有源电子扫描阵（AESA）在同一时刻也用于干扰、电子情报、通信和其他任务。而且AESA收集的数据将与机外数据源（如预警机、电子战飞机和卫星），以及机上的光电系统的信息进行融合。若2架或4架JSF在一起工作时，其能力远比同等数量的飞机单独工作要强。当陷入困境时，单架JSF也具有完成任务和自我生存的能力。
航空电子综合系统概述ppt
组成
01
航空电子综合系统包括：飞行控 制系统、导航系统、通信系统、 显示系统、数据管理系统等。
03
导航系统：提供飞机的位置、速 度、高度等信息，帮助飞行员进 行导航。
05
显示系统：提供飞行员所需的各 种信息显示，包括飞行参数、导 航信息、系统状态等。
02
飞行控制系统：负责飞机的飞行 控制，包括自动驾驶、飞行管理 和导航等功能。
功能：提高飞行安全性、舒适性、经济性，降 低飞行员工作负荷，提高飞行效率
组成：飞行控制系统、导航系统、通信系统、 显示系统、数据管理系统等
特点：模块化、可扩展、可升级、可靠性高、 易于维护
功能
1 飞行控制：控制飞机的飞行姿态、速度和高度 2 导航：提供飞机的位置、速度和航向等信息 3 通信：实现飞机与地面、飞机与飞机之间的通信 4 雷达：探测飞机周围的环境，提供预警信息 5 电子战：对抗敌方的电子干扰和攻击 6 飞行管理系统：综合管理飞机的各个系统，提高飞行安全性和效率
05
网络集成：将多个网络设备集成 到一个网络系统中，提高网络性 能和可靠性
感谢您观看与聆听
汇报人
03
20世纪70年 代：航空电子 综合系统开始 实现数字化
04
20世纪80年 代：航空电子 综合系统开始 实现网络化
05
20世纪90年 代：航空电子 综合系统开始 实现智能化
现代发展
01
20世纪80年代： 航空电子综合系
统开始出现
02
20世纪90年代： 航空电子综合系
统逐渐普及
03
21世纪初：航空 电子综合系统进
硬件技术
1
集成电路技术：实现高集成度、低功耗、高性能的航空电子设备
航电系统简介
二、航电系统的历史
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 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 发展中系统结构不断演变，因此航空电 子系统的“结构”成为划时代的主要依 据。
二、航电系统的历史 （一）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“独立的”子系统组成，每 个子系统必须依赖于驾驶员的操作(输 入)，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。
F-15鹰式战斗机是美国麦克唐纳·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 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 传统分类和美国2009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）
F-15是由1962年展开的F-X(FighterExperimental)计划发展出来，1969年由麦道 (McDonnell Douglas)公司得标，1972年7月首次 试飞，1974年首架量产机交付美国空军使用。
F-18战斗机引入了“玻璃”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 极射线显示器上。
安装了抬头显示器 （HUD），仪表面板上 安装了两个多功能阴极 射线显示器和一个水平 阴极射线显示器。座舱 内安装了手不离杆 （HOTAS）油门杆和操 纵杆，作战中需要使用 到了控制开关都集成在 了油门杆和操纵杆上。
三、新一代航空电子系统
（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。“宝石柱” 结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“宝石柱”实验室演示系统和F-22的 综合化深度只达到数据处理资源一级，而“宝石台” 计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 用通用信号处理模块。
综合航电系统
综合航电系统中的传感器主要有姿态和航向基准系统、磁力计、大气数据计算机、发动机/飞机组件。
1．姿态和航向基准系统
姿态和航向基准系统提供飞机的姿态和航向信息，并通过ARINC 429协议与显示组件和集成航电组件通信。
姿态和航向基准系统包含先进的传感器(其中有加速度计和速率传感器)，并且连接磁力计以获得地球磁场信 息．连接大气数据计算机以获得大气数据信息，连接两个集成航电组件以获得全球定位系统(GPS)信息。
采用模块化系统结构，有利于进行系统的集成与功能综合．有利于系统的扩充和系统剪裁，有利于采用商用 货价产品技术。有利于系统的升级，降低系统的全寿命周期成本。实现系统的重构与容错，提高系统的可靠性。
多传感器数据融合技术
飞机上需要显示和处理的数据来源于各种传感器采集的数据。由于信息的来源、传输格式不尽相同．多传感 器/多数据源信息采集平台要对它们进行相应的处理。首先要对信息进行分类，然后将信息进行归一化处理，采用 标准的量纲和表达方式．最后将处理好的信息提供给其他系统和模块使用。
各控制键具体的功能可参阅机型手册，这里不再阐述。
关键技术
模块化
模块化主要是要实现功能上的复用，进而实现资源共享，为数据融合提供坚实的基础，更进一步。还可以实 现多余度。
模块化要先按照功能或其他方式进行分类，把不同功能模块分离开，可以分为图形显示、数据处理、控制和 数据采集。在图形显示上，根据显示内容不同，可分为姿态显示、高度显示、指示空速显示等不同的模块。在数 据处理上，根据不同数据类型．也可分成不同的模块，使用不同的算法进行计算。数据控制和数据采集也可以按 照这种方法，进行模块化处理。
1．PFD和MFD上的控制键
一般情况下，PFD和MFD上的控制是完全相同的，分为硬控制和软控制两种，硬控制设计在显示器的左、右两 侧，每一个控制键都有特定的功能。例如，左上角是导航系统的控制，用于对导航系统进行调谐等操作；右上角 是通信系统的控制，用于对通信系统进行调谐。
综合化航空电子技术分析
综合化航空电子技术分析随着航空业的不断发展，航空电子技术也得到了很大的进步和发展。
航空电子技术是指应用于飞机及其相关设备中的电子技术，包括导航系统、通信系统、驾驶辅助系统等。
本文将对综合化航空电子技术进行分析。
综合化航空电子技术是指将多种航空电子系统集成在一起，实现多功能、智能化的功能。
随着科技的不断进步，航空电子系统的功能不断增强，可以提高飞机的操作效率和安全性。
现代飞机上的导航系统不仅可以提供飞行路径的信息，还可以实时更新气象信息，为飞行员提供决策支持。
通信系统不仅可以进行语音通信，还可以通过数据链路传输图像和文件。
驾驶辅助系统可以自动调整飞机的飞行姿态，保持平稳的飞行状态。
这些综合化的功能使得飞行更加安全和高效。
综合化航空电子技术的发展离不开电子元器件和电子系统的进步。
电子元器件的不断精密化和集成化，使得电子设备的体积不断减小，性能不断提高。
电子设备的功耗也得到了很大的降低，从而减轻了飞机的负载。
现代飞机上使用的微处理器和嵌入式系统可以提供高性能的数据处理和决策支持功能，同时功耗很低，从而减少了发热和能耗。
综合化航空电子技术也面临一些挑战。
首先是可靠性和安全性的问题。
航空系统的可靠性要求非常高，一旦出现故障可能会导致严重的后果。
综合化航空电子系统需要具备高可靠性和冗余性，以保证飞机的安全。
其次是系统集成和软件开发的复杂性。
综合化航空电子系统涉及多种功能和复杂的交互关系，需要进行大量的系统集成和软件开发工作。
开发综合化航空电子系统需要具备丰富的经验和技术实力。
综合化航空电子技术的发展对航空业产生了深远影响。
它提高了飞机的安全性、操作效率和乘坐舒适度，促进了航空业的发展。
随着综合化航空电子技术的不断推进，未来我们可以预见到更加智能、自动化的飞行系统的出现，为人们带来更加便利和舒适的航空出行体验。
综合化航电的系统管理技术浅析
通 用系统管理 由健康管理 （ＨＭ）、故障管理 （ＦＭ）以及配 置 管理（ｃＭ）等三个功能模块组成，主要包括 以下两个 功能：
第 一，对整个航 电系统 的运行状况进行 实时监测 ，并对 发 现 的问题及 时调用系统资源进 行适当的处理 。该部分功能主 要通过健康 管理 （ＨＭ）和故障管理 （ＦＭ）两个软件功能模块来 实 现 。
健康管 理 （ＨＭ）负责对航 电系 统各个 子节点的健康状 态 进行监控 ，监控 的主要手段依赖于 分布在航 电系统各个 子节 点上 的 自测试程序 。这些 自测试程序周 期性地对其所监测 的 软硬件模块进行状态测试 ，一旦发现某个模块 出现监测故障 ， 自测试程序会立 即向健康 管理进行汇报 ，健康管理会根据 实 际 的故障类型 、故障参数 以及历史经验数据 ，对 自测试程序汇 报 的故障进行过滤处理 ，以排 除故 障误报 、瞬时故障、可 自恢 复故障等不会对系统产生影 响的故 障信 息。对于经过过滤处 理之后 ，被 最终确认的故障，健康管理会继续 向上汇报给故 障 管 理 。
第二 ，根据 飞行员输入的命令 ，在应用管理的功能支持下， 对航 电系统进行功能切换 ，以满足新产生的航 电需求 。该部 分功能主要通过配置管理 （ＣＭ）软件模块来实现 。
配置管理在系统运行过程中负责对航 电应用的配置状态 进行切换。在不同的配置状态下，整个航 电系统在各个子节 点上运行 的航 电应 用不尽相 同，因此 ，在不同的配置状态之间 切换 时，就需要 由配置管理来统一规划 ，根 据各 个航 电应 用之 间的相互依赖 关系 ，合理确定各个航 电应用 的切换次序 ，从而
故障管理 （ＦＭ）负责对健康 管理上报的故障进行处理，根 据故障类型 、故障参数以及故障处理经验数据，判 断该故障所 产生的影响范 围，并根据故障影响范 围来确定需要协 同处理 该故障 的子节点集合 。在故障管理处理故障 的过程 中，需要 从系统配置数据 中获取所需 的配置信息 ，同时如果故障处理 需要对航 电系统进行重构，则还需要配置管理 （ＣＭ）的功能支 持 。
综合化航空电子技术分析
综合化航空电子技术分析随着航空业的快速发展，航空电子技术的应用也成为了航空行业的重要组成部分。
综合化的航空电子技术旨在提高飞行安全、航行精度和通信效率，同时还可以提高航空器的自动化程度和飞行效率。
本文将对综合化航空电子技术进行分析，探讨其在航空领域的应用和发展趋势。
综合化航空电子技术是指将航空电子设备和系统进行综合，以提高飞行效率、飞行安全和飞行精度的技术。
这种技术结合了导航系统、通信系统、自动驾驶系统等多种航空电子设备，通过信息共享和相互协调，实现飞行任务的全面、一体化管理。
综合化航空电子技术的核心是提高飞行器的自动化程度，减轻飞行员的工作负担，提高飞行安全和效率。
综合化航空电子技术包括以下几个方面的内容：1. 着陆系统：采用自动着陆系统和精密下滑道系统，提高飞机着陆的精度和安全性。
2. 导航系统：采用全球卫星导航系统（GNSS）和惯性导航系统（INS），提高飞机的导航定位精度，增强抗干扰能力。
3. 通信系统：采用卫星通信系统和数字通信系统，提高机载通信设备的传输速率和抗干扰能力。
4. 自动驾驶系统：采用自动驾驶仪和飞行管理系统（FMS），实现飞行器的自动导航、自动控制和自动执行飞行任务。
综合化航空电子技术的发展，将为航空业带来巨大的颠覆性变革，使飞机的飞行变得更加安全、舒适和高效。
二、综合化航空电子技术的应用1. 导航系统综合化航空电子技术在导航系统中的应用，主要体现在全球卫星导航系统（GNSS）的应用上。
GNSS是一种基于卫星信号的全球导航系统，能够提供高精度的三维位置、速度和时间信息。
在飞行领域，GNSS可以实现高精度的导航定位和飞行轨迹控制，提高飞机的飞行精度和安全性。
GNSS还可以实现飞机的自动着陆和精密进近。
2. 通信系统综合化航空电子技术在通信系统中的应用，体现在卫星通信系统和数字通信系统的应用上。
卫星通信系统可以实现飞机与地面的双向通信，提供全球范围内的通信覆盖，解决了传统雷达通信的盲区和信号不稳定的问题。
美国第四代战斗机综合航电系统
四、座舱人一机界面及显示系统
座舱Ｕ豕系统为一个特定的任务阶段抛ｔｆＥ一个详细的态势镀永．Ｆ－３５钙驶员面对的难题１ｉ足信息缺乏， ｌＩｊｊ足信息太多．ｉＩｉ『如何娃永这砦永自荇种传感器的靠息会极人地影响钙驶员的态势感知能力．增强田驶员的 态势感知能力不但会提高任务效能，１Ｉｉ『．Ｒ会增人衲：敌方环境中的生存力．荚军认为，“ＪＳＦ的成功和埏人程度 ．Ｉ：取决于座舱镀示系统的进步。而不是窄气动力学或推进系统”．Ｆ－３５的座舱镀永系统包括Ｋａｉｓｅｒ公ｉ日的２００ ｘ ５００ｍｍ（８ｘ２０英寸），甲板多功能姓．，Ｊ÷｛｝｝｝（ＭＦＤ）、Ｍｅｇｇｉｔｔ公ｉｄ研制的辅助飞行娃尔系统（ｓｅｃｏｎｄａｒｙｆｌｉｇｈｔ ｄｉｓｐｌａｙ ｓｙｓｔｅｍ）以及综合头｛｜：Ｉ显示系统．Ｆ－３５还采用’Ｊ，一种具有说话功能的虚舱控制系统，即语街识别软件．
航电系统简介ppt课件
航电系统是飞机上用于控制、导航、通信、显示等任务的电子设备系统。
航电系统的功能
飞行控制：控制飞机的飞行姿态和速度
导航：提供飞机的位置、速度和航向等信息
通信：实现飞机与地面、飞机与飞机之间的通信
雷达：探测飞机周围的环境和障碍物
技术融合：与其他领域的技术融合，拓展应用范围
4
航电系统的应用领域
医疗领域：医疗设备、手术机器人等
工业领域：自动化生产线、机器人等
交通领域：汽车、高铁、地铁等
航海领域：船舶、潜艇、海洋探测等
航天领域：卫星、火箭、空间站等
航空领域：飞机、直升机、无人机等
E
D
C
B
A
F
典型案例分析
波音787：采用电传操纵系统，提高飞行安全性和舒适性
模块化：采用模块化设计，便于系统能耗和污染排放
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航电系统面临的挑战与机遇
技术挑战：研发难度大，需要突破关键技术
成本挑战：研发成本高，需要降低成本
市场竞争：面临激烈的市场竞争，需要提高产品竞争力
法规挑战：需要遵守严格的法规要求，确保产品安全可靠
机遇：航空电子市场增长迅速，市场需求巨大
汇报人
演讲人
01.
02.
03.
04.
目录
航电系统的定义与功能
航电系统的组成与分类
航电系统的发展历程与趋势
航电系统的应用领域与案例
1
航电系统的定义
航电系统包括硬件和软件两部分，硬件包括各种传感器、处理器、显示器等，软件包括操作系统、应用程序等。
航电系统通过收集、处理、传输各种信息，实现对飞机的实时控制和状态监测。
解析综合化航空电子系统安全技术
解析综合化航空电子系统安全技术
综合化航空电子系统安全技术是指对飞机电子系统的安全性能进行综合化设计和管理的技术，旨在保障飞机的运行安全和飞行员的生命安全。
综合化航空电子系统安全技术需要对飞机电子系统进行全面的安全性能分析。
通过对飞机电子系统的各个组件进行研究和测试，确定其安全性能的强弱点，找出系统中存在的潜在安全隐患，并确定其可能造成的安全风险。
在此基础上，制定相应的安全措施，采取防范措施，提高系统的安全性能。
综合化航空电子系统安全技术需要对系统进行全面的安全设计。
在对系统进行设计的过程中，需要考虑到系统的整体安全性能，保障系统的稳定性和可靠性。
通过合理的架构设计和功能分配，能够有效地降低系统发生故障的概率，提高系统的安全性能。
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F-35综合航电系统详解：比F-22更加先进通常认为美国F-15和F-16是典型的高低搭配的第三代战斗机，而F-22和F-35则分别是它们的后继机，因此从辈分上讲F-22和F-35当属第四代战斗机。
但从开发时间和进入服役时间看，F-35要远远晚于F-22。
经过了近20年的努力，F-22最近才刚刚进入初始作战状态(IOC)，而F-35要到2010年以后才能进入现役。
由于电子技术发展迅速，更新换代周期远远短于飞机本身，这就注定了在F-35战斗机上的电子系统要比F-22更先进和具有更高的性价比。
F-35联合攻击战斗机(JSF)是一种多用途、并能服务于空军、海军和海军陆战队的多兵种作战飞机。
他最具特点的进步是开发和采用了高度综合化的航空电子系统，因而，使战斗机具有全新的作战模式。
为了满足21世纪作战需要，战斗机所最需要性能特征是什么？简而言之，就是大量采集飞机内部和飞机外部的各种数据、并对其进行融合处理，形成对战场环境的正确感知，以及实现对飞机和武器系统的智能化控制。
研制F-35的目标是取代F-16、A-10、F/A-18A/B/C/D、F-14和A V-8B，以及英国的GR-7和"海鹞"等现役战斗机。
美国空军计划采购1763架、海军和海军陆战队680架、英国皇家空军90架和皇家海军60架。
F-35共分三种型别：常规起降型(CTOL)、短距离起飞/垂直降落型(STOVL)和舰载型。
这三种型别的航空电子设备的90%以上是通用的。
虽然JSF飞机是由多国开发，但是高水平的探测传感器和电子信息的综合处理则由美国掌控。
在任务系统软件控制下的有源相控阵(AESA)将能执行电子战(EW)功能，同时，还将执行部分通信、导航和识别(CNI)的功能。
JSF的红外传感器将采用通用设计的红外探测和冷却组件。
所有关键电子系统，其中包括综合核心处理机(ICP)大量采用通用模块和商用货架产品(COTS)。
在ICP和每个传感器、CNI系统和各显示器之间的通信采用速度为2Gigabit/s 的光纤总线。
在对飞机的作战环境和态势的显示方面，F-35已经取得了突破性的发展。
从雷达、光电系统、电子战系统和CNI系统以及从外部信息源(预警机和卫星等)的各种信息通过任务系统软件进行融合，最终通过直觉的大屏幕座舱显示器向飞行员显示。
同时，在飞行员的头盔显示器(HMDS)上显示各种投影信息，其中包括红外图像、紧急的战况、飞行和安全信息。
共有6个分布式孔径系统(DAS)传感器用来实现围绕飞机360o的红外探测保护，为飞行员提供更高的视觉灵敏度，并能实现夜间飞机近距编队飞行。
还可在夜间和烟尘覆盖情况下为飞行员在头盔显示器上显示飞机下方目标图像。
飞机内部安装的光电目标定位系统(EOTS)对DAS的导弹来袭告警能力进行了增强。
EOTS提供窄视场，但距离较远的目标探测能力。
根据任务软件的指令，EOTS可以在雷达不开机的情况下提供目标信息。
1.更为先进的机载AESA多功能雷达比较典型的例子是美国最新一代战斗机F-35的多功能综合射频系统(MIRFS)。
它是建立在APG-81 AESA雷达的基础上的一个功能广泛的系统。
它不仅能够提供雷达的各种工作方式，它还能提供有源干扰、无源接收、电子通信等能力。
MIRFS频带较一般机载AESA要宽得多，同时能够以各种不同的脉冲波形工作，保证了雷达信号的低截获概率(LPI)。
同F-22的APG-77 AESA雷达相比，F-35的MIRFS在技术上又有了很大的改进。
但是由于阵面尺寸较小，阵元数目有所减少，因此在作用距离上有所减小，约是前者的2/3。
F-35的AESA雷达在成本和重量上都只是F-22的二分之一。
F-35雷达把两个T/R模块封装在一起，称为双封装T/R模块(twinpack)。
雷达系统的预期寿命达8000小时，将同飞机寿命一致。
命名为AN/APG-81的有源相控阵雷达将为F-35战斗机提供环境感知能力，用来攻击空中和地面目标。
雷达具有空对地功能，可以进行合成孔径雷达(SAR)状态的高分辨率地图测绘，也可以采用逆合成孔径雷达(ISAR)技术对海上舰船进行识别分类。
在空对空工作方式，雷达可以实现对指定空域的提示搜索、无源搜索和超视距、多目标的搜索和跟踪。
由于雷达波束从一点到另外一点的移动只需若干微秒的时间，所以雷达可以在一秒时间内对同一目标观察多达15次。
JSF作为战术战斗机，它处于信息数据链的末端，接收从特殊用途传感器飞机(如预警机和电子战飞机)来的各种指令和目标信息，同时，它也是最前端信息的反馈者。
2005年末诺斯罗普·格鲁门公司向JSF飞机主承包商洛克希德·马丁公司交付了第一部雷达，由他们在飞行实验室试飞，再将其安装在F-35上试飞。
2.高度综合的传感器系统任务系统软件是F-35战斗机实现各种传感器的数据处理、筛选、融合和向飞行员显示的关键。
任务系统软件把所有的传感器纳入到一个巨大的功能结构中，使它们协调工作、相互提示，通过多传感器数据融合得到更高质量的目标数据。
既提高了飞行员的判断和决策能力，也极大的延伸了飞行员的视野和对战场环境的感知能力。
关键的数据融合功能已被认定为系统级的风险，F-35的研制领导层将对其开发过程进行重点跟踪，并采取多种降低风险措施。
据报道，在2005年秋已在诺思罗普·格鲁门公司的试验飞机BAC-11上对最新版本的雷达和光电装置(EOTS)进行试验。
国防部将推动尽早开始多传感器数据融合飞行试验，从而验证基本算法的正确性以及开发新的仿真工具和确定系统的基本结构。
这种融合算法的飞行试验将至少持续6个月，最终把试验结果综合到融合算法的改进当中。
任务系统软件程序的规模将达到450万行。
早期版本的数据融合算法将在执行降低风险计划中接受考验。
实际上全部传感器融合的试验验证要到2007年才能开始。
到2010年中期第三批任务软件发布时，还将把机外来的有关信息加入到融合算法中。
任务系统的功能是由"观测(observe)、定位(orient)、决策(decide)、行动(act)环路"所组成，对应的英文是"OODA Loop"。
传感器和数据链进行数据采集和传输,由综合核心处理机(ICP)进行融合处理后，为飞行员提供行动计划信息。
OODA将帮助飞行员搜索和定位目标，例如，搜索所有可能出现坦克群的地方，如根据路网情况、地物地形条件、装甲车辆的速度范围，甚至是以前曾经出现过装甲车辆群的地方去搜索装甲部队的踪迹。
但是，目前飞行员和系统软件之间的接口还远未达到成熟的程度。
未来在F-35的编队飞行时，应用软件还应具有信息互通的能力，一架飞机上出现的战术情景，也可以在机队中其它飞机上复现。
实现真正的作战信息共享。
由Smiths Aerospace公司提供一种容量为数百Gigabytes的便携式存储装置，为飞行员存储作战任务数据，并能在飞行过程中记录音频、视频以及其他信息。
3.功能强大的综合核心处理机(ICP)承载任务系统软件的载体ICP是F-35战斗机的电子大脑。
它由两个机架组成，其中一个机架具有23个插槽；另一个具有8个插槽。
ICP把以前的任务计算机和武器计算机，以及信号处理机的功能集于一身。
在开始阶段，ICP的数据处理能力约为400亿每秒操作次数，756亿每秒浮点操作次数，2256亿每秒乘法累积次数(这是信号处理速度的度量单位)。
目前的设计的ICP共有7种类型22个硬件模块：·4个通用(GP)处理模块·2个通用输入输出(GPIO)模块·2个信号处理(SP)模块·5个信号处理输入输出(SPIO)模块·2个图像处理模块·2个开关模块·5个电源模块ICP的插槽具有扩展能力，可以增加8个数字式处理模块和一个电源模块。
ICP采用商用货架产品(COTS)，目前阶段采用Motorola G4 PowerPC微处理器，这是128位AltiVec技术。
图像处理器采用商用可编程门阵列电路(FPGA)和超高速集成电路(VHSIC)使用的硬件描述语言(VHDL)。
通过一个光纤通道网络(OFCN)把各传感器、CNI以及显示器同ICP进行连通。
连接的关键部件是两个32端口的ICP开关模块。
ICP、CNI、显示管理计算机同飞机管理系统外部的连接采用IEEE1394B(Firewire)接口,它的传输速度为400 megabit/s。
4.综合高效的电子战(EW)系统F-35的电子战系统是由BAE系统公司研制的，它将形成下述能力：·全向雷达告警能力，支持对各种外部辐射源的分析，对其进行识别、跟踪、工作模式确定、以及测定其主波束到达角(AOA)。
·威胁感知和攻击目标定位支持。
对辐射源的主波束和旁瓣进行截获和跟踪，对超视距辐射源进行识别、定位和测距，对辐射源的信号参数进行测量。
·具有多谱对抗能力，并具有对EW系统的管理能力，其中也包括对干扰箔条和曳光弹的投放管理。
·雷达的AESA可以作为无源接收孔径，感知威胁信号，并可以产生相应的干扰信号，使之失去工作能力。
EW系统将对F-35雷达的搜索范围和频率覆盖不足进行补充。
使飞行员具有更强的对战场环境的感知能力。
具有3个不同雷达频段的无源雷达告警系统天线孔径安装在机翼前缘、平尾和垂尾上。
EW系统的MTBF预估为440小时。
雷达警戒接收机系统总是处于开启状态，它将为飞机提供对空中和地面的电子信号的监视。
系统封装在两个电子支架上，其中包括雷达告警、定向仪和ESM等分系统的插件板。
分布式孔径系统(DAS)的信号直接输入到EW系统，并与从ICP来的信号进行融合。
数字式处理系统易于重构和扩展，易于实现冗余结构，具有很高的可靠性。
5.友好的人机界面――下视显示器和头盔显示器F-35的仪表板与F-22的多功能显示器不同，它采用了一个尺寸为8×20英寸的大型全景多功能显示器(MFDS)。
这是迄今为止最大的战斗机显示器，它由Rockwell Collins公司的Kaiser 电子分公司研制。
实际上它是由两个并排在一起的8×10英寸投影显示器组成，其分辨率分别为1280×1024。
这两个显示器是完全互为备份的。
当一个发生故障时，所有的功能都可在另外一个显示器上显示。
MFDS将显示传感器、武器和飞机状态数据，以及战场环境、战术和安全信息。
大范围的战术水平态势可以全屏显示，也可以在平面上分割成若干小窗口分别显示不同的信息。
采用两种方式对系统功能进行控制：一种是触摸屏方式；另一种是通过设置在驾驶杆和油门杆上的各种开关和电位计旋钮实现的(HOTAS)。
两台显示器分别由两个处理机提供对原始信息的加工处理。