综合化航空电子系统发展历程及重要支撑技术

王紫君 金第均 郭凯瑞

摘 要：随社会发展速度不断加快，航空领域内电子系统结构更为完善，对加强航空生产制造环节质量与效率意义重大。基于此，本文首先阐述了航空电子系统结构发展历程、航空电子系统综合化重要意义，提出综合化航空电子系统发展重要支撑技术，以期为相关工作人员提供理论性帮助。

关键词：综合化航空电子系统;发展历程;重要支撑技术

前言：

航空一直以来都是各国家不断改革创新的重要领域。因未来战争对航空电子系统的适应性、可靠性、耐久性提出了更高要求，需着重应用综合化技术，持续优化航空电子系统功能，确保航空电子系统能够在提升国家综合竞争力中发挥出重要作用。

1航空电子系统发展历程

20世纪中期，为切实改善战斗机飞行期间存在的各类问题，发达国家开始在航空电子系统综合技术开发中投入了巨大的人力及物力，并取得了较为显著成就。基于调查资料，可以将航空电子系统发展历程划分为以下几个阶段：

第一，分立式航空电子系统。雷达、通信系统、导航系统等相互分离，配置独立天线、射频前端、处理器及显示器，使用点对点连接方式;

第二，联合式航空电子系统。在原电子系统内增设数据处理装置，实现低带宽数据传输交换目标，使系统导航武器投放、外挂管理、显示及控制等借助数字总线交联，但信息共享仅处于信息链后端控制与显示环节。以美国20世纪70年代研发出的数字式航空电子系统为例，该电子系统使用了机载多路数据传输总线技术，使设备之间的连接关系进一步简化，系统内体积与重量减轻，有效解决了任务处理显示控制综合问题，为实现航空电子系统综合化目标打下了重要开端;

第三，综合化航空电子系统。综合化航空电子系统内部设有系统共享的综合核心处理装置，可对系统运行期间的所有信号及数据进行全面处理。同时，综合核心处理器还可调度电子系统中导航计算管理、座舱显示图形、火控计算等各项功能，使电子系统中各模块实现了协同运行目标;

第四，高度综合化航空电子系统。主要用于满足未来战斗机战技指标而设计研发出的系统。在射频及光电领域中使用模块化、外场可更换设计思想，使飞机各项功能被更为高效的综合在一起。

通过分析综合化航空电子系统发展历程，发现现有电子系统内部结构更为复杂，综合化程度日渐提升，综合化技术使多种共享模块的功能融合在一起。

2综合化航空电子系统特征

当前综合化航空电子系统主要具备以下特征：

第一，航空电子系统内结构简化，总体积及重量不断减小;

第二，系统中的空间利用率大幅度提升，一定程度缓解了座舱拥挤情况;

第三，因综合化电子系统中的各模块功能有机组合在了一起，使飞行器内数据共享目标得以实现;

第四，综合化电子系统功能更为完善，使载机作战效能进一步提升，飞行员工作负荷减轻，对从根本上提升战斗机的各项运行性能意义重大。

3综合化航空电子系统关键技术

3.1综合化航空电子系统设计

综合化航空电子系统设计水平可直接影响到系统后续生产及运行期间的综合效益。综合设计过程中，应当着重发挥出各机载电子设备效能，从根本上提升战斗机综合作战能力。

要求综合化航空电子系统设计应当在典型使命任务中分析飞行架次及系统操作流程，合理划分系统内软件及硬件运行功能。开展软件系统结构设计，合理分配系统各性能指标。结合综合化航空电子系统实际运行要求制定关键技术以及试验方式。

综合化航空电子系统设计工作开展期间还需要對电子系统进行定义、分析、设计、验证及评估，确保设计出的综合化航空电子系统内部功能、运行可靠性及运行经济效益与与预期设计目标相符。

3.2综合化航空电子系统核心处理技术

综合化航空电子系统核心处理技术承担起系统调度运行、总线管理等重要职责。通过对传感器输入数据进行综合处理、计算导航、外挂管理、通信管理及故障监督等方式，使航空电子系统始终处于安全可靠的运行状态。核心处理技术能够并行处理多机系统，共享核心处理资源，切实满足航空电子系统在复杂运行环境中的高效机载处理与计算要求，使驾驶人员能够及时了解战场态势，提升战斗机作战效能。

3.3综合化航空电子系统软件技术

现阶段航空电子系统结构复杂，任务功能日渐增长，应用在综合化航空电子系统软件开发中的成本不断提高。软件开发是一个工程化过程，各开发工作应当密切联合在一起。如在初步设计环节，软件开发部门及设计部门密切沟通，对软件局部进行持续完善，直至软件运行性能与实际运行要求相符。

在综合化航空电子系统软件模块化环境内，还可借助应用程序接口完成各类任务应用程序、操作系统接口，使各系统之间能够实现功能上的调用及支援。

3.4综合化航空电子系统总线技术

综合化航空电子系统中的总线技术属于多路传输总线技术，通过使用多路复用原理，有效控制航空电子系统耦合电缆数量，进一步提升信息资源利用率。当前综合化航空电子系统数字式数据传输总线标准多为高速数据总线、ARINC629技术等，不同技术的适用范围不同。其中，ARINC629技术主要被应用在民用飞机单向式的总线系统内，高速数据总线技术自身具备传输效率高、分布式存取控制功能完善等优势，实际应用范围持续扩大。

3.5综合化航空电子系统综合控制显示技术

未来航空作战环境更为复杂，风险因素密集，航空电子系统中的信息量大，更新速度极快，飞行员工作负担增加，较难在短时间对复杂情况进行判断。原有航空电子系统各子系统均配备了独立的控制装置与显示装置。航空电子系统综合化发展水平不断提高的情况下，综合控制显示装置应用范围逐步扩大。从系统角度出发配备控制器，系统可以通过一组公共控制装置与飞行员交接，对整个航空电子系统进行全面管控。

由于航空电子系统实现了集中控制及综合显示目标，能够及时响应并处理飞行员各项指令，并根据飞行员操作程序及系统运行情况提供更为准确的决策信息，从根本上提升飞行员的反应速度及决策能力。

3.6综合化航空电子系统数据融合技术

未来空中作战属于信息化作战，需要各装备体系完成信息对抗。在航空电子系统中，也应当配合使用数据融合技术，从根本上提升系统目标探测连续性、精准、可靠性水平。

为进一步增强各传感器数据利用率，避免电子系统在实际运行期间出现虚假预警等情况，还应当借助数字融合技术中的多层次、多方位数据处理功能，对各数据进行全面检测、预估，更为准确的判断出现有作战态势。

数字融合技术整体趋向于多平台、多传感器、智能化方向发展，通过利用传感器、战场信息网络实现高效信息交换传输目标，从根本上提升电子系统内武器平台的信息感知、信息获取及信息综合处理水平。

4总结

总而言之，现阶段航空电子系统研究进程与社会发展实际要求依然存在较大差距。仅依靠增加电子系统数量或提升设备性能等手段难以从根本上保障电子系统安全可靠运行，还需要结合综合化技术，进一步增强航空电子系统可靠性、保障性、可维修性，扩充系统内各项功能，控制电子系统生产及运维成本，确保电子系统能够有效改善航空飞行器的各项效能。

参考文献：

[1]严龙，朱国锋，曲国远，彭庆义.航空电子系统核心处理平台架构发展研究[J].航空电子技术，2021，52（03）：23-29.

[2]吕惠君，杨潇.航空电子系统综合显示处理技术的发展之路[J].中国航班，2021（03）：96-97.

[3]王庆伟.新一代军用飞机航空电子系统发展趋势与发展现状[J].教练机，2019（03）：5-11.

[4]王恒，贾蒙.航空电子系统的发展历程及发展建议[J].数码世界，2019 （08）：6.