新一代军用飞机航空电子系统发展趋势与发展现状

新一代军用飞机航空电子系统发展趋势与发展现状
  摘要:在我们国家日益繁荣昌盛的今天,国防事业是整个国家安全的重中之重,因此要对国防投入大量的资金以用于国防事业的科研。在国防事业中,军用飞机的地位举足轻重,并且要根据作战类型研发不同的军用飞机,这样才能够在不同的环境下保证我国国防的稳定和安全。
        关键词:新一代;军用飞机;航空电子系统;发展趋势;发展现状
石笼护坡        引言
        众所周知,在我国科学技术日益发展的今天,我国军用航空业获得良好的发展。航空电子系统是现代战斗机的重要组成部分,其性能和技术水平不仅直接决定和影响着现代战斗机的作战性能,也成为先进战机的重要标志。没有高性能和高技术水平的航空电子系统就不可能有高作战效能的现代战斗机。航空电子系统领域不断扩大,从传统的显示、导航、火控扩展到飞控、机电、燃油、液压等系统。
        1航空电子系统的概念
        航空电子系统指安装在飞机上或悬挂在飞机上的所有电子和机电系统及子系统(含硬件和软件)。包括完成任务所需的传感器、信号与数据处理与管理、显示器等一系列子系统的
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综合,子系统诸如:通信导航识别、惯性导航、显示与控制、任务管理、雷达、电子战、大气数据系统等。航空电子系统涉及到通信、导航、识别、飞行管理、大气数据、雷达与光电探测、电子战、火力控制、任务管理、显示控制和系统软件等功能设备或功能模块,其成本通常占飞机成本的40%-70%。航空电子系统可分为通用航空电子系统和任务航空电子系统两部分。前者是飞机为完成正常飞行任务所必须装备的电子系统。包括无线电通信系统、导航系统、飞行控制系统。后者是飞机为完成某种特定任务而装备的电子系统,包括火力控制系统、侦察监视系统、电子战系统、数传系统。
pe打包带        2我国军用航空电子发展现状
        我国军用航空电子在军机航电系统及其设备研制上已能满足国家自主研制要求;而我国机载航电系统已自独立式转向了联合式,目前已开始综合化、高度综合化工作。
        3新一代军用飞机航空电子系统发展趋势
        3.1开发系统结构
        当前,在商用及军用技术中已经成功实现了系统传统“封闭式的结构”转变为经济性、灵活性的“开放结构”,这一转变对于航空电子系统而言无疑是一项巨大的挑战开放系统结构主要是由幵放系统接口标准进行定义的一种结构框架,具有可交互操作、可移植、可变
规模等特点系统结构的最大优势在于其经济性在计划、开发、维修、更新过程中可以有效降低成本,增加了可重新使用的机会。为了实现开放系统结构,必须制订并贯彻各类标准接口,确保各类产品研制都能遵循一致的规范与标准。为此,要求航电系统应制订开放式的、统一接口标准与规范。对于开放系统结构而言,其不仅涉及到硬件,还涉及到了软件。要求航电系统软件,如操作系统、数据库、网络、应用程序等必须遵循相同的标准及规范,并将软件标准化、可重用性、可移植性、质量等相关要求列入表征参数中。
        3.2语音控制技术
        语音控制技术是近些年应用于飞机座舱中的技术,其基本原理是通过机器对飞行员语音命令进行识别,转换成操控命令,实现导航、通信等功能。语音识别可使飞行员在保持双手不离杆或保持平视时,使用话音作为画面切换、数字输入的设备,降低了飞行员的操作压力。国外对语音识别控制在航电中应用已有三十多年的研究经验。从最开始的针对特定人的孤立词语音识别系统,发展到不针对特定人的连续语音识别系统,在民用飞机、战斗机、直升机都进行了飞行验证,已经成功装备了作战飞机。目前,欧洲研制的台风战斗机上装备了语音控制设备,称为直接语音输入设备DVI。该设备是基于特定人的连续语音识别系统,响应时间约为200毫秒,识别率超过95%。该设备支持用语音控制的26个非关
键系统。美国正在研制的F-35上也装备了语音识别软件,实现对座舱与航电部份功能的操控,已在6G的过载环境和120 db的噪音环境下进行了飞行试验。然而,语音识别技术有其技术弱点。首先,语音识别技术还没有做到自然人识别语音的程度,识别率有限,不能实现100%识别语音命令。其次,语音识别技术在环境噪声、高过载下飞行员的发音变化等原因的影响下,识别率会大大下降。根据国外研究表明,当语音识别的识别率下降到95%以下时,一些飞行员就不愿意再使用该输入设备。在目前的航电系统应用中对语音控制技术做了一些限制,即语音控制设备在飞机中只作为辅助控制设备,必要时可用其他控制设备取代;语音识别系统需要有控制键,控制系统是否工作,控制键在操纵杆等设备上,确保操作者的双手不需要离开正在操控的输入设备;语音识别错误造成的结果不能有严重后果,语音识别系统控制的不能是关键任务;语音识别应有及时反馈,使操作者能确认自己的话音是否被识别,识别是否正确已经输入。
        3.3系统软件技术的开发
        随着计算机技术的不断发展以及航空电子系统结构的发展和任务功能的增长,航空电子技术的集成化和系统软件的比重正在逐步上升。目前,航空电子系统已逐渐从电子机械密集型向软件密集型过渡,因此对系统软件的需求量也越来越大,这也是航空电子系统成
本不断增大的主要原因。航空电子系统技术的推广应用主要通过主处理器将飞机内部的各个电控器产生的信息数据收集在一起,经过深入地分析、整合、运转,再重新分配到各个子系统中,进而为航空电子系统技术提供准确有效、安全可靠的数据支持和服务,实现对飞机不同性能的有效控制。航空电子系统技术软件的开发是个工程化的过程,传统的瀑布式软件开发模型已难以满足要求,今后将会被螺旋式软件开发模型所替代。在螺旋式软件开发模型下,各阶段的开发工作都是螺旋式循环进行的,如在初步设计阶段可以返回来对系统软件要求进行局部的修改,直到符合要求为止。在软件模块化的环境中,通过应用程序接口来完成各种应用程序与操作系统接口任务,并进行相互之间的调用和支援,以解决系统软件的可移植性或重用问题。
        3.4分布式综合模块化航空电子系统
        为了军用飞机航空电子系统的安全运行和控制起见,分布式模块化航空电子系统将每个模块化航空电子系统进行了独立分置安装,每个模块之间都不会互相影响,这样整个军用飞机航空电子系统就有着非常高的容错度,并且每个功能可以独立操作。这种军用飞机航空电子系统可以得到更好的利用,并且这种航空电子系统可以减少布线的复杂度,并且能够降低军用飞机集成机箱的散热问题,这对于军用飞机的整体稳定性是一大步的提升,
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并且在某个功能模块出问题的时候,其他的功能模块不会受到影响,可以得到对军用飞机的航空电子系统故障进行稳定的隔离。分布式综合模块化航空电子系统能够将军用飞机的处理信息进行融合,然后对处理过程进行重复使用,并且可以实现功能模块直接的物理分离,运用高速和稳定的数据总线进行连接,可以保证数据直接的通信。航空电子系统的交互网络是一个军用飞机数据网络总线航空电子系统的关键所在,可以根据不同的飞行环境和执行任务来选择不同的数据交互方式,这样可以使得军用飞机航空电子系统的数据交互更加流畅和灵活,提升了航空电子系统的可靠性和稳定性。
        结语
        我国在未来的航空电子系统研究中,不仅要研究先进的设计经验,更要研究其发展和管理经验,加强基础研究重视程度,在发展道路上从跟踪转变为引领,从未来战场环境需求出发,建设适合我国未来作战环境的军用航空电子系统,这对我国国防安全、航空工业乃至国民经济将产生重要影响。
        参考文献
        [1]项剑锋,景武.战斗机综合航空电子系统现状与发展探索[J].沈阳航空工业学院学报,2008,25(2):16-19.
铅球场地示意图>电子散热扇        [2]姚拱元,吴建民,陈若玉.航空电子系统综合技术的发展与模块化趋势[J].航空电子技术,2002,33(1):1-10.

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