【簡介：】本篇文章給大家談?wù)劇逗娇针娮有畔⒓夹g(shù)》對應(yīng)的知識點(diǎn)，希望對各位有所幫助。本文目錄一覽：
1、航空電子的主要領(lǐng)域
2、請給個準(zhǔn)確的定義，飛機(jī)的航電系統(tǒng)到底是干嘛的？有什么作
本篇文章給大家談?wù)劇逗娇针娮有畔⒓夹g(shù)》對應(yīng)的知識點(diǎn)，希望對各位有所幫助。
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航空電子的主要領(lǐng)域
如同電子學(xué)一樣，航空電子學(xué)是個龐大的學(xué)科，對其簡單分類很不容易。下文試圖介紹一些感興趣的領(lǐng)域，由此你可以深入研究它們。 本文所關(guān)注的導(dǎo)航其含義為如何確定地球表明以上的位置和方向。
在通信系統(tǒng)出現(xiàn)不久，飛行能力就受限于上述這些條件了。從早期開始，為了飛行安全性，人們就開發(fā)出導(dǎo)航傳感器來幫助飛行員。除了通信設(shè)備，飛機(jī)上現(xiàn)在又安裝了一大堆無線電導(dǎo)航設(shè)備。 航電系統(tǒng)的獨(dú)立出現(xiàn)是緊隨這些功能的集成工作之后的。很早之前，生產(chǎn)商們就努力開發(fā)更可靠和更好的系統(tǒng)來顯示關(guān)鍵的飛行信息。真正的玻璃駕駛倉是在最近5年才出現(xiàn)的。LCD或者CRT經(jīng)常會倒退回傳統(tǒng)的儀表。
如今，LCD顯示的可靠性已足以讓“玻璃”顯示成為關(guān)鍵備份。但這只是表面因素。顯示系統(tǒng)負(fù)責(zé)檢查關(guān)鍵的傳感器數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)能讓飛機(jī)在嚴(yán)苛的環(huán)境里安全的飛行。顯示軟件是以飛行控制軟件同樣的要求開發(fā)出來的，他們對飛行員同等重要。這些顯示系統(tǒng)以多種方式確定高度和方位，并安全方便地將這些數(shù)據(jù)提供給機(jī)組人員。 為了增強(qiáng)空中交通管制，大型運(yùn)輸機(jī)和略小些的使用空中防撞系統(tǒng) (Traffic Alert and Collision Avoidance System 交通警告及防撞系統(tǒng)），它可以檢測出附近的其他飛機(jī)，并提供防止空中相撞的指令。小飛機(jī)也許會使用簡單一些的空中警告系統(tǒng)，如TPAS，他們以一種被動方式工作，不會主動詢問其他飛機(jī)的異頻雷達(dá)收發(fā)器信號，也不提供解決沖撞的建議。
為了防止和地面相撞，飛機(jī)上安裝了諸如近地警告系統(tǒng)（GPWS,Ground Proximity Warning System），這種系統(tǒng)通常含有一個雷達(dá)測高計(jì)。新的系統(tǒng)使用GPS和地形和障礙物數(shù)據(jù)庫為輕型飛機(jī)提供同樣的功能。 氣象系統(tǒng)如氣象雷達(dá)（典型如商用飛機(jī)上的ARINC 708）和閃電探測器對于夜間飛行或者指令指揮飛行非常重要，因?yàn)榇藭r飛行員無法看到前方的氣象條件。暴雨（雷達(dá)可感知）或閃電都意味著強(qiáng)烈的對流和湍流，而氣象系統(tǒng)則可以使飛行員繞過這些區(qū)域。
在最近，駕駛艙氣象系統(tǒng)有了三項(xiàng)最重要的改革。首先，這些設(shè)備（尤其是閃電探測器如Stormscope或Strikefinder）已便宜了很多，甚至可以裝備在小型飛機(jī)上了。其次，除了傳統(tǒng)雷達(dá)和閃電探測器，通過連接衛(wèi)星數(shù)據(jù)，飛行員可以獲得遠(yuǎn)超過機(jī)載系統(tǒng)本身能力的雷達(dá)氣象圖像。最后，現(xiàn)代顯示系統(tǒng)可以將氣象信息和移動地圖，地形，交通等信息集成在一個屏幕上，大大方便了飛行。 飛行管理系統(tǒng)出現(xiàn)在20世紀(jì)70年代，在原有的自動導(dǎo)航及通信控制及其他電子系統(tǒng)的技術(shù)上發(fā)展起來的。柯林斯（Collins）和霍尼韋爾（Honeywell）公司分別在其參與研發(fā)的麥道和波音飛機(jī)上率先引入集成的飛行管理系統(tǒng)。隨著技術(shù)的進(jìn)步，飛行管理系統(tǒng)的重要性不斷提高，成為飛機(jī)上最重要的人機(jī)交互接口。集成了飛飛行控制計(jì)算機(jī)，導(dǎo)航及性能計(jì)算等功能。中央計(jì)算機(jī)加上顯示和飛行控制系統(tǒng)，這三個核心系統(tǒng)使飛機(jī)上的所有系統(tǒng)（不僅僅是航電系統(tǒng)）更易于維護(hù)，更易于飛行，更安全。
引擎的監(jiān)控和管理很早就在飛機(jī)地面維護(hù)方面取得了一定進(jìn)展。如今這種監(jiān)控管理已經(jīng)最終延伸到飛機(jī)上的所有系統(tǒng)，并且延長了這些系統(tǒng)和零部件的壽命（同時降低了成本）。集成了健康及使用狀況監(jiān)控系統(tǒng)（HUMS，Health and Usage Monitor Systems）后，飛機(jī)管理計(jì)算機(jī)就可以及時報告那些需要更換的零件。
有了飛機(jī)管理計(jì)算機(jī)或者飛行管理系統(tǒng)，機(jī)組人員就再也用不著一張張地圖和復(fù)雜的公式了。再加上數(shù)字飛行公文包，機(jī)組人員可以管理到小至每一個鉚釘?shù)娜魏畏矫妗?/p>
雖然航電設(shè)備制造商提供了飛行管理系統(tǒng)，不過目前還是傾向于由飛機(jī)制造商提供飛機(jī)管理和健康及使用狀況監(jiān)控系統(tǒng)。因?yàn)檫@些軟件依賴于它們裝載在何種飛機(jī)上。 航空電子的主要發(fā)展方向已轉(zhuǎn)向“駕駛艙背后”。軍用飛機(jī)或者是用來發(fā)射武器，或者是變成其他武器系統(tǒng)的眼睛和耳朵。緣于戰(zhàn)術(shù)需要，大堆的傳感器裝在軍用飛機(jī)上。更大的會飛的傳感器平臺（如E-3D,JSTARS,ASTOR,Nimrod MRA4,Merlin HM Mk 1）除了飛機(jī)管理系統(tǒng)，還會安裝任務(wù)管理系統(tǒng)。
隨著精巧的軍用傳感器的廣泛應(yīng)用，它們已變得無所不在，甚至已流入軍火黑市。警用飛機(jī)和電子偵察機(jī)如今則攜帶著更為精密的戰(zhàn)術(shù)傳感器。 空中雷達(dá)是主要的作戰(zhàn)傳感器之一。它和其地面基站一起，如今已發(fā)展得非常復(fù)雜?？罩欣走_(dá)最引人注目的一個變化就是可以在超遠(yuǎn)距離內(nèi)提供高度信息。這類雷達(dá)從早期預(yù)警雷達(dá)(AEW），反潛雷達(dá)（ASW），一直到氣象雷達(dá)（ARINC 708）和近地雷達(dá)。
軍用雷達(dá)有時用來幫助高速噴氣飛機(jī)低空飛行。雖然民用市場上的氣象雷達(dá)偶爾也作此用，但都有嚴(yán)格的限制。 不管是軍用的，商用的，還是民用先進(jìn)機(jī)型的電子系統(tǒng)都是通過航空電子總線相互連接起來的。這些網(wǎng)絡(luò)在功能上和家用電腦網(wǎng)絡(luò)十分相似，然而在通訊和電子協(xié)議上區(qū)別很大。下面簡要列出最常見的航空電子總線協(xié)議及其主要應(yīng)用：
Aircraft Data Network (ADN): 飛機(jī)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)
AFDX: 商用飛機(jī)上 ARINC 664 的特定實(shí)現(xiàn)
ARINC 429: 商用飛機(jī)
ARINC 664: 參照上述ADN
ARINC 629: 商用飛機(jī)（波音 777）
ARINC 708: 商用飛機(jī)上的氣象雷達(dá)
ARINC 717: 商用飛機(jī)上的飛行數(shù)據(jù)記錄儀
MIL-STD-1553: 軍用飛機(jī) 警用及空中救護(hù)飛機(jī)（大部分屬直升機(jī)）現(xiàn)在已成為一個重要的市場。軍機(jī)現(xiàn)在也常常用來幫助應(yīng)對民間的非暴力不合作事件。警用直升機(jī)幾乎都安裝了視頻或紅外熱成像儀，這樣就可以追蹤嫌疑犯或任何他們感興趣的東西。警用直升機(jī)也安裝了探照燈和擴(kuò)音喇叭，這和警車上的用途是一樣的。
很顯然，空中救護(hù)或急救直升機(jī)上需要醫(yī)療器械，而這些很少被當(dāng)作航空電子設(shè)備。然而，很多急救和警用直升機(jī)需要在一些令人不安的環(huán)境中飛行，這就需要更多的傳感器，其中一些直到最近還被認(rèn)為是純粹的軍機(jī)設(shè)備。 在功能劃分上，新一代系統(tǒng)已明顯從縱向劃分過渡到橫向劃分，提出了功能區(qū)分的概念。功能區(qū)分是整個系統(tǒng)中功能特性相近、任務(wù)關(guān)聯(lián)密切的部分，在同一功能區(qū)中可以實(shí)現(xiàn)資源共享，容易互為余度而實(shí)現(xiàn)動態(tài)的重構(gòu)及容錯?！皩毷苯Y(jié)構(gòu)將系統(tǒng)分為任務(wù)管理區(qū)、傳感器管理區(qū)、飛機(jī)管理區(qū)。
任務(wù)管理區(qū)由任務(wù)數(shù)據(jù)處理機(jī)、任務(wù)航空電子多路傳輸總線、塊多路傳輸總線、系統(tǒng)大容量存儲器、武器管理系統(tǒng)和任務(wù)航空電子總線接口組成。該區(qū)的功能為：任務(wù)計(jì)算與管理（如火力控制、目標(biāo)截獲、導(dǎo)航管理、防御管理、外掛管理、地形跟隨（TE)/地形回避（TA)/障礙回避（OA）、座艙管理、與其它兩個功能區(qū)交聯(lián)等）。
傳感器管理包括通用信號處理機(jī)、傳感器數(shù)據(jù)分配網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)、視頻數(shù)據(jù)分配網(wǎng)絡(luò)、傳感器控制網(wǎng)絡(luò)組成。該區(qū)的功能為：傳感器數(shù)據(jù)分配、傳感器信號處理、處理后信號的分發(fā)、傳感器控制。
飛機(jī)管理區(qū)是由飛行控制、發(fā)動機(jī)控制、推力矢量控制、通用設(shè)備控制等幾部分功能綜合而形成，又稱為飛機(jī)管理系統(tǒng)（VMS），其功能為支援與控制功能有關(guān)的飛機(jī)的飛行。 新一代系統(tǒng)第五個特點(diǎn)是向智能化發(fā)展。當(dāng)代的航空電子系統(tǒng)只能將各種數(shù)據(jù)提供給駕駛員，或者經(jīng)過處理后給出引導(dǎo)性的指示信號，有時變換成易理解的直觀圖示方式，但最終的判定、決斷要駕駛員給出，美國正在研制的駕駛員助手系統(tǒng)（即專家系統(tǒng)）可以完成收集數(shù)據(jù)、推理和判斷并做出決斷，可以直接給出控制指令，也可以向駕駛員提出處理建議，由駕駛員決斷及實(shí)施控制。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究也取得很大進(jìn)展，應(yīng)用到機(jī)載后可以使航空電子系統(tǒng)具有自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)能力，人工智能的方法可以在航空電子系統(tǒng)中找到很多應(yīng)用，例如目標(biāo)的識別、分類；電子戰(zhàn)信息分析、威脅制定；突防路線的實(shí)時建立；攻擊目標(biāo)優(yōu)先級分類；武器選擇；智能人機(jī)接口；本機(jī)完好情況監(jiān)視及應(yīng)急處理等。智能化系統(tǒng)使駕駛員從過量的任務(wù)負(fù)擔(dān)中解脫出來，集中精力于高層次的判斷，并可避免人腦在某些方面的能力不足。F-22戰(zhàn)斗機(jī)及RAH-66輕型攻擊/偵察直升機(jī)后期的生產(chǎn)型都準(zhǔn)備選用駕駛員助手系統(tǒng)。
請給個準(zhǔn)確的定義，飛機(jī)的航電系統(tǒng)到底是干嘛的？有什么作用？
航空電子（Avionics），簡稱航電，是指飛機(jī)上所有電子系統(tǒng)的總和。一個最基本的航空電子系統(tǒng)包括顯示系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)輸入及控制、飛行控制系統(tǒng)。
航電系統(tǒng)的主要作用是幫助飛行員更有效、更安全地完成飛行任務(wù)。
航空電子的歷史
航空電子設(shè)備走過了漫長的發(fā)展道路，經(jīng)歷了幾次大的變革，每一次變革都使飛機(jī)的性能獲得提高，并且進(jìn)一步推動航空電子技術(shù)的發(fā)展。
在上世紀(jì)70年代之前，航空電子（Avionics）這個詞還沒有出現(xiàn)。那時，航空儀表，無線電，雷達(dá)，燃油系統(tǒng)，引擎控制以及無線電導(dǎo)航都是獨(dú)立的，并且大部分時候?qū)儆跈C(jī)械系統(tǒng)。
航空電子誕生于20世紀(jì)70年代。伴隨著電子工業(yè)走向一體化，航空電子市場蓬勃發(fā)展起來。在70年代早期，全世界90%以上的半導(dǎo)體產(chǎn)品應(yīng)用在軍用飛機(jī)上。到了90年代，這個比例已不足1%。從70年代末開始，航空電子已逐漸成為飛機(jī)設(shè)計(jì)中一個獨(dú)立部門。
推動航電技術(shù)發(fā)展的主要動力來源于冷戰(zhàn)時期的軍事需要而非民用領(lǐng)域。數(shù)量龐大的飛機(jī)變成了會飛的傳感器平臺，如何使如此眾多的傳感器協(xié)同工作也成為了一個新的難題。時至今日，航電已成為軍機(jī)研發(fā)預(yù)算中最大的部分。粗略地估計(jì)一下，F(xiàn)-15E、F-14有80%的預(yù)算花在了航電系統(tǒng)上。
航空電子在民用市場也正在獲得巨大的成長。飛行控制系統(tǒng)（線傳飛控），苛刻空域條件帶來的新導(dǎo)航需求也促使開發(fā)成本相應(yīng)上漲。隨著越來越多的人將飛機(jī)作為自己出行的首要交通工具，人們也不斷開發(fā)出更為精細(xì)的控制技術(shù)來保證飛機(jī)在有限的空域環(huán)境下的安全性。同時，民機(jī)天然要求將所有的航電系統(tǒng)都限制在駕駛倉內(nèi)，從而使民機(jī)在預(yù)算和開發(fā)方面第一次影響到軍事領(lǐng)域。
航空電子設(shè)備走過了漫長的發(fā)展道路，經(jīng)歷了幾次大的變革，每一次變革都使飛機(jī)的性能獲得提高，并且進(jìn)一步推動航空電子技術(shù)的發(fā)展。在航空電子系統(tǒng)發(fā)展中系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不斷演變，因此航空電子系統(tǒng)的“結(jié)構(gòu)”成為劃時代的主要依據(jù)。
早期的航空電子系統(tǒng)為分立式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)由許多“獨(dú)立的”子系統(tǒng)組成，每個子系統(tǒng)必須依賴于駕駛員的操作（輸入），駕駛員不斷從各子系統(tǒng)接收信息，保持對武器系統(tǒng)及外界態(tài)勢的了解，五十年代的戰(zhàn)斗機(jī)F-100、F-101等使用了典型的分立式結(jié)構(gòu)。
混合式結(jié)構(gòu)是向綜合化過渡的一種結(jié)構(gòu)形態(tài)，它出現(xiàn)了部分子系統(tǒng)之間的綜合，例如火控計(jì)算機(jī)、平顯、火控雷達(dá)等之間的綜合；大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)、高度表、空速表、垂直速度表、攻擊傳感器、大氣溫度傳感器的組合；飛行指引計(jì)算機(jī)、航恣系統(tǒng)、塔康等結(jié)合。各分系統(tǒng)通過廣播式數(shù)據(jù)傳輸總線（如ARINC429）連接。
聯(lián)合式結(jié)構(gòu)（也稱綜合化結(jié)構(gòu)）是美國DAIS研究計(jì)劃的主要成果，它通過1553總線將大多數(shù)航空電子分系統(tǒng)交聯(lián)起來，實(shí)現(xiàn)信息的統(tǒng)一調(diào)度。這一時期的另一重要特點(diǎn)是電子技術(shù)開始應(yīng)用于飛行的關(guān)鍵部位，如飛行控制及地形跟隨，同時，傳感器和分系統(tǒng)的能力不斷增加，如雷達(dá)的能力、紅外傳感器、激光測距、電子戰(zhàn)設(shè)備等。美國現(xiàn)役戰(zhàn)斗機(jī)都使用這種結(jié)構(gòu)，如F-16C/D、F/A-18、F-15E等。這種結(jié)構(gòu)在美國等國已成為成熟技術(shù)，很多飛機(jī)的改型、更新大多采用這種系統(tǒng)。
新一代航空電子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（即更高程度的綜合化結(jié)構(gòu)）是以美國“寶石柱（Pave Pillar）”計(jì)劃為基礎(chǔ)建立起來的結(jié)構(gòu)概念。該計(jì)劃完成于八十年代，實(shí)現(xiàn)“寶石柱”系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的第一架戰(zhàn)斗機(jī)是美國的F-22戰(zhàn)斗機(jī)，RAH-66輕型攻擊/偵察直升機(jī)也使用了這種結(jié)構(gòu)，各分系統(tǒng)間以1553和HSDB（高速數(shù)據(jù)總線）相連接。
繼“寶石柱”計(jì)劃后，美國正在推行“寶石臺”（Pave Pale）計(jì)劃，在縱深方向上繼續(xù)推行綜合化。一方面，系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了各系統(tǒng)處理功能的綜合（通用處理模塊、動態(tài)重構(gòu)）并進(jìn)而實(shí)現(xiàn)傳感器功能及信號處理功能的綜合化；另一方面，綜合化的范圍也在擴(kuò)展。包括了以前相對獨(dú)立的飛行控制、發(fā)動機(jī)控制、通用設(shè)備控制，形成了飛機(jī)管理系統(tǒng)的概念，這種結(jié)構(gòu)將應(yīng)用于二十一世紀(jì)的美國軍用飛機(jī)。
關(guān)于《航空電子信息技術(shù)》的介紹到此就結(jié)束了。
