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[图文]"枭龙"飞机的综合化航空电子系统

热度74票  浏览214次 【共0条评论】【我要评论 时间:2010年1月03日 21:05

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航空电子系统在几十年 的发展中,系统结构不断演变,经历了一个从分立式、混合式、联合式到高度综合化的发展过程。随着计算机技术、数字通信技术和网络技术的发展,航空电子设备的性能日趋完善,已成为现代军用飞机提高作战效能的重要手段。近些年的几场高技术条件下的局部战争表明,航空电子系统在发挥飞机的综合作战效能中起着决定性的作用。换言之,没有先进的航空电子系统,就没有先进的飞机。K,Gz

  现代先进航空电子系统是一个集控制、传感器、显示、通信和网络技术于一身的高度信息综合的计算机网络系统。其功能不仅涵盖了传统的航电仪表系统和火控系统,还通过网络将机上各传感器和电子设备有机地综合在一起,实现资源共享,数据融合甚至信息融合,并为飞行员提供良好的人机界面。xAaSh#

  综合化是航空电子发展的灵魂和核心。"枭龙"飞机的航空电子系统在目前第三代联合式航空电子系统的基础上,实现了更高水平的综合,即将整个航空电子系统当作飞机任务系统进行了整体的优化设计,不仅具有模块化、系统容错和动态重构、支持多传感器综合和信息融合等突出的技术特征,在成本上也满足了 "买得起"这一重要的技术指标。

  系统的功能及组成U=d

  为满足"枭龙"飞机的作战及任务要求,其先进综合化的航空电子和武器系统须具有自主导航,对空、对地、对海攻击,目标搜索与识别,通信与进场着陆,外挂物管理,任务计划与参数记录,综合电子战,综合显示与控制,数据传输等多种功能;[email protected],为飞机提供良好的使用特性和方便的维修能力;可挂载包括精确制导武器在内的多种武器,具有发射中距弹,实现超视距攻击的能力。此外还可以根据用户的不同要求,选配不同的航空电子系统组合方案。Ns+^F#

   "枭龙"飞机的航空电子系统采用集中分布式结构,大多数设备通过1553B总线连接起来,实现信息和资源共享,根据任务和功能需求,将整个航空电子系统划分为武器与任务管理、雷达、惯导、电子战、通信导航与识别、机电管理、外挂物管理、大气数据以及飞控等几个子系统。

  武器与任务管理子系统是航电系统的核心,负责与飞行员接口、控制系统模式状态、战斗管理、任务保障管理等多种功能,它包含两台互为备份的武器任务管理计算机,以及"一平三下"四个显示器,数据传输卡,视频记录仪,航空电子启动板等设备,正前方控制板为飞行员提供友好的作界面。{|

  多模式的机载脉冲多普勒雷达和内嵌GPS的激光陀螺惯性导航系统是"枭龙"飞机的重要传感器,保证了对目标的精确打击。o^

  电子战子系统包括含瞬时测频分析的雷达告警接收机,以及手动和自动控制的箔条/红外弹投放系统。通信导航与识别子系统包括两部互为备份的抗干扰超短波电台,其中一部电台还兼有数据链的功能,另外还包含无线电高度表、仪表着陆设备以及敌我识别询问机和应答机。机电管理系统包括机电管理计算机和飞行参数记录仪,它提供航电系统与飞机其他系统之间的接口,并记录飞机飞行参数。大气数据系统包括了大气数据解算器、攻角解算器和左/右L形压力传感器。 wB

  驾驶舱显示与控制4aC)qC

  驾驶舱显示系统作为与飞行员信息交换的直接媒介,在"枭龙"航空电子系统的设计之初,[email protected]评价,以使整个航电系统更能满足飞行员的要求。:

   "枭龙"[email protected](HOTAS)设计,它使飞行员的双手不离开油门杆和驾驶杆仍能控制主要的传感器、武器和显示器,同时在空战格斗中使油门杆和驾驶杆在飞行员所希望的位置,[email protected])k|?}5

  系统任务计算机完成航电系统主模式的逻辑处理以及人机界面接口的功能控制,自动地使相关的子系统处于最佳的工作状态,在不同的任务阶段,包括滑行、起飞、巡航、拦截、格斗、返场以及着陆等,使显示系统按需分配显示器资源,显示相关的信息。p^

   "枭龙"飞机的驾驶舱装有3台12.5厘米×12.5厘米的有源矩阵液晶(AMLCD)多功能彩色显示器,分辨率为600×600,亮度和对比度可手动调节也可自动调节,每个显示器有可重定义功能的周边键用于模式控制和参数设置。通常情况下,左边显示器显示武器作战状态/数据,中间显示器显示雷达数据,右边显示器显示战术信息,但显示器之间均可全功能相互备份,包括平显画面。所有显示器均可叠加外视频,包括雷达、数字地图、视频摄像机以及吊舱、前视红外(FLIR)等外挂物的视频信号,所有显示画面均由系统管理计算机通过1553B总线进行控制。在应急情况下,其中一个显示器还可作为电子飞行指示器,显示最基本的飞行参数。q

   "枭龙"还配装有一台智能式平显,总视场达24度,可叠加FLIR视频信号,为飞行员提供飞行、导航、起飞、着陆等信息显示以及目标的瞄准、射击等。在平显前面装有正前方控制板(UFCP),为飞行员提供基本的信息显示,以及导航和通信等控制输入界面。平显上部装有一台视频摄像机,以记录平显画面和外视景。++

   "枭龙"驾驶舱具有夜视兼容的能力,与夜视镜(NVG)配合,提高了飞机在微光或夜间条件下的生存与作战效能。头盔瞄准系统和头盔显示系统是其选装系统。&!M@

  传感器与目标探测P

   "枭龙"飞机配装天线口径600毫米的多功能脉冲多普勒雷达,具有中距空中拦射、近距空战格斗、对地对海攻击、辅助导航等功能,以及上视和地杂波环境下的下视及下射能力。为了提供最佳的探测和跟踪性能,该雷达可在高、中、低重复频率多种波形下工作,可完成自适应的脉冲压缩和自动波形管理。空-空TWS模式下可同时跟踪10个目标,并可同时制导两枚超视距(BVR)导弹攻击其中2个目标。敌我识别器与雷达交联,辨别目标敌我属性。该雷达采用模块化设计,可*性和可维护性好,并具有良好的电子对抗能力。m]Kf6e

  机上安装的环形激光陀螺惯性导航系统(INS)为雷达及其他航电系统提供高精度的载机飞行矢量数据,并提供导航支持。着陆支持设备为进场提供飞行指引。!xBk$~

  分布式的大气数据系统(DADS)的采用将原来分离的压力传感器部分与测量解算融为一体,以电信号输出取代了传统的传输气压信号的压力管路,提高了信号精度,并使系统的可*性得到大幅度的提高。Z

  由雷达告警接收机(RWR)和导弹逼近告警(MAW)组成的电子战系统,配合箔条红外投放装置(CFD)以及电子战吊舱,为"枭龙"飞机提供了较强的目标探测和自保护能力。9

  前视红外以及红外搜索与跟踪(IRST)系统属选装设备,可在不暴露自身的情况下发现目标。IFi

  嵌入式计算机与总线网络系统 W

  第三代战斗机综合化航空电子系统的主要结构是,基于微处理器和嵌入式计算机的各子系统设备之间通过总线通信网络连接。"枭龙"航电系统主要通过1553B总线连接各子系统和设备,其中武器任务管理计算机(WMMC)作为"枭龙"航电系统控制和管理的核心,采用PPC处理器,通过运行系统作战飞行软件包(OFP)程序,[email protected][email protected]语音告警、数据传输等任务。x8p

  为了提高系统可*性,"枭龙"飞机配装了两台互为备份的武器任务管理计算机和两条双余度的1553B总线。武器任务管理计算机作为这两条总线的总线控制器(BC),负责并管理总线的实时通信任务,控制各子系统的模式和工作状态,接收飞行员的指令信息,相关设备的数据及状态信息,进行信息综合,实现系统的有机协调及集中控制。 K

  通信与战术数据链4Qd

   "枭龙"飞机配装了两部V/UHF频段的机载抗干扰通信电台,用于对地和对空的指挥与话音通信。除正常的调频、调幅和保密通信模式外,两部电台都具有先进的跳频和跳扩频抗干扰通信功能,一部电台还具有超短波战术数据传输链处理功能。为保障飞行员与地面指挥之间的通信联络,两部电台的话音通信功能互为备份。另外,当航电系统崩溃或电台的总线通信中断以后,也能通过电台控制盒对电台进行控制。

  外挂管理及武器系统>

   "枭龙"飞机所有的挂点既可挂装符合MIL-STD-1760标准的武器,也可挂装东/西方国家非标准武器。外挂管理系统的标准武器接口单元(SAIU)[email protected],监控投射条件并输出投射指令,监控武器投射方案,应急投放处理等。继电器接口盒(RIB)根据SAIU的各种控制命令,输送每个挂点外挂物所需的强电激励信号。Sv?

   "枭龙"飞机完善的航电及武器系统,以及灵活的外挂配置方案,为打击不同的空/地/海目标提供了有力的保障。T

  面向对象与结构化设计方法z#

   "枭龙"飞机综合化的航空电子系统是由基于一个庞大而复杂的集中分布式计算机网络系统和预定义功能的设备组成。为此,"枭龙"飞机的航空电子系统设计中采用了面向对象的结构化设计方法,以"自顶向下"的设计概念进行系统总体设计,将复杂的问题逐步简单化。系统的设计从顶层开始,将整个航空电子系统当作飞机的一个功能模块来考虑。以结构化的设计方法给出整个航空电子系统的一般定义。顶层模块分解成若干个子模块,遵循信息隐藏和解偶的原则,将每个子模块又按层次被分解成更小的子模块,直到最低层。同层次的模块之间在功能定义无交*,对相邻的上下层之间的模块,上一层模块定义下层模块的功能,而下层模块完成更详细的功能定义,由此将一个复杂的航空电子系统功能逐步分层、分解、简单化,直至底层功能描述。相应地,面向选装的设备归纳出航电系统要求并确定设备的规范,进而优化可选择的设备,生成一个最佳综合效能的航空电子系统,同时也保证了航电设备对飞机平台资源较低的占用率以及较高的性价比。7r'P_

  为保证"枭龙"飞机的航空电子系统在满足飞机的战术技术指标要求的同时,具有较低的设计成本,使用户买得起,用得起,系统在设计过程中,广泛采用了数字化的设计以及验证手段,使那些需在综合和试飞过程中才会暴露的问题在设计阶段就显现出来,并加以解决,从而提高了工作效率,缩短了工作周期,降低了研制成本。

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