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战斗机综合航空电子系统现状与发展探索_项剑锋

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文章编号:1007-1385(2008)02-0016-05

战斗机综合航空电子系统现状与发展探索

项剑锋 景 武

(海军驻沈阳地区航空军事代表室,辽宁沈阳 110034)

摘 要:首先归纳了第三代战斗机与第四代战斗机的综合航空电子系统的系统结构和特点。结

合国外的发展现状以及国内的实际情况。其次,从实现资源与技术共享、强强联合与突破技术难

关、分步发展与分步实施等三个方面提出了我国战斗机航空电子系统的发展构想。

关键词:战斗机;综合航空电子系统;

中图分类号:V243文献标识码:A

随着高新技术的发展,未来的战争将是陆、海、空、天、电五维一体的全方位、大纵深、立体化战争。在这种一体化的现代化战争中,空中力量具有全球到达、速战速决、协同作战、火力强劲、生存率高等显著特点,从而决定了空中力量在夺取制空权、对地攻击、快速反应、夺取“制信息权“等方面具有独特的作用。因此,作战飞机的性能好坏将直接影响到整个战争的质量。而航空电子系统是现代战斗机的一个重要组成部分,其性能和技术水平的高低不仅直接决定和影响着现代战斗机的作战性能,而且是衡量现代战斗机作战性能的三大要素之一。以现代信息技术为核心的综合化航空电子系统已成为提高现代武器装备战斗力的倍增器。可以说,没有高性能的综合航空电子系统,就没有高性能的战斗机。面对国外航空电子技术迅猛发展的严峻形势以及我国国防现代化建设的需要,有必要及时分析和探讨新一代综合航电系统的发展方向、体系结构、功能要求等重大问题,为我国新一代综合航电系统的发展勾画出一幅发展蓝图。鉴于此,本文结合国外的发展状况与国内的实际情况,对我国的战斗机航空电子系统的发展提出了构想。

1 第三代战斗机综合航空电子系统的现状

近半个世纪以来,为解决战斗机航电系统中的一系列问题,以美国为首的西方国家开始了漫

收稿日期:2007-12-25

作者简介:项剑锋(1982-),男,吉林辽源人,助工长的航空电子系统综合技术的开发过程。综合航空电子技术发展至今,基本上经历了分散、联合、综合到高度综合这四个阶段。

现代战斗飞机(第三代战斗机、俄第四代战斗机)大多数采用第二代航空电子系统。此系统为联合式结构,使用几个数据处理器完成低带宽的数据传输交换功能,如导航、武器投放、外挂管理、显示、控制等,各单元之间通数字总线交联,资源共享只在信息链后端的控制环节。这种结构主要来源于美国空军莱特实验室于20世纪70年代提出的“数字式航空电子信统”(D A I S)计划,该计划采用机载多路数据传输总线(1553B)技术,简化了设备间的连接关系,减轻了系统的体积和重量,解决了任务处理显示控制的综合问题,对航空电子系统综合化起到了很大的促进作用,使飞机的功能和性能前进了一大步。

图1为典型的第三代战斗机综合航空电子系统结构图

:

图1 第三代战斗机综合航空电子系统结构图

图中可以看出,整个航空电子系统围绕航空电子、显示两条双余度总线构成的。系统中每一

2008年4月第25卷第2期

沈阳航空工业学院学报

J o u r n a l o f S h e n y a n g I n s t i t u t e o f A e r o n a u t i c a l E n g i n e e r i n g

A p r.2008

V o l.25 N o.2

个分系统都有自己的计算机,各自完成特定的计算任务,并通过嵌入式总线及其接口与整个系统相交联。火控计算机作为系统的总线控制器,担任系统的管理、控制和协调工作。

但随着未来战争对航空电子系统的要求不断的提高,这种联合式的系统结构对于日益高度复杂的航空电子系统来说,表现出种种不足。如系统综合化程度低,存在一定的系统资源浪费;信息总承载能力不足,复杂的航空电子系统往往需要几条总线支持数据传输;对于复杂的子系统,利用总线控制数据传输时,操作系统工作复杂,软件可靠性低;系统容错能力有限;模块化、标准化程度低,系统维修费用较高的局限性;系统庞大、复杂,重量、体积、功耗、成本等都对飞机整体机构成了很大的压力,系统本身还存在设备功能重复、空间拥挤、驾驶员负担过重和电磁兼容等诸多问题。

2 第四代战斗机综合航空电子系统

的新发展和新技术

为解决第三代战斗机综合航空电子系统存在的问题,美国在研制F -22飞机和F -35飞机等第四代战斗机的过程中,进行了“宝石柱”(P a v e P i l l a r )和“宝石台”(P a v e P a c e )等航空电子发展计划,其中以“宝石柱”和F -22为代表综合式航空电子结构属于第三代航空电子系统综合结构,而以“宝石台”和联合攻击机(J S F )为代表先进的综合航空电子结构属于第四代航空电子系统综合结构。

2.1 “宝石柱”的系统结构和主要特点

航空电子系统按功能分成四个区:传感器/分系统区、数字信号处理区、任务处理区、飞机管理处理区。“宝石柱”系统结构的核心部分有四个:数字信号处理区、任务处理区、飞机管理处理区、系统控制区。前三个区的各区之内,资源可共享,可以互为备用和相互替代。由于各区的不同特性,因此,不能利用别的区域的资源来达到功能恢复与重构的目的。但这并不是说各区中不包含许多通用硬件,而只是由于这些硬件的构成、连接和控制各不一样,因而限制了在整个系统范围内进行功能的再分配。

图2是“宝石柱”系统结构的顶层构成图。系统的各部分由一组通用模块构成,这些模块支持可编程的处理、I /O 与存储功能。系统各

部分之间的接口是标准的高速时分多路传输总线

图2 “宝石柱”系统顶层结构图

与数据链,全部采用光纤技术。

“宝石柱”系统结构的主要特点为高速数据总线、超高速集成电路(V H S I C )和通用模块。

(1)高速的数据总线。

高速数据总线(H S D B )是“宝石柱”体系结构的一个重要特征,是实现系统高速大容量数据传输、容错、重构和资源共享的关键。H S D B 采用令牌环网访问控制协议,每个终端都有获取“令牌”的机会实现对总线的存取访问,而不是采用1553B 总线的那种中央控制器技术。H S D B 是50M B /s 的光纤网络,速度也远比1553B 的1M B /s 高得多。

(2)超高速集成电路(V H S I C )和通用模块。“宝石柱”系统结构实际上是由许多称之为通用模块的“积木块”组成的。通用模块的大小是根据完成一个完整的数字处理功能(包括接口控制与健康状况诊断)所需的电路来确定的。“宝石柱”所采用的方法是利用有限的一组V H -S I C 芯片开发通用模块,然后,利用这些通用模块来开发系统/分系统(见图3)。许多通用模块可由一组V H S I C 芯片构成。随后可利用这些模块来形成任一航空电子分系统。虽然为实现某一特定的分系统需要一些非通用的模块,但所需备件类型数目由于采用了通用模块而大为减少,从而降低了费用和提高了任务效能。2.2 “宝石台”的系统结构和技术改进

继“宝石柱”之后,美国又于20世纪90年代提出了功能更为完善、性能更为优良、综合程度更高的“宝石台”(P a v e P a c e )计划,其系统结构如图4所示:

“宝石台”系统结构的主要部分为:(1)综合射频系统;(2)综合核心处理机;(3)光学数据分

第2期 项剑锋等:战斗机综合航空电子系统现状与发展探索 17 

配网络;(4)系统虚拟存储器。

与“宝石柱”系统相比,“宝石台”系统主要在四个方面进行了改进:

(1)进一步加强了综合深度。

(2)更广泛地使用光学传输信息。采用了高速光学传输总线、光传输网络连接传感器、综合核心处理机、显示器及其他系统。利用高速光学开关网络,其系统间存取信息的速度可达1毫微秒。

(3)利用全局系统虚拟存储器。这样在系统控制、容错重构及软件划分等方面以一种新的概念进行工作。

(4)在光学母板上配置标准电子模块(S E M-E )。此模块包括光学开关模块及光学开关控制模块,从而形成全系统的光学传输网络。标准电子模块是由多种芯片封装在一起的多芯片包组成的。标准电子模块采用框架液流冷却,使其具有更高的稳定性。

另外在系统功能划分方面,“宝石台”系统提出了“元功能”概念,也即具有类似性的综合功能组。整个系统可划分为如图5所示的几个“元功

能”。例如,R F 元功能就是使用可用的射频频谱

进行发射、接收并作为一个综合系统共享信息的功能组。元功能范围即是实现资源共享的适当范围。另外如光电传感器、飞机控制、外挂、乘员站(或座舱显示控制)、系统管理等部分都可构成元功能。

图4 “宝石台”系统按元功能划分的结构图

3 我国战斗机航空电子系统发展构想

我国的航空电子系统的发展水平还和美国等世界先进水平有着不小的差距。

我国航空电子系统各子系统的研制生产分散,各类传感器、平视显示器、火控雷达、火控计算机、外挂物管理系统等由不同的单位研制生产的。

为了提高我国航空电子技术的水平,缩小与国外先进技术的差距。就需要各单位打破行业界限,实现资源、技术共享,在行业内部进行强强联合,共同开发关键设备,使航空电子系统产品实现模块化、通用化。

3.1 实现资源、技术共享

欧美等先进国家战斗机航空电子系统的研发成果表明综合化是航空电子系统的未来最重要的发展方向。要实现综合化首先就要解决通用化的问题。通用化(即三军通用和军民两用)将是航空电子系统的重要发展方向。联合研制各军种的作战飞机将是必然趋势。

我国航空电子系统的通用化,与欧美国家有所不同。欧美国家在航空电子系统多采购商用货架产品,即采购民用电子产品,这样可以降低采购、维护和维修的费用,维修和后勤保障方便,产品研制和生产周期短,并不需要投入大量专项研制经费等优点,而得到广泛采用。但是,欧美各国的民用电子产品技术水平高、生产能力强,可以保

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证产品供货和及时升级换代。而我国民用电子产品在研究和生产上都达不到航空电子产品要求的水平;依靠进口又要受制于人,不能保证供货渠道的畅通;因此,各航空电子设备研制单位更应改革,打破行政界限,实现资源、技术共享,在行业内部实现产品的通用化。

3.2 强强联合,突破技术难关

未来航空电子系统发展关键是综合核心处理机(C I P)。为了适应传感器综合以及相应的系统结构上的变化,也为进一步降低系统成本、重量和体积的需要,生产出处理能力更强的多任务处理机(即C I P)。以我国的发展水平,必须强强联合研发、突破关键技术、通过强强联合、进行技术整合、突破技术难关、共同研制综合核心处理机。

高度的模块化是航空电子系统实现许多功能的基础,离开了模块化,航空电子系统就不可能实现动态重构和二级检测维修体制,也就难以向综合化的方向发展。从我国实际情况出发,也要求研制生产单位强强联合,共同开发航空电子各系统模块,以提高系统性能,降低成本。

3.3 分步发展、分布实施

根据国内航空电子系统的发展水平,不能急功近利,应从实际情况出发,一步一个脚印的发展模式,先从航空电子的系统功能分区技术开始,逐步实现统一互连网络。

首先,应开发功能分区技术,达到功能区内各项电子设备的整合,进行模块化和通用化方面有益的尝试。这样可以降低整合的技术难度,为整个航空电子大系统的整合进行技术储备,积累工程实践经验。

其次,完成航空电子系统的功能分区后,再逐渐实现全系统采用共用底层模块、综合核心处理机、统一的航空电子互联网等。统一数字网络是一种单一互联协议,构成全系统统一的信息交换网络。它将取代战斗机航空电子系统的各类总线,实现信息的高速传输。这样可以简化航空电子系统综合和试验的过程,节省时间、降低成本,并使数据传输系统容错能力增强。4 结论语

在现代化战争中,提高综合航电系统水平也就意味着提高了飞机的作战能力。从国外发展的成功经验看,综合航空电子系统的发展沿着一条综合化、信息化、标准化和智能化的方向向前发展,使得航空电子系统的功能、性能以及可靠性、维修性、保障性、测试性和综合效能出现了突破性的飞跃。

面对国外发达国家航空电子技术迅猛发展和国外航空武器装备性能不断升级的严峻形势,发展新一代综合航电系统,大力提高我国航空电子技术的水平,是我国航空电子界广大科技工作者的共同责任。

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第2期 项剑锋等:战斗机综合航空电子系统现状与发展探索 19 

A n a l y s i s o f p r e s e n t s i t u a t i o n a n dd e v e l o p m e n t

o f f i g h t e r i n t e g r a t e d a v i o n i c s y s t e m

X I A N GJ i a n-f e n g J I N GW u

(M i l i t a r y R e p r e s e n t a t i v e s O f f i c e o f N E Di n S h e n y a n g,L i a o n i n g S h e n y a n g110034)

A b s t r a c t:T h e s y s t e m c o n s t r u c t i o na n dt r a i t o f t h e t h i r dg e n e r a t i o nf i g h t e r a n df o u r t hg e n e r a t i o nf i g h t e r a r e c o m m e n t e d i n t h i s p a p e r.A c c o r d i n g t o t h e o v e r s e a s d e v e l o p m e n t a n d d o m e s t i c p r a c t i c a l s i t u a t i o n,t h e d e v e l-o p m e n t a s s u m p t i o n o f o u r c o u n t r y's f i g h t e r i n t e g r a t e d a v i o n i c s y s t e m i s b r o u g h t o u t f r o mt h e v i e w s o f t h e c o m-m o n-s h a r e o f r e s o u r c e a n d t e c h n o l o g y,t o b r e a k d o w n t e c h n i c a l b a r r i e r b y u n i t i n g h i g h e r-l e v e l o r g a n i z a t i o n s a n d d e v e l o p i n g a n d i m p l e m e n t i n g s t e p b y s t e p.

K e y w o r d s:f i g h t e r;i n t e g r a t e d a v i o n i c s y s t e m;a s s u m p t i o n

(上接第15页)在导管上阻尼材料研究了导管在随机激励下的减振效果,得出如下结论:

(1)试验证明利用摩擦阻尼原理减振是可行的。

(2)缠绕阻尼材料后导管的振动有效值都小于裸管的振动有效值,两种阻尼材料对导管减振效果没有明显的差别。

(3)在缠绕相同匝数阻尼材料时,导管振动有效值随着阻尼材料的直径的增大而减小。

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S t u d y o np i p e v i b r a t i o nd e c r e a s i n g m e t h o d

L I X i u-y i n g C H E NZ h e n-z h o n g X I A OW e n-k e P

(S h e n y a n g I n s t i t u t e o f A e r o n a u t i c a l E n g i n e e r i n g,L i a o n i n g S h e n y a n g110136)

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K e y w o r d s:h y d r a u l i c p i p e;v i b r a t i o n d e c r e a s i n g;f r i c t i o n d a m p

20 沈阳航空工业学院学报 第25卷

飞机操纵系统的发展与飞行安全

中国安全科学学报000413 中国安全科学学报 CHINA SAFETY SCIENCE JOURNAL 2000 Vol.10 No.4 P.59-63 飞机操纵系统的发展与飞行安全 谢华 魏自明 【摘 要】 飞机操纵系统是一个控制飞机飞行安全的关键系统。笔者介绍了飞机操纵系统的发展过程,重点讨论了为了提高飞行安全性及在保证飞行安全的前提下,提高飞机操纵性而对飞机操纵系统进行的改进、完善的方法,进而对操作系统的未来发展提出了看法。 【关键词】 助力操作系统 增稳系统 电传操纵系统 余度技术 电传动力 The Development of Aircraft Control System and Flight Safety Xie Hua Wei Ziming (The First Aeronautics College, PLAAF) Abstract: Aircraft control system is a key system to ensure flight safety. The history of the development of aircraft control system is introduced. The emphasis is placed on the discussion about further improvement and perfection of the aircraft control system for improving the flight safety and aircraft controllability with the premise of flight reliability. The author's view on the development trend of future aircraft control system is put forward. Key words: Powered flight control system Stability augmentation control system Fly-by-wire control system Redundant technology Power-by-wire 谢华讲师 魏自明讲师 谢华(空军第一航空学院) 魏自明(空军第一航空学院) 参考文献 1,寿 松.自动控制原理.北京:国防工业出版社,1983.7. 2,王珍熙.可靠性、冗余及容错技术.北京:航空工业出版社,1991.4. 3,龙 江.新型飞机作动系统的发展趋势.航空科学新技术,2000.1. 4 王 勇.BIT技术在数字飞行控制系统中的应用.航空科学新技术,1998.6. 5,胡学武.浅谈发展中的电传动力控制技术.航空科学新技术,1994.2. 6,章国栋等.系统可靠性与维修性分析与设计.北京航空航天大学,1990.7. 2000-4 万方数据 file:///E|/qk/zgaqkxxb/zgaq2000/0004/000413.htm2010-3-23 14:29:15

民用航空工业中长期发展规划(2013-2020年)汇总

民用航空工业中长期发展规划(2013-2020年) 航空工业是国家战略性高技术产业,是国防空中力量和航空交通运输的物质基础,是国民经济发展、科学技术创新的重要推动力量。大力发展民用航空工业,是满足民航运输快速增长需要的根本保证,是引领科技进步、带动产业升级、提升综合国力的重要手段。为优化航空工业自主发展体系,不断增强核心竞争力和可持续发展能力,实现民用航空工业跨越式发展,根据《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》、《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)》、《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》和国家对航空工业中长期发展的总体部署和要求,制定本规划。 一、发展现状及面临的形势 (一)发展现状 经过60多年的艰苦创业,我国已经基本建立独立自主的航空工业体系,取得了举世瞩目的成就。进入新世纪,我国民用航空工业进入快速发展时期,科研生产水平跃上了一个新台阶。一是民用飞机发展取得重要进展。新舟60涡桨支线飞机、H425直升机、运十二通用飞机等开始批量进入国内外市场,C919大型客机、ARJ21涡扇支线飞机、直十五中型直升机等重点产品研制稳步推进。二是技术水平明显提升。民用飞机关键技术攻关取得重要进

展。三是产业体系不断健全和完善。航空基础能力建设进一步加强,航空科研不断取得新成果,科技和产业国际合作不断深化,军民结合、寓军于民的产业格局正在逐步形成。 我国航空工业在取得巨大成就的同时,也面临不少困难和问题,与国际先进水平相比,仍存在较大差距。航空产品体系不完整,技术水平相对落后;基础研究薄弱,技术储备不足;民用飞机产业发展尚处于成长阶段,适航取证和适航审定能力不足;发动机、关键材料和元器件等仍然是制约我国民用航空工业发展的瓶颈。 (二)面临的形势 未来十年是加快推进中国特色社会主义现代化建设的关键时期,也是航空工业实现跨越发展的攻坚时期。综合判断国际国内形势,我国民用航空工业发展面临难得的机遇。一是产业发展受到高度重视和广泛关注,国家已将航空装备列入战略性新兴产业的重点方向,正在实施大型飞机重大专项,将推动我国民用航空工业实现快速发展。二是国民经济快速发展和国防现代化建设为民用航空工业发展提供广阔的市场空间,尤其是空域管理改革和低空空域开放步伐的加快,为通用飞机的发展带来了新的市场机遇。三是工业转型升级、创新能力和国际竞争力显著增强将为加快民用航空工业发展提供良好的科技和工业基础。 另一方面,世界航空工业经过百余年的发展,在市场上已形成了高度垄断。市场竞争日趋激烈,航空科学技术前进步伐不断

快速成型技术的现状和发展趋势

快速成型技术的现状和发展趋势 1 快速成型技术的基本成型原理 近十几年来,随着全球市场一体化的形成,制造业的竞争十分激烈。尤其是计算机技术的迅速普遍和CAD/CAM技术的广泛应用,使得快速成型技术 (Rapid Prototyping简称RP)得到了异乎寻常的高速发展,表现出很强的生命力和广阔的应用前景。 传统的加工技术是采用去材料的加工方式,在毛坯上把多余的材料去除,得到我们想要的产品。而快速成型技术基本原理是:借助计算机或三维扫描系统构建目标零件的三维数字化模型,之后将该信息传输到计算机控制的机电控制系统,计算机将模型按一定厚度进行“切片”处理,即将零件的3D数据信息离散成一系列2D轮廓信息,通过逐点逐面的增材制造方法将材料逐层堆积,获得实体零件,最后进行必要的少量加工和热处理,使零件性能、尺寸等满足设计要求。。它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身,可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件,从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。 目前,快速成形的工艺方法已有几十种之多,大致可分为7大类,包括立体印刷、叠层实体制造、选择性激光烧结、熔融沉积成型、三维焊接、三维打印、数码累积成型等。其基本的原理如下图所示。 图1 快速成型原理示意图 2 快速成型技术在产品开发中的应用 不断提高RP技术的应用水平是推动RP技术发展的重要方面。目前,交通大学机械学院,快速成型国家工程研究中心,教育部快速成型工程研究中心快速成

型技术已在工业造型、机械制造、航空航天、军事、建筑、影视、家电、轻工、医学、考古、文化艺术、雕刻、首饰等领域都得到了广泛应用。并且随着这一技术本身的发展,其应用领域将不断拓展。RP技术的实际应用主要集中在以下几个方面: 2.1 用于新产品的设计与试制。 (1)CAID应用: 工业设计师在短时间得到精确的原型与业者作造形研讨。 (2)机构设计应用: 进行干涉验证,及提早发现设计错误以减少后面模具修改工作。 (3)CAE功效:快速模具技术以功能性材料制作功能性模具,以进行产品功能性测试与研讨。 (4)视觉效果:设计人員能在短时间之便能看到设计的雛型,可作为进一步研发的基石。 (5)设计确认:可在短时间即可完成原型的制作,使设计人员有充分的时间对于设计的产品做详细的检证。 (6)复制于最佳化设计:可一次制作多个元件,可使每个元件针对不同的设计要求同时进行测试的工作,以在最短时间完成设计的最佳化。 (7)直接生产: 直接生产小型工具,或作为翻模工具 2.2 快速制模及快速铸造 快速模具制造传统的模具生产时间长,成本高。将快速成型技术与传统的模具制造技术相结合,可以大大缩短模具制造的开发周期,提高生产率,是解决模具设计与制造薄弱环节的有效途径。快速成形技术在模具制造方面的应用可分为直接制模和间接制模两种,直接制模是指采用RP技术直接堆积制造出模具,间接制模是先制出快速成型零件,再由零件复制得到所需要的模具 2.3 机械制造 由于RP技术自身的特点,使得其在机械制造领域,获得广泛的应用,多用于制造单件、小批量金属零件的制造。有些特殊复杂制件,由于只需单件生产,或少于50件的小批量,一般均可用RP技术直接进行成型,成本低,周期短。2.4 医疗中的快速成形技术 在医学领域的应用近几年来,人们对RP技术在医学领域的应用研究较多。以医学影像数据为基础,利用RP技术制作人体器官模型,对外科手术有极大的应用价值。 2.5 三维复制 快速成形制造技术多用于艺术创作、文物复制、数字雕塑等。 2.6 航空航天技术领域 航空航天产品具有形状复杂、批量小、零件规格差异大、可靠性要求高等特点,产品的定型是一个复杂而精密的过程,往往需要多次的设计、测试和改进,耗资大、耗时长,而快速成型技术以其灵活多样的工艺方法和技术优势而在现代航空航天产品的研制与开发中具有独特的应用前景。

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飞机操纵系统发展历程和典型飞机操纵系统分析 学生: 学号: 摘要 本文简要的叙述了飞机操纵系统的发展,主要阐述了几个典型飞机操纵系统的产生和具体结构。早期的简单机械系统即可达到飞行的要求,但随着飞机速度和机动性要求的不断提高,飞机操纵系统的性能也不断完善。飞机操纵系统经历了简单机械系统、控制增稳系统、电传操纵系统和光传操纵系统这几个阶段。最后飞机操作系统的每一次改变都是航空发展史上的伟大进步。 关键词:机械操纵系统、控制增稳系统、电传操纵系统、光传操纵系统 Aircraft control system development process and typical aircraft control system analysis Student: Liu He Student ID: 11031182 Abstract This article briefly describes the development of aircraft control systems, mainly on the production and the specific structure of several typical aircraft control systems. Early flight can be achieved by a simple mechanical system, but with the constant increase in air speed and maneuverability, performance aircraft control systems are constantly

焊接技术的发展及发展趋势

焊接技术的发展及发展趋势 黄牡丹 佳木斯大学材料科学与工程学院黑龙江省佳木斯市154007 摘要:本文综述焊接技术的发展及发展趋势,焊接技术,又称连接工程,是一种重要的材料加工工艺,随着人类社会的发展,各种新材料的不断开发及科学技术不断的发展,焊接技术已经成为一门独立的学科,它广泛应用于石油化工、电力、航空航天、海洋工程、微电子技术等工业部门。可以预测,在未来焊接技术的发展趋势必然走向自动化、高效、环保、节能等方面。 关键词:焊接技术、自动化、环保 The development of welding technology and development trend HUANGMudan Jia-mu-si University, School of materials science and engineering, Jia-mu-si 154007 Abstract:This paper reviews the development of welding technology and developing trend of welding technology, also known as the connection of engineering, is a kind of important material processing technology, with the development of human society, all kinds of new materials to develop and continuously with the development of science and technology, welding technology has become an independent discipline, it is widely used in petrochemical, electric power, aerospace, Marine engineering, microelectronics and other industrial sectors. Can be predicted that in the future development trend of welding technology inevitably toward automation, high efficiency, environmental protection, energy saving, etc. Key words:Welding technology ; automation; Environmental protection; 0引言 焊接的定义如下:被焊工件的材质(同种或异种),通过加热或加压或二者并用,并且用或不用填充材料,使工件的材质达到原子间的结合而形成永久性连接的工艺过程成为焊接[1]。焊接的发展过程就某种意义上来说就是焊接热源的发展过程,从上个世纪80年代开发电弧以来,焊接热源也在不断发展中。进入到新世纪,焊接技术的不断的在得到发展,从目前的发展趋势看来,焊接技术逐步向高效率、高质量、低成本、降低劳动强度、降低能耗的方向发展。所以焊接技术将随着科学技术的进步而不断发展,主要体现在以下几个方面 1数字化控制推动焊接技术的升级和发展 在几年前,数字化控制的焊机只是少数几个国际知名公司的“尖端科技”,但现在数字化控制的焊机已经广泛应用在我国的许多企业,在芬兰KEMPPI和奥地利Fronius 的推动下,数字化焊机已进入产业规模化生产阶段。虽然目前智能化还处在初级阶段,但有着广阔前景,是一个重要的发展方向。有关焊接工程的专家系统,近年来国内外已有较深入的研究,并已推出或准备推出某些商品化焊接专家系统。焊接专家系统是具有相当于专家的知识和经

1.综合模块化航空电子体系结构研究

综合模块化航空电子体系结构研究 张凤鸣, 褚文奎, 樊晓光, 万 明 (空军工程大学工程学院,西安 710038) 摘 要:军用航空电子系统体系结构关系到战机的可靠性、安全性、可用性、生存性、扩展性和维修性等方面。综合模块化航空电子(I M A )是目前机载航空电子系统结构发展的最高阶段,其特征和优势已经在美国四代机上得到充分展现和发挥,为我国四代机综合航电的研制工作提供了参考依据。回顾了机载航空电子体系结构的发展史,分析了推动I M A 体系结构发展的3个主要因素,归纳了I M A 的特点,从信息流处理的角度对I M A 体系结构进行了划分,并研究了适应于I M A 的两种典型的综合航电软件体系结构,指出了发展趋势。最后就我国综合航电体系结构的研究和发展所面临的问题进行了初步探讨。 关键词:综合模块化航空电子;航空电子体系结构;软件体系结构;四代机 中图分类号:V243 文献标志码:A 文章编号:1671-637X (2009)09-0047-05 Research on Arch itecture of I n tegra ted M odul ar Av i on i cs ZHANG Feng m ing, CHU W enkui, F AN Xiaoguang, WAN M ing (Engineering College,A ir Force Engineering University,Xi πan 710038,China ) Abstract:The architecture of avi onic syste m is of great i m portance for reliability,safety,availability,survivability,extensibility and maintainability of the whole aircraft syste m. I ntegrated Modular Avi onics (I M A )is the ne west avi onic architecture,which has been fully used in F 222and F 235with great perfor mances .Devel opment of integrated avi onics in China can get s ome references and experiences fr om I M A and its app licati ons .Based on the evoluti on of avi onics architectures,three maj or fact ors that dr ove the devel opment of I M A are analyzed,and features of I M A are summarized .I M A architecture and its s oft w are architectures are then p resented .The I M A architecture is divided fr om the vie w of infor mati on p r ocessing .T wo of the most typ ical s oft w are architectures used in I M A are compared with each other and the devel opment tendency of s oft w are architecture is discussed .A t last,s ome advices are p resented about how t o research and devel op avi onics architecture in China . Key words:I ntegrated Modular Avi onics (I M A );avi onic architecture;s oft w are architecture; the 4th generati on aircraft 0 引言 如果说发动机是战机的“心脏”,那么军用航空电子系统(简称航电)则是战机的“大脑”或“中枢神经”。它承载了战机绝大多数任务,比如电子战、通信/导航/识别(CN I )等,是决定战机作战效能的重要因素。从这个意义上说,没有先进的航电,就没有先进的战机, 收稿日期:2008-08-31 修回日期:2008-10-21 基金项目:总装预研基金(9140A17020307JB3201);空军工程大学工程学院优秀博士论文创新基金(BC07003) 作者简介:张凤鸣(1963—),男,重庆梁平人,教授,博导,研究方向为综合航电、信息系统工程与智能决策。 也就无法完成现代战争赋予的使命。 综合模块化航空电子(I M A )是当前航电体系结构发展的最高阶段,在国内通常被称为综合航电。随着我国四代机和“大运”等项目的开展,研制相应的综合航电成为一项迫切的任务。本文研究I M A 体系结构的根本目的在于为我国四代机甚至“大运”上的综合航电的研制进行初步的探索。 1 航电体系结构发展历程 20世纪40年代至60年代前期,战机的航电设备 都有专用的传感器、控制器、显示器和模拟计算机。设备之间交联较少,基本上相互独立,不存在中心控制计算机。这是第一代航电结构,称为分立式 [1-2] 、离散  第16卷 第9期2009年9月 电 光 与 控 制Electr onics Op tics &Contr ol Vol .16 No .9 Sep.2009

航空航天数据总线技术综述(一)

航空航天数据总线技术发展综述(一) 70年代以来,随着微电子、计算机、控制论的发展,使得航空电子系统的 发展更为迅速。1980年美国专门制定了军用1553系列标准和ARINC系列标准,使数据总线更加规范化。目前自动化程度较高的军、民用飞机,如F-16、F-117、幻影2000、空中客机A340等都采用了数据总线技术。数据总线技术在我国航空电子系统设计中已有十几年的设计和使用经验,本文针对具有代表性的总线标准,包括MIL-STD-1553B、ARINC429、MIL-STD-1773、ARINC629、STANAG3910、RS485及CAN总线技术进行介绍。 https://www.doczj.com/doc/3c13706043.html,-STD-1553B MIL-STD-1553B总线全称为飞行器内部时分命令/响应式多路数据总线,它 由美国自动化工程师协会在军方和工业界的支持下制定,正式公布于1978 年,1986-1993年进行了修改和补充。我国与之对应的标准是GJB289A-97。该总线采用冗余的总线型拓扑结构,传输数据率可达1 Mb/S,足以满足第三代作战飞机的要求。1553B总线系统主要由总线控制器BC和远程终端RT和组成,其字长度20bit,数据有效长度为16bit,半双工传输方法,双冗余故障容错方式,传输媒介为屏蔽双绞线,1553B总线的冗余度设计,提高了子系统和全系统的可靠性。 1553B总线的主要功能是为所有连接到总线上的航空电子系统提供综合化、集中式的系统控制和标准化接口。该总线技术首先运用于美国空军F-16战斗机。在过去的30年中,MIL-STD-1553B已成功地应用于多种战机,并且成功应用于其

它控制领域,如导弹控制、舰船控制等,在海军和陆军的武器和维护系统中已经开始采用1553B总线。 随着国防现代化的建设和武器系统的升级换代,我军也开始将1553B协议大量应用到武器系统的设计中。 2.ARINC429 ARINC429总线协议是美国航空电子工程委员会(Airlines Engineering Committee)于1977年7月发表并获得批准使用的,它的全称是数字式信息传输系统(DITS)。协议标准规定了航空电子设备及有关系统间的数字信息传输要求。ARINC429广泛应用在民航客机中,如B-737,A310等,俄制军用飞机也选用了类似的技术。我国与之对应的标准是HB6096-SZ-01。ARINC429总线是面向接口型数据传输结构,总线上定义了2种设备,发送设备只能有1个,而接收设备却可以有多个。发送设备与接收设备采用屏蔽双绞线传输信息,传输方式为单向广播式,调制方式采用双极性归零制三态码,传输数据率可达100 Kb/s。ARINC429总线结构简单、性能稳定、抗干扰性强、具有高可靠性等优点。 https://www.doczj.com/doc/3c13706043.html,_STD_1773

民用航空电子系统发展及新技术研究

民用航空电子系统发展及新技术研究 民用航空电子系统是现代民用飞机的关键组成部分。近年来,航空电子系统发展迅速,大量先进技术研发并应用。文章先阐述了航空电子系统的设计准则,接着分析了系统的发展趋势,论述了新技术的研究及应用,并对今后的系统设计提出了自己的看法。 标签:民用飞机;航空电子;发展;新技术 民用航空电子系统是现代民用飞机的关键组成部分,它提供通信、导航、维护和人机接口等必须的功能。近年来,民用飞机的安全性、高效性、经济性和舒适性要求的逐渐提高,航空电子系统的重要性日益凸显。随着相关研究持续开展,大量先进技术应用其中,航空电子系统发展迅速。 1 航空电子系统的设计准则 1.1 安全性 安全性是民用航空发展的基石,民用飞机设计始终贯穿的主线,也是航空公司和乘客最关注的因素。民航适航法规是保障民用航空器适航的最低安全标准,它对民用航空器设计、制造、试验和运营等各个环节的行为进行规定。因此,民用航空电子系统设计必须满足民航适航法规的要求。此外,为提高飞机的竞争力,系统在实现基本法规要求之外,还应具有更好的安全性能。 1.2 经济性 经济性是航空公司选用飞机时的重要标准,是系统具有应用市场的重要因素。在民用航空电子系统设计时,诸多方面均影响到经济性的优劣。系统设计时应通过减少设备数量,降低设备尺寸、功耗和重量,减少电缆等途径降低系统重量和功耗。通过数字化、综合化、标准化和模块化的方式,提高系统性能。此外,维修性也对经济性有重要影响,有效的故障诊断和健康管理、便捷友好的维修流程能大大降低维修成本,从而提高系统经济性。 1.3 舒适性 民用航空电子系统舒适性包括驾驶舱和客舱两个方面。驾驶舱舒适性包括提高系统可操控性和减少驾驶员的工作负担,主要通过提高导航、自动飞行等系统性能,提供图像化的信息综合显示,合理便捷的操作程序等方面实现。客舱舒适性包括为乘客提供丰富的机上通信和娱乐设施,丰富乘坐体验。 1.4 环保性 随着人们对环境保护的关注,系统的环保性也愈发受到重视。降低系统重量

航空电子系统技术发展趋势

航空电子系统技术发展趋势 众所周知,作战飞机需要三大技术做为支柱,那就是机载武器系统、飞行系统与航空电子系统。这三大系统之中,航空电子系统是操纵另外两大系统核心组成部分,没有航空电子系统的操纵指挥,另外两大系统也就形同虚设了。笔者以服务军方多年的实践经验浅淡我国的航空事业中的电子系统的技术发展趋势,以供有关技术部门用以参考。 标签:航空电子;航电;系统技术 引言 无论是做战飞机还是民用飞机,其航空电子系统的成本都已经占到了总成本的百分之三十至百分之四十,并且还有逐年扩大的趋势,由此可见,航空电子系统对于一架飞机的重要性。更为重要的是航空电子系统的先进与否已经成为衡量现代飞机的先进性的极为重要的标志之一。西方发达国家不惜巨资投入大规模开展航空电子系统的研发,就是要进一步加强航空电子系统的先进性。做为具有国际视野的航空电子系统工作人员,我们应该看到目前航空电子系统正朝着综合化、模块化、智能化的方向不断地向前飞速发展。 1 电子系统PHM的支撑技术 PHM(aircraft systems diagnostics,Prognostics and Health Managem,即电子系统的预测与健康管理技术)也就是说PHM就是航空电子系统的综合故障管理系统,其主要功能也是其重要性就是故障的早期预测、预警。 1.1 故障诊断技术 提到故障诊断技术,熟悉电脑的人恐怕首先会想起微软的故障诊断技术,微软的故障诊断技术在电脑出现异常时就会时常自动出现,但是却基本上帮不了用户什么忙。但是,与一无是处的微软的所谓的“故障诊断技术”截然不同的是,在航空电子系统中,PHM则是一项非常有效的保障飞行安全的技术。故障诊断技术在显示屏显示、语音提示、体感提示等多种提示提醒技术支撑下通过安装于机电设备不同部位的传感器对整个系统的状态进行实时监测,并与其他相关信息参照,比如某一部件的平均故障时间信息、某一部件的更换维修时间与频率信息等。在实时参照与状态实时监测的基础上进行科学评估,并将评估结果反馈到显示屏、头盔、体感装置上以提醒飞行员对这些信息加以注意。故障诊断技术通常使用解析模型等数学方法融合经验知识法与基于信号的综合处理法对设备的状态进行分析,并抽象出诸出频率、幅值、离散系统、相关曲线、方差等分析结果。对飞行器的早期可能故障加以诊断。 1.2 故障预测技术

f35系列战斗机综合航空电子系统综述

F—35系列战斗机综合航空电子系统综述首架F-35A战机进行地面发动机推力试验 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。 F-35 JSF战机战场态势感知研制F-35的目标是取代 F-16、A-10、F/A-18A/B/C/D、F-14和AV-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。 F-35用AESA APG81有源相控阵雷达共有6个分布式

我国通用航空发展现状及未来发展前景预测

我们所说的通用航空实际上只是整个民用航空业中的一个独立的分支,通用航空所涉及到的活动范围特别广阔,它基本包括了去除公共航空运输之外的所有内容,通用航空从事的方面包括了工农林渔等一系列方面,它的作业区域一般集中在低空区域,高度普遍在3000米以下,有一大部分甚至于是在600米以下的低空区域。通用航空作为一个新兴的领域,近几年来不断的蓬勃发展,根据报告数据显示,我们国家的通用航空的规模一直在以15%以上的增速在发展壮大,与几年前相比都是翻了几番,通用航空行业规模不断壮大,应用的场景也是日益增多,通用航空在整个国家GDP中的贡献率也越来越高。 1中国通用航空的现状分析 1.1中国通用航空的现状 中国的通用航空发展较晚,但是发展的比较迅猛,特别是近几年来一直保持着持续高效的发展趋势。就一个国家的通用航空而言,我们一般都是通过六个方面来考察它的整体水平:通用航空企业数量、通用航空机组规模、通用航空机场数量、年总飞行时长、从业人员水平以及社会经济效益。但是中国是一个人口和经济大国,按照这些指标来进行简单的评判的话并不能直接明了的判断出我国的通用航空发展的实际情况。就比如我国目前获得了通用航空许可证的企业超过了200家,航空机组规模也超过了3000架,但是这并不能代表我们国家的通用航空发展的水平比较高。若要真正的知晓我们国家的通用航空发展状况,我以为还是得从以下四个方面来实际的评判:(1)整体的通用航空的运输能力有多强;(2)通用航空用于工业作业以及农林作

业等的普及率有多高;(3)通用航空用于抢险救灾等重大事故救援中的水平有多高;(4)国内的普通居民的通用航空使用率有多高。 就通用航空的运输能力而言,我国目前的物流运输能力已经是初具规模,航空运输系统已经经受住了电网大型活动如“双十一”等的考验,但是这种规模的航空物流运输仅仅是停留在了大中型城市,通用航空运输的覆盖范围还是有限的,小型城市以及农村地区都无法被通用航空所覆盖。并且根据对通用航空企业的统计发现,现有的企业大多分布在我国的东部,西部地区的企业只有零星20来家,这种分布不均也会对整体的航空运输体验感造成很大影响。 就通用航空用于工业作业以及农林作业等的普及率而言,通用航空用于工农业的历史还是比较长的,但是根据调查研究是数据显示,截至到2016年,通用航空在工农业中的实际应用时长都没有达到15万小时,这个数据真实的表明了通用航空在工农业中的应用状态,整体都是十分缓慢的。 再来看看我国通用航空在抗震救灾中的应用,在天灾人祸发生的时候,通用航空会起到无法替代的作用。在几年前我国发生重大地震灾情的时候,地面通行都已经被阻断了,这个时候通用航空的作用是无可替代的,只能依靠直升机以及运输机等机组来进行运输救援,在这几次的天灾事故之中,虽然通用航空起到了得天独厚的作用,但是同样也暴露出了特别大的问题,相比国外,我们的通用航空的设备相对较为落后,各类配置都不够齐全,整体的救援能力还有待提高。 1.2通用航空存在的问题

航天技术发展史

航天技术发展史 在过去半年中,接连发生了两起重大航天灾难。尽管人们备感痛惜,但这些挫折并不能阻挡人类进军宇宙的步伐。既然航天活动风险如此之大,为什么人类依然不放弃进军宇宙的梦想呢?从长期看,地球的资源是有限的,人类总有一天必须走出自己的摇篮;从中短期看,航天活动可带来巨大回报,是一个国家综合国力的体现。进军宇宙是人类现在和未来的一项伟大事业。于是,载人航天成为现代航天科技发展的重中之重…… 中国载人航天技术的发展及其意义和前景 俗话说,天高任鸟飞,海阔凭鱼跃。人类在漫长的社会进步中不断扩展自身的生存空间。现在,人类的活动范围已经历了从陆地到海洋,从海洋到大气层空间,再从大气层空间到太空的逐步发展过程。人类活动范围的每一次扩展都是一次伟大的飞跃。 中国载人航天技术的发展历程 很久以前,人类就有飞出地球、探知太空奥秘和开发宇宙资源的愿望,我国古代的不少神话故事便是突出的反映。最典型的是流传很广的嫦娥奔月,它描写一个叫嫦娥的美女,偷吃了丈夫后羿从西王母那里求得的长生不老的仙药后,身体变轻飘到月亮上去了。 历史上第一个试验乘火箭上天的人是15世纪中国官员万户。1945年,美国学者基姆在他的《火箭与喷气发动机》一书中是这样描写的:万户先做了两个大风筝,并排装在一把椅子的两边。然后,他在椅子下面捆绑了47支当时能买到的最大火箭。准备完毕后,万户坐在椅子当中,然后命其仆人点燃火箭。但是,随着一声巨响,他消失在火焰和烟雾中,人类首次火箭飞行尝试没有成功。 20世纪80年代,改革开放带来了航天技术的春天。1986年,中共中央、国务院批准了《高技术研究发展计划("863"计划)纲要》,把航天技术列为我国高技术研究发展的重点之一。"863"高技术航天领域的专家们对我国航天技术未来的发展进行了深入细致的论证,描绘了我国航天技术发展前景的蓝图,一致认为载人航天是我国继人造卫星工程之后合乎逻辑的下一步发展目标。1992年1月,党中央批准研制载人飞船工程。自此,我国的载人航天工程正式启动。1999年11月20日,我国成功发射了自行研制的第一艘飞船神舟1号,成为世界上第三个发射宇宙飞船的国家。此后,又分别把神舟2、3和4号送上九重天。在1992 年开始研制载人飞船之前,我国"863"高技术航天领域的专家们曾为研制哪种运

飞机操纵系统

飞机操纵系统(卷名:航空航天) aircraft control system 传递操纵指令、驱动舵面和其他机构以控制飞机飞行姿态的系统。根据操纵指令的来源,可分为人工操纵系统(由主操纵系统和辅助操纵系统组成)和自动控制系统。 主操纵系统用于控制飞机飞行轨迹和姿态,由升降舵(或全动平尾)、副翼和方向舵的操纵机构组成(图1)。主操纵系统应使驾驶员有位移和力的变化感觉,这是它与辅助操纵系统的主要差别。辅助操纵系统包括调整片、襟翼、减速板、可调安定面和机翼变后掠角操纵机构等。它们的操纵只是靠选择相应开关位置,通过电信号接通电动机或液压作动筒来完成。自动控制系统的操纵指令来自系统的传感器,能对外界的扰动自动作出反应,以保持规定的飞行状态,改善飞机飞行品质。常用的自动控制系统有自动驾驶仪、各种增稳系统、自动着陆系统和主动控制系统。自动控制系统的工作与驾驶员的操纵是各自独立、互不妨碍的。飞机主操纵系统经历了由简单初级到复杂完善的发展过程。先后出现了机械式操纵、可逆、不可逆助力操纵和电传操纵,并在电传操纵基础上发展了主动控制技术。 简单机械操纵系统驾驶员通过机械传动装置直接偏转舵面。舵面上的气动铰链力矩通过机械联系使驾驶员获得力和位移的感觉。这种系统(图1 )由两部分组成:①位于驾驶舱内的中央操纵机构;②构成中央操纵机构和舵面之间机械联系的传动装置。中央操纵机构由驾驶杆(或驾驶盘)和脚蹬组成。驾驶员前推或后拉驾驶杆可带动升降舵下偏或上偏,使飞机下俯或上仰。向左或向右压驾驶杆(或转动驾驶盘)则带动副翼偏转,使飞机向左侧或向右侧滚转。脚蹬连结着方向舵,驾驶员蹬左脚时,方向舵向左偏转,机头向左偏;反之,机头向右偏。对于各类飞机,中央操纵机构的尺寸、操纵行程和操纵力均有标准规定。通常在被操纵舵面(升降舵、副翼和方向舵)上,用气动补偿措施减少气动铰链力矩,把操纵力控制在规定范围内。机械传动装置直接带动舵面,有软式和硬式两种基本型式。软式传动装置由钢索和滑轮组成,特点是重量轻,容易绕过障碍,但是弹性变形和摩擦力较大。硬式传动装置由传动拉杆和摇臂组成,优点是刚度大,操纵灵活。软式和硬式可以混合使用。 简单机械式操纵系统广泛用在亚音速飞机上。在大型高速飞机上,舵面上的气动铰链力矩很大,虽然用气动补偿的方法可以减小力矩,但很难在高低速范围内达到同样效果。40年代末出现了液压助力系统,舵面由液压助力器驱动,驾驶员通过中央操纵机构、机械传动装置控制助力器的伺服活门,间接地使舵面偏转。它同时通过杠杆系统把舵面一部分气动载荷传给中央操纵机构,使驾驶员获得操纵力的感觉,构成所谓“机械反馈”,这就是可逆助力操纵系统。 不可逆助力操纵系统可逆助力操纵系统虽可解决杆力过大的问题,但在超音速飞机上还会出现所谓杆力反向变化的问题。由于杆力反向变化,会使驾驶员产生错觉而无法正确驾驶飞机。为此,须把可逆助力操纵系统中的机械反馈取消,即舵面气动载荷全部由液压助力器承受。为了使驾驶员获得操纵力感觉,在系统中增加了人工载荷机构(通常是弹簧的)以及其他改善操纵特性的装置,形成不可逆助力操纵系统(图2)。 在高空超音速飞行时,由于空气密度减小,飞机容易发生频率很高的俯仰和横侧振荡,驾驶员来不及作出反应。为了克服振荡,在超音速飞机上普遍安装自动增稳装置,如俯仰阻尼器和方向阻尼器等。 电传操纵系统在不可逆助力操纵系统中,存在着间隙、摩擦、弹性变形等影响,难以解决微弱信号的传递问题。又由于普遍采用增稳装置,机械联杆装置越来越复杂,重量增加。自动控制和微电子技术的发展,为取消机械传动装置创造了条件,可用电信号综合传感器信号和驾驶员的操纵指令,对飞机进行有

航空发展史学习报告

《航空发展史学习报告》 学院:电子信息与电气工程学院 专业: 班级: 姓名: 学号: 指导教师:尹强

航空发展史学习报告 在这几周的公共课学习之后,我非常庆幸我能选到《航空发展史》这门课,因为它让我学到了很多在我平时的专业课、基础课上无法学到的东西,让我看到了很多令人感兴趣的飞行器的图片,我也因此知道了很多前人们为了飞上蓝天而做出的努力。 几节课下来,最令我印象深刻的就是有关飞行器发展的那一节课。我原来所知道的也就是古希腊神话中伊卡洛斯和戴达罗斯的典故,却不知道试图利用火箭作为交通工具的第一人是我国古代的万户。这让我感到汗颜,原来前人在很早的时候就有了飞向天空的梦想,并且为此做出了各种尝试,甚至于不惜丢了自己的身家性命。这种将自己的生死置之度外而全心全意投入到飞天的梦想中去的精神和信念应当获得今人至高的敬意,而不应该被我们遗忘,我们不该仅仅知道莱特兄弟,更应该知道万户、蒙特高菲尔兄弟、凯利爵士、奥托李连泰等为航空航天事业做出贡献的人们。 还有一个关于王牌飞行员的内容,让我受益颇丰。世界上第一位王牌飞行员是第一次世界大战时期法国的加洛斯,后来也用他击落5架敌方战机的战绩作为衡量王牌飞行员资格的标准。而更有意思的是机枪同步协调器的发展过程,竟然是因为战机坠落到敌方的地盘而使机枪同步协调器得到了快速地发展,德国的福克的发明真让人赞叹不已,让飞行员可以毫无顾忌地在螺旋翼后发射子弹。这些有趣的内容都是我平常不会去探究而且也无从得

知的。 我对我国航空航天技术的发展历程也有了一定的认识: 1.航空航天技术的简介: 该技术是为航空航天活动的顺利进行而创立的一系列高级复杂的施工作业程序。它涉及人力资源配置设备仪器搭配与安装使用等艰深的学术作业。是国家,民族,乃至整个人类发展的高度追求。航空航天技术使人类文明进入三维时代。航空是大气层内的飞行活动,航天是穿越大气层的飞行活动。其中,航空技术的基础理论是空气动力学。该技术是综合高技术,在理论和设计的基础上,材料技术是关键,电子技术是灵魂。航空指飞行器在地球大气层内的航行活动。飞艇是利用空气的浮力在大气层内飞行,飞机则是利用与空气相互作用产生的空气动力在大气层内飞行。飞机上的发动机依靠飞机携带的燃料(汽油)和大气中的氧气工作。航天技术则是探索、开发和利用宇宙空间的技术。它是一门高度综合性的科学技术,涉及各类航天飞行器的设计、制造、发射和应用。载人航天是航天技术的最前沿。。航天活动的目的是探索、开发和利用太空与天体,为人类服务。航天的基本条件是航天器必须达到足够的速度,摆脱地球或太阳的引力。第一、第二、第三宇宙速度是航天所需的特征速度。按航天器探索、开发和利用的对象划分,航天包括环绕地球的运行、飞往月球的航行、飞往行星及其卫星的航行、星际航行(行星际航行、恒星际航行)。按航天器与

综合模块化航空电子系统软件体系结构综述

第30卷 第10期航 空 学 报 Vol 130No 110 2009年 10月ACTA A ERONAU TICA ET ASTRONAU TICA SIN ICA Oct. 2009 收稿日期:2008208228;修订日期:2008211218 基金项目:总装备部预研基金(9140A17020307JB3201);空军工程 大学工程学院优秀博士论文创新基金(BC07003) 通讯作者:褚文奎E 2mail :chuwenkui @1261com 文章编号:100026893(2009)1021912206 综合模块化航空电子系统软件体系结构综述 褚文奎,张凤鸣,樊晓光 (空军工程大学工程学院,陕西西安 710038) Overvie w on Soft w are Architecture of Integrated Modular Avionic Systems Chu Wenkui ,Zhang Fengming ,Fan Xiaoguang (Institute of Engineering ,Air Force Engineering University ,Xi ’an 710038,China ) 摘 要:作为降低系统生命周期费用(L CC )、控制软件复杂性、提高软件复用程度的重要手段之一,软件体系结构已成为航空计算领域的一个主要研究方向。阐述了综合模块化航空电子(IMA )的理念,分析了推动 IMA 产生和发展的主要因素。总结了ARINC 653,ASAAC ,GOA 以及F 222通用综合处理机(CIP )上的软件 体系结构研究成果,并讨论了IMA 软件体系结构需要解决的若干问题及其发展趋势。在此基础上,对中国综合航电软件体系结构研究提出了一些见解。 关键词:综合模块化航空电子;软件体系结构;开放式系统;软件工程;军事工程中图分类号:V247;TP31115 文献标识码:A Abstract :As an important means to decrease system life cycle cost (L CC ),control software complexity ,and improve the extent of software reuse ,software architecture has been a mainstream research direction in the aeronautical computer field.This article expatiates the concept of integrated modular avionics (IMA ).Three major factors are analyzed which promote the development of IMA architecture.IMA software architectures presented by ARINC specifications 653,ASAAC ,GOA ,and F 222common integrated processor (CIP )are summarized.Discussion about some problems to be solved and the development trend is made for IMA soft 2ware architecture.Finally ,some views are presented about IMA software architecture research in China.K ey w ords :integrated modular avionics (IMA );software architecture ;open systems ;software engineering ;military engineering 军用航空电子系统(以下简称:航电)是现代 战机的“中枢神经”,承载了战机的绝大部分任务,比如电子战、通信导航识别(CN I )系统等,是决定战机作战效能的重要因素。 F 222的航电综合了硬件资源,重新划分了任务功能,标志着战机的航电结构正式演变为综合式。在此基础上,F 235将航电硬件综合推进到传感器一级,并用统一航电网络取代F 222中的多种数据总线,航电综合化程度进一步提高[1]。 与此同时,航电软件化的概念逐渐凸现。F 222上由软件实现的航电功能高达80%,软件代码达到170万行,但在F 235中,这一数字刷新为800多万行。这表明,软件已经成为航电开发和实现现代化的重要手段[2] 。 航电综合化和软件化引申的一个重要问题是如何合理组织航电上的软件,使之既能够减少生 命周期费用(Life Cycle Co st ,L CC )和系统复杂度,同时又能在既定的约束条件下增强航电软件的复用性和经济可负担性。此即是航电软件体系结构研究的主要内容。 1 综合模块化航空电子 111 综合模块化航空电子理念 综合模块化航空电子(Integrated Modular Avi 2onics ,IMA )(注:该结构在国内一般称为综合航 电)是目前航电结构发展的最高层次,旨在降低飞机LCC 、提高航电功能和性能以及解决软件升级、硬件老化等问题。与联合式航电“各子系统软硬件专用、功能独立”的理念不同,IMA 本质上是一个高度开放的分布式实时计算系统,致力于支持不同关键级别的航电任务程序[3]。其理念概括如下: (1)系统综合化。IMA 最大限度地推进系 统综合,形成硬件核心处理平台、射频传感器共享;高度融合各种传感器信息,结果为多个应用程

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