解决方案
SOULTION
开放式航电综合联试系统——解决方案
开放式航电综合联试系统是一个网络化、分布式的多功能联试、测试、仿真系统。
该系统适用于航电系统及其它相关电子产品及系统的联试、测试、验证、建模与仿
真等工作。该系统以网络化、分布式、ＰＸＩ／ＣＰＣＩ总线计算机系统及相应的ＤＤＳ中间
件技术和图形化软件为基础，借助系统仿真模型功能可以实现对真实的航电系统进
行分析、半物理或全物理仿真试验，测试航空电子系统之间相互作用的动态过程，
完成航空电子系统实物半实物和全数字的联试、测试试验。
本系统可独立完成各种型号航电系统的联试、测试和模型仿真，从而验证其交联关系、控制逻辑、通讯协议和指标的正确性与合理性。平台集ＩＣＤ管理、模型仿真、联试、测试、验证、评估等功能于一身，提供了对航电系统的联试、测试、评估、仿真、验证的支持。
系统联试功能。能够实现不同机型各系统的综合测试及单系统联试、测试，能够仿真、模拟系统联试、测试所需要的各种数据、指令、信号。
成品校验功能。通过软件的配置可以实现被测系统各成品的单独校验，包括功能及性能测试；各分系统可实现同时测试相应系统内各自成品而互不冲突；支持根据需要扩展测试新的成品。
仿真激励功能。各分系统配备各种信号的仿真激励源，经软件配置后能够为被测系统提供所需要的仿真数据、信号，同时也可外接激励源。
信号监控功能。可通过联试测试软件和各分系统联试模块相结合完成航电成品的测试，并支持通过外接测试设备完成成品的测试；可将需监控的信号按其数据流特点，进行曲线、图形、数值等方式显示。
二次开发功能。系统中主要的校验、测试、仿真、联试等模型与程序的开发，通过“积木式”的模块化编程环境实现；实施二次开发时，ＩＣＤ打／解包模块、飞机动力学模拟模块等测试、仿真、联试所需要的模块和程序，通过“积木式”的模块化编程环境实现。
同步时钟功能。系统配备时钟同步网络，管理系统所提供的标准全局时钟，对各分系统进行统一授时，保证所有的仿真节点和测试节点工作在同一时钟基准下，确保联试／测试过程中仿真、监控数据的时序有效性。
自检功能 。数据回放功能。
日志记录和管理功能。
支持信号类型：１５５３Ｂ、ＡＲＩＮＣ４２９、ＲＳ４２２／４８５、ＡＤ／ＤＡ、ＤＩＯ、ＡＦＤＸ、ＦＣ－ＡＥ－１５５３、音频信号、频率信号、电阻信号等。
功能特性
1
解决方案
SOULTION
不同机型的整机联试及分系统测试，适用的飞机航电系统包括综合显示控制系统、导航与大气系统、飞参仪表及非航电系统、稳瞄夜视及头盔系统、火控及外挂管理系统、武器系统、飞行控制系统、无线电通信与导航系统、电子自卫系统、电气系统等。
应用范围
开放式航电综合联试系统由电源系统、综合控制台、分系统联试台、联试控制台４部分组成。系统组成
LRU1
LRU2
分系统1
LRU10
一航空电子系统的组成：1,各种机载信息采集设备 2，信息处理设备 3，信息管理和显示控制设备 4，相关的软件 二航电系统的发展大致可以分为四个阶段 1，分立式航空电子系统，代表机型为F-100，F-101， 2，联合式航空电子系统，代表机型为F-16C/D 3，综合航空电子系统，代表机型为F-22，F-35 综合航电系统的结构特点如下： 系统按功能区划分 采用高度模块化设计 采用高速数据总线 采用高度综合的座舱显示系统 采用大规模软件技术 采用先进的传感器并进行多传感器的信息融合 实现了系统容错和重构功能 4先进综合航空电子系统 三航空电子系统的发展方向 1智能化 电子计算机已成为现代化机载电子设备的核心, 电子计算机的发展已经并将继续不断地改变着机载电子系统的面貌。当前计算机的发展正面临着重大突破—人工智能计算机的出现。目前人工智能研究主要集中在专家系统、模式识别系统、机器人等三方面 2综合化 采用高级复杂软件增扩最佳控制技术以保证容错, 采用标准化部件, 以减少备件、简化维修、
降低全寿命费用。系统的综合能力依赖于先进的技术支援, 其中包括高速数据总线、超高速集成电路（VHSIC）和人工智能等。 3全频谱化 现代局部战争表明, 电子战已越演越烈,而电子战的实质就是对电磁频谱的激烈争夺。由于无线电频段和微波频段已拥挤不堪因此航空电子设备的工作频率正逐渐向毫米波、红外、激光、可见光等领域扩展, 从而使航空电子系统趋于全频谱化。 4隐蔽化 在导航系统中采用惯导—全球定位系统组合，惯导—天文导航组合等方案, 构成载机不辐射电磁波的“隐蔽导航系统”。采取这种组合方式。”既能保持惯导的近距导航较高的精度又可校正远距飞行中惯导的累积定位误差。 当前正在研制的全地形航空电子系统（T２A）就具有隐蔽导航功能,其核心部件为一个存贮地形三维数据的数据库, 数据库内存有航线中的所有地形的数据,如一些基本点的海拔高度参数、森林、河流、道路、障碍物的信息数据等。利用该数据库在飞行中能够获得一个不断变化的地形轮廓图。从而, 在其它设备的配合下, 实现“隐蔽导航”。 四航空电子系统的安全技术 随着航空电子系统的综合化程度的不断提高，不同级别的任务共享硬件、软件和数据资源，各个模块之间进行相互资源调度和访问，给综合化航空电子系统的安全性和可靠性带来了重大的隐患，主要表现为信息窃听、病毒攻击、非授权访问、非法篡改、故障等。一下为业界为解决安全问题所提出的部分技术研究。 个人总结：近年来的安全技术应该是基于分区管理、分层防御等技术，主要是在高度综合的航电系统中，由于是分区管理，所以安全性主要集中在不同的安全级别构件间数据传输的安全性。这应该也是我们软件安全的切入口。（完全是个人看论文之后的总结，可能错的离谱，别笑话哈）1，Trustable Computing in Next-Generation Avionic Architectures（1992）未来的智能武器中，在更加主张敏感信息的安全性、关键数据的完整性以及系统运行和其他一
文章编号:1001-893X(2002)06-0023-04 未来十年综合航电系统的发展趋向Ξ 汪桂华 (中国西南电子技术研究所,四川成都610036) 摘 要:本文主要阐述未来十年国外综合航电系统的总的发展趋向,重点介绍了在开放式系统结构的研究与应用、采用C OTS技术、模块化、多传感器综合技术等方面的发展趋向。 关键词:综合航电系统;开放式系统结构;C OTS技术;模块化;多传感器综合;发展 中图分类号:V243 文献标识码:A The Developing T rend of I ntegrated Avionics System in Future T en Years WANG Gui-hua (S outhwest China Institute of E lectronic T echnology,Chengdu610036,China) Abstract:The developing trend of integrated avionics system in foreign countries in future10years is presented, with em phasis on such aspects as the research application of open system architecture,C OTS technology, m odularization and multi-sens or integration(MSI)technology. K ey w ords:Integrated avionics system;Open system architecture;C OTS technology;M odularization;Multi-sens or integration(MSI);Development 综合航空电子系统(下称综合航电系统)是现代化战斗机的一个重要组成部分,战斗机的作战性能与航空电子系统密切相关。可以说,没有高性能的航电系统,就不可能有高效能作战的战斗机。 综合航电系统在需求牵引和技术推动下已有几十年的发展历史,特别是近十来年,取得了引人注目的进展,促进了飞机作战效能的进一步提高。 然而,目前综合航电系统在使用过程中暴露出不少不足之处,亟待加以改进和完善;同时,21世纪的作战策略和方式的发展也对综合航电系统提出了更具挑战性的要求。因此,未来的十年,在解决经济上可承受性问题的同时,综合航电系统仍将向着更加综合化、信息化、技术化、模块化及智能化的方向发展,并且综合航电系统的功能、性能以及可靠性、维修性、保障性、测试性和综合效能也将出现突破性的飞跃。可以预见,航空电子综合化水平将得到不断提高,航空电子综合技术将向深度和广度发展,得到不断完善。 一、航空电子综合化技术 向深度和广度发展 航空电子系统的发展历程业已证明,综合化是航空电子发展的灵魂和核心。综合化能压缩航空电子系统的体积和重量,减轻飞行员的工作负担,提高系统可靠性,降低全寿命周期费用等。 将于本世纪初服役的美国第四代战机F-22按常规需要60多根天线,工作波段不同的多种接收机、发射机都处于各自分立状态,现在已经综合成十几根天线,下一步还要继续综合。正在执行的综合传感器系统(I S S)计划,天线孔径、射频、信号处理、数字处理等都将采用共用概念。“综合孔径传感器 Ξ收稿日期:2002-09-25
战斗机航空电子革命――F-35综合航空电子系统综述 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。
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。 共有6个分布式孔径系统（DAS）传感器用来实现围绕飞机360o的红外探测保护，为飞行员提供更高的视觉灵敏度，并能实现夜间飞机近距编队飞行。还可在夜间和烟尘覆盖情况下为飞行员在头盔显示器上显示飞机下方目标图像。飞机内部安装的光电目标定位系统（EOTS）对DAS的导弹来袭告警能力进行了增强。EOTS提供窄视场，但距离较远的目标探测能力。根据任务软件的指令，EOTS可以在雷达不开机的情况下提供目标信息。 1.更为先进的机载AESA多功能雷达 比较典型的例子是美国最新一代战斗机F-35的多功能综合射频系统（MIRFS）。它是建立在APG-81 AESA雷达的基础上的一个功能广泛的系统。它不仅能够提供雷达的各种工作方式，它还能提供有源干扰、无源接收、电子通信等能力。MIRFS 频带较一般机载AESA要宽得多，同时能够以各种不同的脉冲波形工作，保证了雷达信号的低截获概率（LPI）。同F-22的APG-77 AESA
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
近日，我国航空报报载中航工业计算所，经过努力攻关“成功突破了某航电系统关键技术，完成了综合核心处理机软硬件平台调试工作，该样机的成功研制为加快新型号的研制打下了坚实的基础。”这则新闻表明我国第四代战斗机航空电子系统的研制取得了巨大的进展，完成了系统核心部分-综合核心处理机的样机的研制，即将进入整体系统的研制与测试阶段，我国第四代战斗机已经拥有自己“奔腾的心”。 [ 转自铁血社区http://bbs.tiexue.ne t/ ] 有人也许多会问；廖廖数语的新闻，何以见得就是我国第四代战斗机的航电系统的核心设备？笔者提请大家注意综合核心处理机这7个字，这正是第四代战斗机航电系统的关键，和特征，即通过在航空电子核心部分进行综合和模块化设计，大大提高信号和数据处理的能力，提高系统的处理速度、可靠性，降低系统的成本，许多人在阅读有关航空系统的文章可能会碰到火控计算机、任务计算机、综合核心处理机这样的名词，这些名词实际对应不同时代的航空电子系统，也就是说当我们看到某一个名词，实际上就可以对其航空电子系统的水平做个大致的推测。 早期飞机的航空电子十分简单 我们知道早期飞机的的航空电子系统除了基本的飞行登记表外，就是使用固定光环瞄准具来攻击目标，随着飞机性能的发展，出现可以与雷达交联的瞄准具，随着探测系统距离、精度的增加，这样就需要相应的火控运算手段以解算航炮、导弹等空战武器的攻击包线，这样就出现了火控计算机，但此时航空电子系统仍旧处于彼此分离阶段，火控计算机仅仅用于火控系统，其他功能很少，到了上世纪60年代随着惯导系统加入，飞机的航程及机动能力得到提高，同时由于飞机设备的增多，就出现了数据总线的概念，就是用数据总线将主要机载设备联接在一起，形成初期的航空电子综合系统，这时候火控计算机就成为系统的主控计算机，负责飞行员座舱信息、飞机整体状态的收集、信息处理、解法解算、各子系统的输出控制等功能，可以完成主要的飞行、作战信息、显示与控制等数据信息的获取与计算，系统以平视显示器来主要显示系统，因此也被称为平显/武器瞄准系统，第一种采用数据总线的战斗机是F-15，该机以火控计算机为核心，将雷达、惯导、大气数据计算机等有机的闻合成一起，有力的提高了飞机的作战能力，需要指出的是由于平显/武器瞄准系统采用了数据总线仍旧为单向低速数据总线，火控计算机运算速度也较低，因此只能容纳少数几个比较重要的系统和设备-主要集中在火控与导航系统，所以也有人称之为攻击/导航系统，随着飞机设备、武器数量和性能进一步增加，为了解决飞机众多设备之间的大量信号、数据传输，上世纪70年代美国提出了DAIS计划，其目标就是采用数字式数据总线网络，实现飞机设备的分布处理、集中控制，显示信息的综合显示，提高飞行员的获取战场信息的能力，实现信息的综合利用和共享，这便是以双向1553B数据总线为核心的联合式航空电子系统，在这种航电系统中以中央计算机为主控计算机，该计算机完成与作战任务计算，包括火控、导航、座舱控制与显示、各种电子设备的管理、协调，对于数据总线进行控制等。需要指的是早期联合式航空子系统结构相对简单，如F-16A/B的航电系统，采用单层双余度数据总线，以火控计算机为主控计算机，惯导计算机做为备份，而到了F/A-18则升级为多层多条数据总线，其主控计算机就更新为任务计算机，这种体积结构至今仍旧是各国现役战斗机的主流航空电体系结构，在这种体系中任务计算机是航空电子系统的核心子系统，其功能包括对探测系统采集来的信息进行处理、完成机载武器的管理及发射包线的计算以及信息的输出及显示任务等，80年代后期为满足多机协同作战的需要，进一步综合了通信导航识别子系统、电子战系统，以提供更多的目标信息对目标进行识别。 看起来不起眼的任务计算机，实际上是航空系统的核心
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
大飞机航电系统总线研究 夏志飞 (凌云科技集团，武汉，430040) 摘要：本文先介绍了大飞机航电系统采用的总线构型，再分层介绍了ARINC 429总线和AFDX总线的原理、特点和相关技术，在此基础上提出了相应的实现方案，为航电系统及其检测设备的研制提供了一定的参考。 关键词：航电系统；检测设备；ARINC 429；AFDX 1 引言 大飞机是我国的一个战略性工程，对未来社会、经济与国防，特别是科学技术的整体推进都将有非常重大的意义。航电系统关系到飞机的可用性、先进性、飞行安全性和可扩展性，是重要的机载系统，而总线则是航电系统综合的核心，同样也是其检测设备不可或缺的一个组成部分。 国外大飞机如A400M、波音787、空客A380的航电系统主干连接采用AFDX总线，成熟的、低数据流量的设备采用ARINC 429总线传输数据。图1.1是一种航电系统的构型，以AFDX交换机为中心，通过无线电接口单元、远程数据集中器完成AFDX总线数据与ARINC 429总线数据的转换。 图1.1 一种航电系统的构型图 2 ARINC 429总线 美国ARINC 公司为了解决航电设备信息共享、系统集成、降低维护费用等问题而制定了《MARK 33数字式信息传输系统》标准，即ARINC 429标准，我国航空工业部也推出了类似的HB-6096《SZ-01数字信息传输系统》航标[1]，该标准已得到广泛应用。 2.1 系统结构 ARINC 429总线系统由发射器和接收器组成，如图2.1，每条总线上信息只能单向传输，但可一发多收，接收器不超过20个，通过两条ARINC 429总线可以同时双向传输信息。 图2.1 ARINC 429总线传输结构图图2.2 ARINC 429总线分层模型图ARINC 429总线不涉及也无需路由等功能，参考OSI模型，通过链路层、物理层模型可清晰描述其关系。参考图2.2，链路层负责消息编码、检错等，物理层负责电器编码、传输等。 2.2 链路层 ARINC 429总线中，链路层将航电系统设备或检测所用总线监控设备的数据编码后转交物理层传输，该层中，数据字是最基本的信息单元，分为5类：二进制(BNR)码、BCD码、离散、维护和AIM数据字。
2012年第07期，第45卷 通 信 技 术 Vol.45，No.07,2012 总第247期 Communications Technology No.247,Totally ·业务与系统· 机载娱乐系统发展概述 吴 康 （中电科航空电子有限公司，四川 成都 611731） 【摘要】机载娱乐系统是民用航电系统中的重要组成部分，直接面向乘客，其性能是旅客判断航空公司服务质量好坏的重要标准之一。该系统通过与客舱通信系统以及不同媒体服务的结合，实现机上通信、机上广告、购物等各种应用，在未来民用航空领域的地位将愈加凸显。这里概述了国内外机载娱乐系统的发展现状与趋势，在此基础上提出了机载娱乐系统的未来发展趋势。 【关键词】民用航电系统；机载娱乐系统；发展 【中图分类号】V243；TN914.3【文献标识码】A 【文章编号】1002-0802(2012)07-0103-03 Overview on Development of In-flight Entertainment System WU Kang (CETC Avionics Co., Ltd., Chengdu Sichuan 611731, China) 【Abstract】In-flight Entertainment(IFE) system, as an important component of the civil avionics system, and directly oriented to the passenger, is always the critical criterion for determining the service performance of a passenger airline. This system combines, in combination of in-flight communications system and different media service, implements in-flight communication, advertisement, shopping, and other applications, and would become even more prominent in the future civil aviation. This paper gives an overview on the development status of in-flight entertainment system both at home and abroad, and based on this proposes some development ideas for future IFE system. 【Key words】civil avionics system；in-flight entertainment system；development 0 引言 机载娱乐（IFE，In-flight Entertainment）系统是指航空旅行中在机舱內为旅客提供任何可能的娱乐实现手段，是民用航空飞机客舱系统的重要组成部分，其性能是旅客判断航空公司服务质量好坏的重要标准之一，世界各航空公司为此花费巨额资金进行机载娱乐设备的采购、修理、维护及升级等。传统的IFE系统主要为旅客提供机上娱乐服务，具备电影/娱乐/游戏等传统功能，其重点是娱乐功能，除了有限的广告收入外无法为航空公司直接创造效益。随着航空电子技术、消费类电子技术、通信技术及电子商务的飞速发展，IFE系统已经开始逐渐演变成IFE-C（communication通信）,甚至出现了IFE-C（commerce商务）的趋势，这将彻底改变航空公司IFE系统单纯投入的历史，使之变为航空公司增加边际收益的一个亮点。 可以说，机上娱乐系统的娱乐功能正在不断弱化，取而代之的是正在成为给旅客提供全方位信息服务，也为航空公司及有关服务产业创造价值的机载个人信息平台，机上互联网环境的突破性发展为该类应用创造了无限的遐想空间。 传统IFE系统主要由服务器端，乘客端以及分配网络（Distribution Network）3部分组成。其中服务器端主要负责整个系统的运行管理，包括向乘客端设备提供各种数据并与机上其他系统交联。乘客端设备包含壁挂式显示器、吊挂式显示器、乘客终端、乘客控制单元等，乘客端LRU通过以太网或其他链接方式与服务器相连，主要实现与乘客间的人机交互，分配网络主要负责将数据和电源分配至乘客端。 收稿日期：2012-06-14。 作者简介：吴 康（1982-），男，助理工程师，主要从事项 目管理方面的工作。 103
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/e61516085.html, 通用飞机航电系统研发流程浅析 作者：邵良 来源：《科技创新导报》2017年第01期 摘要：通用航空是民用航空的重要组成部分，这一产业的发展对整个国家经济的发展以 及社会的进步意义重大。通用航空的范畴较广，是除军用和商业行为以外的所有航空活动，囊括了直升机、固定翼飞机等航天器类型。目前，通用航空器具有最为广泛的类型，其在整个社会活动中应用最多。鉴于其类型的复杂和丰富，因此，其对整个航电系统和设备标准的要求较高，要全面进行航电系统和流程的研发。该文针对通用飞机中的航电系统不同于军机研发的特点，基于全球市场上对通用飞机航电系统的研究，提出航电系统研制流程的途径。提出主要的研发流程对象有：（1）民用飞机系统研制流程；（2）通用飞机特有的航电系统技术发展。 关键词：通用飞机航电系统市场需求民机系统研制流程 中图分类号：V24 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）01（a）-0017-02 1 概述 1.1 研究对象 通用航空是指除了军事和定期商业航线飞行以外的所有航空活动。通用航空器包括固定翼飞机、直升机和其他航空器（含无人机等）。通用航空器是目前世界上种类最多、用途最广的一类飞行器。 通用飞机由于种类多、功能复杂，对航电系统和设备的要求很高。主要是两大类，一类是低成本、安全可靠、自动化程度较高、人机界面简洁友好、易于裁剪构型的航空电子系统与设备；另一类是满足各种作业任务需要的设备与装置。 该文主要以23部通用飞机的航电系统为对象，对其航电系统的市场需求、功能、架构和其独有特点进行研究，提出航电系统研发流程。 1.2 民用飞机系统研制流程 1.2.1 双V模型流程 通用飞机航电系统开发遵从《ARP-4754A民用飞机与系统研制规则》和《ARP-4761民用机载系统和设备开展安全性评估的指导和方法》开发流程，可以大大精简开发成本和工作量。现代民机开发流程是通用飞机航电系统低成本化中最重要的因素。
F-35综合航电系统详解：比F-22更加先进 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。 研制F-35的目标是取代F-16、A-10、F/A-18A/B/C/D、F-14和A V-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。 共有6个分布式孔径系统(DAS)传感器用来实现围绕飞机360o的红外探测保护，为飞行员提供更高的视觉灵敏度，并能实现夜间飞机近距编队飞行。还可在夜间和烟尘覆盖情况下为飞行员在头盔显示器上显示飞机下方目标图像。飞机内部安装的光电目标定位系统(EOTS)对DAS的导弹来袭告警能力进行了增强。EOTS提供窄视场，但距离较远的目标探测能力。根据任务软件的指令，EOTS可以在雷达不开机的情况下提供目标信息。 1.更为先进的机载AESA多功能雷达 比较典型的例子是美国最新一代战斗机F-35的多功能综合射频系统(MIRFS)。它是建立在APG-81 AESA雷达的基础上的一个功能广泛的系统。它不仅能够提供雷达的各种工作方式，
一、四代航电系统的组成、特点及区别？ 答：第一代航空电子系统为分立式结构，雷达、通信、导航等设备各自均有专用且相互独立的天线、射频前端、处理器和显示器等，采用点对点连接。特点：不存在中心计算机对整个系统的控制；每个子系统都有各自的传感器、控制器、显示器以及自己的专用计算机，每个子系统必须依赖于驾驶员的操作（输入），驾驶员须不断从各系统接收信息；结构专用性强，缺少灵活性，难以实现大量的信息交换；任何改进都需要通过更改硬件来实现。 第二代航空电子系统为联合式结构，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，各单元之间通过数字总线交联，资源共享只在信息链后端的控制和显示环节。特点：子系统具有相对的对立性；采用机载多路数据传输总线技术，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；模块化软件设计，降低了研制经费；便于维护、更改和功能扩充。 第三代为综合化航空电子结构，以基于“宝石柱”计划的F-22为典型代表，采用综合功能子系统，将系统划分为四个功能区，即传感器子系统区、数字信号处理区、任务处理区、飞机管理区，形成了模块化的航空电子综合系统结构。特点：功能分区实现，整个系统按功能划分为横向的层次，在每个功能区层次实现更深度的综合；实现共用模块、容错和重构，以满足对新一代系统的更高要求；系统的硬件基础建立在外场可更换模块（LRM）上，LRM模块构成功能的独
立单元，也是机内自检（BIT）、容错重构、二级维修及资源共享等新概念和新技术的硬件基础；系统互连向高速网络化发展，F-22使用了星形拓朴结构的高速光纤、点对点光纤链路及1553B等多种传输手段。 第四代为先进综合化航空电子结构，以基于“宝石平台”的联合攻击战斗机（JSF）为代表，是为适应未来战斗机战技指标而研制的高度综合化航空电子体系结构。在射频和光电两大领域中广泛采用了模块化、外场可更换设计思想，实现了飞机蒙皮传感器综合。射频功能的综合，得以付诸实施。许多雷达、通信、电子战功能从硬件的配置中消失，这些功能的获取完全通过软件实现。特点:采用了综合核心处理机技术；具有更大的综合范围和更高的综合程度，实现了综合传感器系统、综合飞行管理系统、综合外挂系统；使用了综合的座舱、驾驶员与飞机接口，减轻驾驶员的负担；提供威胁、目标、地形地貌、战术协同、飞机完好状况的全面情况。 区别：通过这四代航空电子系统的比较可以发现，随着航空电子系统的发展，其系统越来越复杂，综合程度越来越高。综合已经从显示器推进到数据处理，又推进到传感器系统。早期的分立式结构，各设备之间相互独立，设备数量多，重量大，改进需通过硬件的更改来实现；而现代综合式的结构，其设备重量轻、体积小，实现数据共享，多数功能可以通过软件编程来实现，作战效能较原来有了质的飞跃。 二、“宝石柱”与“宝石台”的区别 “宝石柱”综合式航电系统其主要特点就是系统结构按功能分区，采
面向综合模块化航电系统的驻留应用开发平台设计 摘要:综合模块化航电系统采用时间和空间分区技术隔离不同 的应用程序,驻留在分区中应用程序的开发依赖于符合arinc 653 及相关接口和通信规范的开发平台。通过移植传统操作系统的板级支持包和开发驱动程序,使得商业单板计算机c2k支持符合arinc 653规范的vxworks 653分区操作系统并提供afdx网络接口,首次实现了基于商业单板计算机c2k的驻留应用开发平台,其主要功能和性能与目前主流的大型客机综合模块化航电系统相当,可用来支持驻留应用的开发和调试,大幅度降低了成本。 关键词:综合模块化航空电子系统;驻留应用;单板计算机;开发平台;arinc 653;afdx接口 design of development platform for hosted applications in integrated module avionics system wang yun sheng 1,2 * , lei hang 1 ( 1. school of computer science and engineering, university of electronic science and technology of china, chengdu sichuan 611731, china ; 2.china electronic technology avionics company limited,
chengdu sichuan 611731, china ) abstract: the common computing resources in the integrated modular avionics (ima) system provide the hosted applications with temporal and spatial partitioning platform. the platform for applications development should comply with the arinc 653 specification which defines the application executive interfaces for partitioning operation system. by porting and developing the board support package (bsp) and afdx network driver, for the first time, an ima platform solution for hosted application development was achieved based on the c2k, a commercial off the shelf (cots) single board computer. the functionality and performance of the cots based platform are similar to the popular common computing resources in ima of modern civil transportation aircraft, offering a development platform for hosted applications development and debug at a pretty lower costs. key words: integrated modular avionics (ima) system; hosted application; single board computer; development platform;
209 中国设备 工程 Engineer ing hina C P l ant 中国设备工程 2019.02 （上）国外航电系统的迅猛发展给我国的航电发展带来严峻的挑战，再加上现代化国防的建设需求，使我国发展自己的航电系统已刻不容缓。1?综合航电系统的概念 综合航电系统就是通过一个统一的处理器，将飞机上的航空类电子设备信息进行处理，同时将多个功能相似的设备放置在一个组件内，参照显示器上出现的相关参数，利用机载数据向各飞机承载的航空电子设备进行数据和有关信息的传送，从而保证飞机上航空电子设备达到高性能的水准。 2?综合航电系统的基本发展2.1 国外综合航电系统的基本发展 综合航电系统的发展大致经历了简易火控、平显火控、综合火控和综合航空电子系统的阶段。简易火控系统的建立是在20世纪初期到20世纪50年代，那时作战飞机的主要测量设备是依据光学瞄准具以及火控雷达。平显火控系统是在60～70年代之间，平行显示器的出现，使飞行员可以通过多种显示方式来分析数据，从而提高飞机的精度和性能。综合火控系统是在70～80年代之间，通过将分散的火控系 统集中控制，并以总线为基础，火控计算机作为管理中心，对飞机上的航空设备集中控制来完成相互之间信息的交换。这种系统已经被广泛应用，成为三代战斗机的典型特征。综合航空电子系统是从80年代后期开始，原先的航空火控系统渐渐发展成自动化与智能化结合在一体的综合化航空电子系统。 2.2 国内综合航电系统的基本发展 我国在70年代末期开始对综合航电系统跟踪研究，并突破部分关键技术，在这些关键技术的基础上，完成了我国第一代航空电子的验证试飞，并将第一代航空电子的研究成果和系统的综合技术应用在飞机中，为其改进改型。我国的航电系统目前停留在综合航空电子系统阶段，系统通过多路传输数据总线，将各自独立的分系统交联在一起，完成信息传输和信息调度以及信息共享的统一实施。近几年，我国通过对综合航电系统的模块化以及功能分区的研究，力求满足形势要求和发展的需求。 3?新一代综合航电系统的有关技术3.1 传感器综合化 通过模块化和标准化的设计方法，把机载传感器设备中 对新一代综合航电系统发展的探讨 王鹏 （中国飞行试验研究院，陕西?西安?710089） 摘要：随着国家建设的发展，对航空电子技术的要求也在日益加强。航电系统在使战斗机提高基本的作战能力外，对其性能水平也发挥着重要作用。本文通过讨论航电系统的发展历程，来分析新一代的综合航电系统的优势，并对新一代综合航电系统的发展进行探讨。 关键词：综合航电系统；传感器；模块化；智能化 中图分类号：V243 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2019）02（上）-0209-02 试，让设备能更加准确的对控制目标进行控制和监测，并对需要控制的范围和方向进行定义，提高控制的灵活性和应变性。对于节能减排选煤技术来说，自动化设备对其有着十分重要的作用，因为可以对设备的控制程度进行修改，在加强控制程度后，使得选煤中煤炭的质量和效率有着大幅度的提高，在现代提倡节能减排环保的环境下，智能控制设备在煤炭行业的发展具有一定的必要性。自动化控制设备就是可以靠着系统对煤炭各个环节进行精确的智能化监控和控制，因此自动化设备对节能减排选煤技术来说作用巨大。5?结语 综上所述，节能减排选煤技术需要依靠自动化控制设备来实现，对选煤技术进行自动化控制是对煤炭行业的一个巨大改革。因为自动化控制设备不仅能够有效的对煤炭进行质量自动筛选和分层，还能大幅度减少选煤的时间，提高选煤的效率。因为现在的自动化设备的研发速度较低，政府和相 关部门应对自动化设备的研发速度进行推动，自动化控制的程度越高，对煤炭行业的作用性就越大。随着时代的进步，自动化控制的手段越来越多，为煤炭行业选煤技术的发展提供强有力的支撑。 参考文献： [1]蒋富歌,王文龙.基于节能减排理念的选煤技术分析[J].低碳世界,2016(15):70-71. [2]李琰.基于自动化控制的节能减排选煤技术研究[J].煤炭技术,2014,33(03):194-196. [3]宋英杰.浅析选煤技术发展影响节能减排的因素[J].科技创新与应用,2013(24):104. [4]邰辛平.节能减排视角下的我国选煤技术分析[J].科技创业家,2012(20):100.