f35系列战斗机综合航空电子系统综述
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美国F-35隐形战斗机F-35隐身战斗机是一款由美国洛克希德•马丁公司设计生产的单座单发动机多用途战机,也是F-22的低阶辅助机种。
F-35能够负担近空支援、目标轰炸、防空截击等多种任务。
除美国外,世界上还有8个国家参与合作,研制费用达4000亿美元,所以F-35有“世界战斗机”之称。
中文名: F-35隐形战斗机英文名: F-35 Lightning II国家:美国、英国、加拿大、意大利、荷兰等9个国家类型:战斗攻击机乘员: 1人翼展: 10.65米全长: 15.37米机高: 5.28米全机空重: 12000千克最大起飞重量: 27200千克武器配置: 1具GAU-12/U25毫米机炮;对空导弹:AIM-120、AIM-9X、AIM-132、MBDA Meteor 电子设备:多功能综合射频系统(MIFRS)。
该系统集雷达、通信、导航和射频电子战功能于一身,共享天线和处理器等硬件发动机推力: F-35A/C 40000磅;F-35B 43000磅飞行半径: 2200千米最大平飞速度: 1931千米/小时首飞日期: 2006年12月15日美称中国以网络攻击获得F-35技术用于战机研发:2013年6月19日在美国国会围绕新型F-35隐形战机举行的公听会上,美国防部副部长弗兰克•肯德尔发言称,有关F-35战斗机的部分技术信息有可能已经在遭到黑客攻击时被盗取,并指出这些网络攻击有可能来自中国。
如果中国获得了相关信息,将大幅缩短其隐形战机的研发时间以及工作成本。
更新时角大楼30日宣布将采购32架F-35战机,造价料40亿美元。
此次敲定的第五批F-35战机包括22架供空军使用的F-35A常规起降型战机,3架供海军陆战队使用的F-35B垂短起降型战机,以及7架供海军使用的F-35C常规起降舰载型战机。
美国F-35隐形战斗机概述F-35属于第五代战斗机,作战半径超过1000公里,具备有限超音速巡航能力(须开启后燃器以达到超音速),引擎也没有向量推力。
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)。
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/D3,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(T2 A)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。
解读F-35战斗机推进系统研制新特点
杨国才;伍玥
【期刊名称】《航空与航天》
【年(卷),期】2003(000)003
【摘要】美国军方提出以现成发动机型号F119为基础来研制第四代轻型战斗机JSF,既降低了新机的技术风险.缩短型号研制周期,又可大幅度地节省项目研发资金和降低型号全寿命成本.这一思路值得关注或借鉴。
文章以F-35战斗机基本型发动机F135和备用型发动机F136的最新发展动态为倒,阐述了军用飞机动力装置类型从常规的涡喷/涡扇发动机向非常规的变循环发动机转变的一个必然发展趋势,表明了航空动力研制方法正从“传统设计”向更先进的“预测设计”过渡。
【总页数】7页(P15-21)
【作者】杨国才;伍玥
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】V23
【相关文献】
1.美军第四代战斗机F-35"联合攻击战斗机"最卓越的航空电子系统 [J], 罗巧云;高勇强
2.电波悍将:F-35战斗机的综合电子战系统 [J], 钱锟(编译)
3.电波悍将F-35战斗机的综合电子战系统 [J], 钱锟
4.联合攻击战斗机F-35(JSF)的航电系统 [J], 雨相
5.Indigo系统公司为F-35联合攻击战斗机研制红外探测装置 [J], 立早
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毕业设计(论文)F-35飞机性能简介学院名称自动化科学及电气工程学院学生姓名班级学号卷面成绩2013年12 月摘要本文以F-35战斗机为研究目标,对目标进行了类型,用途,性能等方面的介绍。
首先,对战斗机的发展历程做了简单的回顾,并从类型,布局,用途三方面对F-35大致介绍一番;其次,重点写出了F-35的各方面的性能水平(包括隐身性能,电子系统,动力系统等),以及机上所用到的世界先进的技术;最后,综述研制F-35的重大意义。
本文研究国外先进飞行器,从而使我国有针对性地进行先进飞行器的研制具有重要的参考价值,是一项具有国防研究价值的课题,为现代战斗机的工程研制提供了一种可参考的思路。
关键词:战斗机,隐身,电子战系统,显示技术,动力目录第一章绪论1.1现代战斗机发展概况 4 1.2 F-35战斗机简介 41.2.1F-35战斗机类型 4 1.2.2 F-35战斗机的总体布局 4 1.2.3 F-35战斗机的主要用途 5第二章F-35的性能水平2.1 参数性能 5 2.2 隐身性能 5 2.3电子系统 6 2.4 显示装置 6 2.5 动力系统7 第三章f-35战斗机的先进技术3.1 先进的显示装置7 3.2 先进的电光瞄准系统7 3.3 先进的机载AESA多功能雷达8 3.4 高度综合的传感器系统8 3.5 功能强大的综合核心处理机(ICP)8 3.6 综合高效的电子战(EM)系统8 第四章研制意义4.1 F-35研制意义9 4.2 未来规划9 参考文献10第一章绪论·1.1 现代战斗机发展概况第一代战斗机(从50年代初至60年代初),主要追求的是飞机的飞行速度,即从低声速到超声飞行,完成一般的机动飞行,多采用后掠翼布局。
第二代战斗机(从60年代初到70年代中),主要追求的是高空高速,多任务,机型比第一代大、重、战斗力更强,多采用三角翼布局。
第三代战斗机(从70年代中到90年代末),主要追求高机动性。
美军第四代战斗机F -35“联合攻击战斗机”最卓越的航空电子系统罗巧云 高勇强(中国电子科技集团公司第10研究所,成都 610036)摘 要:F -35“联合攻击战斗机”的诞生,标志着美国第四代战斗机的完全成熟,该战斗机几乎是美国当今最先进技术的集中体现,尤其是其高度综合化的航空电子体系结构更是当今航空电子系统发展的典范。
本文主要论述这种高度综合化的航空电子体系结构和技术,包括综合射频传感器系统、综合光电系统、核心处理器、传感器数据融合技术、飞行管理系统以及下视和头盔显示器。
关键词:联合攻击战斗机;综合化航空电子系统;数据融合中图分类号:V448 文献标识码:A收稿日期:2004-03-21 修订日期:2005-07-261 引言多功能、多军种F -35“联合攻击战斗机”是美国国防部和英国皇家海、空军计划在21世纪装备部队的全新一代低成本、多用途先进战术攻击机,将取代目前美国空军使用的F -16和A -10战斗机,以及现在美国海军和海军陆战队服役的F /A -18战斗机和AV -8B “鹞”式战斗机;在未来的战场上,F -35联合攻击战斗机将与F -22“猛禽”战斗机联手,形成类似F -15与F -16的高低搭配。
其全天时、全天候地攻击陆海空任何目标的能力在很大程度上取决于其先进的航空电子系统。
综合化航空电子系统体系结构是第四代战斗机航空电子体系结构的代表,利用了联合先进攻击技术(JAST )计划的研究成果,采纳了源于“宝石台”等计划的设计思想,以F -22航空电子系统为基础,并采用了当前最先进的技术,将综合共享的概念推移到传感器部分,更多的功能将由软件实现,并充分利用信息融合技术,进一步增强了飞行员的态势感知能力,使飞行员可在正确的时间做出正确的决策,增强了战斗机的攻击能力和生存性,使其成为美军21世纪的主力战斗机。
2 F -35航空电子系统体系结构F -35航空电子体系结构由综合核心处理子系统、综合射频传感子系统(包含综合天线孔径)、综合光电传感子系统、外挂管理系统、飞机管理系统、飞行员接口(座舱显控)、航空电子网络等组成,该体系结构具有以下特点。
f35 eots 参数标题:F-35 EOTS参数解析引言:F-35战斗机是美国空军的新一代多用途战斗机,其配备了先进的传感器和武器系统,其中之一就是F-35的电光传感器(EOTS)。
本文将详细解析F-35 EOTS的参数,包括其工作原理、性能指标以及应用领域。
正文内容:1. F-35 EOTS的工作原理1.1 光电传感器技术光电传感器技术是指利用光电效应将光信号转化为电信号的技术。
F-35 EOTS 采用了先进的光电传感器技术,能够接收和处理来自周围环境的光信号,并将其转化为电信号,以便进行后续的处理和分析。
1.2 红外探测技术F-35 EOTS还配备了红外探测技术,能够探测和识别目标的红外辐射。
通过红外探测,F-35 EOTS能够在各种复杂的环境条件下,准确地探测和跟踪目标,为飞行员提供关键的战场信息。
1.3 数据处理和传输F-35 EOTS还具备强大的数据处理和传输能力。
它能够快速处理从传感器收集到的大量数据,并将处理结果传输给飞行员和其他系统。
这使得飞行员能够及时获得目标信息,并做出相应的决策。
2. F-35 EOTS的性能指标2.1 分辨率分辨率是衡量传感器性能的重要指标之一。
F-35 EOTS具有较高的分辨率,能够清晰地显示目标的细节信息,包括目标的形状、大小和纹理等。
2.2 探测距离F-35 EOTS的探测距离是指它能够探测到目标的最远距离。
通过先进的光电传感器技术和红外探测技术,F-35 EOTS能够在较远的距离内探测到目标,提供及时的情报支持。
2.3 跟踪能力F-35 EOTS具备优秀的目标跟踪能力。
它能够准确地跟踪目标的移动,并持续更新目标的位置和状态信息。
这使得飞行员能够实时了解目标的动态,做出更加精确的打击。
3. F-35 EOTS的应用领域3.1 空中优势战斗F-35 EOTS的高分辨率和探测距离使其成为空中优势战斗中的重要武器。
它能够探测到敌方战机,并提供关键的情报支持,帮助飞行员制定战术和打击计划。
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雷达相比,F-35的MIRFS在技术上又有了很大的改进。
但是由于阵面尺寸较小,阵元数目有所减少,因此在作用距离上有所减小,约是前者的2/3。
F-35的AESA雷达在成本和重量上都只是F-22的二分之一。
F-35雷达把两个T/R模块封装在一起,称为双封装T/R 模块(twinpack)。
雷达系统的预期寿命达8000小时,将同飞机寿命一致。
命名为 AN/APG-81的有源相控阵雷达将为F-35 战斗机提供环境感知能力,用来攻击空中和地面目标。
雷达具有空对地功能,可以进行合成孔径雷达(SAR)状态的高分辨率地图测绘,也可以采用逆合成孔径雷达(ISAR)技术对海上舰船进行识别分类。
在空对空工作方式,雷达可以实现对指定空域的提示搜索、无源搜索和超视距、多目标的搜索和跟踪。
由于雷达波束从一点到另外一点的移动只需若干微秒的时间,所以雷达可以在一秒时间内对同一目标观察多达15次。
JSF 作为战术战斗机,它处于信息数据链的末端,接收从特殊用途传感器飞机(如预警机和电子战飞机)来的各种指令和目标信息,同时,它也是最前端信息的反馈者。
2005年末诺斯罗普·格鲁门公司向JSF飞机主承包商洛克希德·马丁公司交付了第一部雷达,由他们在飞行实验室试飞,再将其安装在F-35上试飞。
位于F-35机鼻下的EOTS光电系统 2.高度综合的传感器系统任务系统软件是F-35 战斗机实现各种传感器的数据处理、筛选、融合和向飞行员显示的关键。
任务系统软件把所有的传感器纳入到一个巨大的功能结构中,使它们协调工作、相互提示,通过多传感器数据融合得到更高质量的目标数据。
既提高了飞行员的判断和决策能力,也极大的延伸了飞行员的视野和对战场环境的感知能力。
关键的数据融合功能已被认定为系统级的风险,F-35的研制领导层将对其开发过程进行重点跟踪,并采取多种降低风险措施。
据报道,在2005年秋已在诺思罗普·格鲁门公司的试验飞机BAC-11上对最新版本的雷达和光电装置(EOTS)进行试验。
国防部将推动尽早开始多传感器数据融合飞行试验,从而验证基本算法的正确性以及开发新的仿真工具和确定系统的基本结构。
这种融合算法的飞行试验将至少持续6个月,最终把试验结果综合到融合算法的改进当中。
任务系统软件程序的规模将达到450万行。
早期版本的数据融合算法将在执行降低风险计划中接受考验。
实际上全部传感器融合的试验验证要到2007年才能开始。
到2010年中期第三批任务软件发布时,还将把机外来的有关信息加入到融合算法中。
F-35战机用头盔显示系统任务系统的功能是由"观测(observe)、定位(orient)、决策(decide)、行动(act)环路"所组成,对应的英文是"OODA Loop"。
传感器和数据链进行数据采集和传输, 由综合核心处理机(ICP)进行融合处理后,为飞行员提供行动计划信息。
OODA将帮助飞行员搜索和定位目标,例如,搜索所有可能出现坦克群的地方,如根据路网情况、地物地形条件、装甲车辆的速度范围,甚至是以前曾经出现过装甲车辆群的地方去搜索装甲部队的踪迹。
但是,目前飞行员和系统软件之间的接口还远未达到成熟的程度。
未来在F-35的编队飞行时,应用软件还应具有信息互通的能力,一架飞机上出现的战术情景,也可以在机队中其它飞机上复现。
实现真正的作战信息共享。
由Smiths Aerospace公司提供一种容量为数百Gigabytes的便携式存储装置,为飞行员存储作战任务数据,并能在飞行过程中记录音频、视频以及其他信息。
3.功能强大的综合核心处理机(ICP)承载任务系统软件的载体ICP是F-35战斗机的电子大脑。
它由两个机架组成,其中一个机架具有23个插槽;另一个具有8个插槽。
ICP把以前的任务计算机和武器计算机,以及信号处理机的功能集于一身。
在开始阶段,ICP的数据处理能力约为400亿每秒操作次数,756亿每秒浮点操作次数,2256亿每秒乘法累积次数(这是信号处理速度的度量单位)。
目前的设计的ICP共有7种类型22个硬件模块:·4个通用(GP)处理模块·2个通用输入输出(GPIO)模块·2个信号处理(SP)模块·5个信号处理输入输出(SPIO)模块·2个图像处理模块·2个开关模块·5个电源模块ICP的插槽具有扩展能力,可以增加8个数字式处理模块和一个电源模块。
ICP采用商用货架产品(COTS),目前阶段采用Motorola G4 PowerPC 微处理器,这是128位AltiVec 技术。
图像处理器采用商用可编程门阵列电路(FPGA)和超高速集成电路(VHSIC)使用的硬件描述语言(VHDL)。
通过一个光纤通道网络(OFCN)把各传感器、CNI以及显示器同ICP进行连通。
连接的关键部件是两个32端口的ICP 开关模块。
ICP、CNI、显示管理计算机同飞机管理系统外部的连接采用IEEE1394B(Firewire)接口,它的传输速度为400 megabit/s。
4.综合高效的电子战(EW)系统F-35的电子战系统是由BAE 系统公司研制的,它将形成下述能力:·全向雷达告警能力,支持对各种外部辐射源的分析,对其进行识别、跟踪、工作模式确定、以及测定其主波束到达角(AOA)。
·威胁感知和攻击目标定位支持。
对辐射源的主波束和旁瓣进行截获和跟踪,对超视距辐射源进行识别、定位和测距,对辐射源的信号参数进行测量。
·具有多谱对抗能力,并具有对EW系统的管理能力,其中也包括对干扰箔条和曳光弹的投放管理。
·雷达的AESA可以作为无源接收孔径,感知威胁信号,并可以产生相应的干扰信号,使之失去工作能力。
EW系统将对F-35雷达的搜索范围和频率覆盖不足进行补充。
使飞行员具有更强的对战场环境的感知能力。
具有3个不同雷达频段的无源雷达告警系统天线孔径安装在机翼前缘、平尾和垂尾上。
EW系统的MTBF预估为440小时。
雷达警戒接收机系统总是处于开启状态,它将为飞机提供对空中和地面的电子信号的监视。
系统封装在两个电子支架上,其中包括雷达告警、定向仪和ESM等分系统的插件板。
分布式孔径系统(DAS)的信号直接输入到EW系统,并与从ICP来的信号进行融合。
数字式处理系统易于重构和扩展,易于实现冗余结构,具有很高的可靠性。
5.友好的人机界面――下视显示器和头盔显示器F-35的仪表板与F-22的多功能显示器不同,它采用了一个尺寸为8×20英寸的大型全景多功能显示器(MFDS)。
这是迄今为止最大的战斗机显示器,它由Rockwell Collins公司的Kaiser 电子分公司研制。
实际上它是由两个并排在一起的8×10英寸投影显示器组成,其分辨率分别为1280×1024。
这两个显示器是完全互为备份的。
当一个发生故障时,所有的功能都可在另外一个显示器上显示。
MFDS将显示传感器、武器和飞机状态数据,以及战场环境、战术和安全信息。
大范围的战术水平态势可以全屏显示,也可以在平面上分割成若干小窗口分别显示不同的信息。