航空电子系统发展史

航空仪表的五个发展阶段要完成高空的航空旅行，仪表的发展离不开飞行器仪表的发展，飞行器仪表从古至今，经历了五个发展阶段：机械仪表、电子仪表、计算机仪表、微处理仪表和数字仪表。

第一个发展阶段是机械仪表。

机械仪表可以追溯到1920年代，在上世纪30年代，机械仪表普及，并成为当时多数飞行器上安装的仪表。

机械仪表是在一定的机械原理和机械设计的基础上，通过转动指针来表达位置、速度、高度等重要的航空数据的仪表。

机械仪表的优点是可靠性高，但缺点也非常明显，比如显示数字不准确，操作不方便，不能显示太多的信息，无法及时反映实际情况，甚至在行驶过程中可能被操作者忽略。

第二个发展阶段是电子仪表，它是在20世纪50年代初期投入使用的，它通过电源连接压力转换器、电子传感器和各种其他测量仪器，可以监测、显示和控制航行器的性能和状态，例如速度、高度、航向等。

相比机械仪表，电子仪表的显示精度高，操作简单，还能显示更多的信息，比如飞行时间、引擎温度、发动机推力等。

但是，它能够检测到的信息数量有限，对飞行器的控制精度也不够，无法应付复杂的飞行状况。

第三个发展阶段是计算机仪表，这也是机械仪表和电子仪表的组合，它可以收集更多的数据，像陀螺仪、操纵杆中继器、坡度仪等，同时也可以处理更多的信息，精确到每秒钟收集数据的几次。

计算机仪表不仅能检测多种信息，而且可以对这些信息进行处理，可以帮助飞行员更好地掌握飞行过程中的一切，同时也能够更准确地控制飞行器的状态。

第四个发展阶段是微处理仪表，这也是计算机仪表的改进，它采用微处理器来处理数据，这样可以更快地收集和处理数据，也可以更精确地控制飞行器。

微处理仪表还推出了一些新的功能，比如自动控制系统、空中降落系统和自动驾驶仪等，使得飞行更安全、更节能、更舒适。

最后，第五个发展阶段是数字仪表，在这一阶段，仪表可以实时地显示航空器的重要参数，战斗机飞行员可以根据仪表显示的信息实时了解实际情况，起到非常重要的作用。

航空电力电子技术航空电力电子技术是指应用于航空领域中的电力电子技术，包括多种用于电力传输、电能转换、电能贮存、电力分配以及飞机控制系统的电子产品。

航空电力电子技术的不断进步已经推动了飞机性能、安全性、舒适性和环保性的不断提升。

本文将从以下几个方面介绍航空电力电子技术的发展现状和应用：一、发展历程二、应用领域三、未来发展趋势四、面临的挑战一、发展历程航空电力电子技术的历史可以追溯到20世纪中期。

在1950年代，航空电力系统使用的还是机械式发电机和直流扇形分流器，但随着飞机越来越大型化和复杂化，如何提高电力系统的效率、可靠性和安全性成为了航空工业的关键问题。

20世纪60年代初，航空领域开始应用交流发电机和开关直流变压器，这一技术的应用使得电力分配系统更为高效。

到了20世纪70年代，电力电子技术得到了飞速发展，出现了全新的电力电子器件和电路结构。

针对这些新技术，航空电力系统不断提升效能，如功率密度、可靠性和安全性。

90年代，航空电力系统进一步应用了数字电子控制技术，并取得了重大的成就和突破。

随着工程学科的不断发展，航空电力电子技术的发展逐渐成熟，应用范围也不断扩大至整个电子领域。

二、应用领域航空电力电子技术在航空系统中扮演的角色不可忽略。

目前航空电力电子技术的应用主要有以下方面：1.电力传输和分配电力系统的传输是航空电力电子技术的重要应用领域。

例如将发动机发生的机械能转化为电能，使之有效地供应给整个飞机。

在机舱，电力传输和分配采用中央电源和分布式电源相结合的方式，使用独特设计的差分总线电路分配电力。

电力传输可取决于航空器的使用情况，而且还要适应在不同的环境下考虑到不同的效率和稳定性。

2.电能转换和贮存航空电力电子技术在电能转换和贮存方面的应用非常广泛。

例如，飞机中使用的主要电力系统是直流电力系统，其需要将发电机所得的交流电转化为直流电，而且还需要通过各种电力逆变器来完成将电力系统中的直流电转化为交流电供给各种电子设备。

直升机导航发展史
直升机导航系统的发展史是与航空电子技术的进步紧密相连的。

从最初的简单仪表飞行到现在的高精度全球定位系统（GPS）和综合航空电子战系统，直升机导航技术经历了长足的发展。

具体如下：
1. 早期发展：直升机的概念最早可以追溯到文艺复兴时期，但直到20世纪初，随着机械工业的发展，特别是汽车和轮船的发动机技术的进步，为飞行器提供了必要的动力源和螺旋桨设计经验。

1939年，西科斯基发明了现代意义上的直升机。

2. 导航技术的进步：早期的直升机主要依靠飞行员的目视飞行和基本的航空仪表，如罗盘、高度计和速度表进行导航。

随着技术的发展，雷达、无线电信标和地面导航系统开始被应用于直升机导航中。

3. 电子导航系统的引入：20世纪下半叶，随着电子技术的发展，直升机开始装备更为复杂的导航系统，如惯性导航系统（INS）和全球定位系统（GPS）。

这些系统大大提高了直升机在复杂环境下的导航精度和可靠性。

4. 中国直升机事业的发展：中国的直升机事业起步较晚，但发展迅速。

1975年，中国开始了直8大型运输直升机的研制工作，并在1985年首飞成功，填补了中国大型直升机的空白。

此后，中国直升机事业进入了改革发展时期，轻型直升机研制也取得了显著成果，如1994年自行研制的直11首飞成功。

5. 未来发展趋势：随着科学技术的发展，直升机导航设备仍在不断进步。

未来的直升机导航系统可能会更加智能化，集成更多先进的传感器和通信技术，以提高其在复杂环境中的操作效率和安全性。

总的来说，直升机导航系统的发展是一个不断创新和完善的过程，它与航空电子技术的进步紧密相连，未来将继续向着更高精度、更强适应性和更智能化的方向发展。

综合模块化航空电子系统作者：李林剑来源：《科技视界》2016年第13期【摘要】综合模块化航空电子系统（ Integrated Modular Avionics，IMA）已成为未来飞机的发展趋势，对IMA的研究显得越来越重要。

本文首先综述了航空电子系统的发展历史，然后介绍了综合模块化航空电子系统的基本概念和架构，同时介绍了IMA系统的软件平台，最后介绍了当前最先进的两种IMA架构。

只有对IMA系统有深刻地理解，才能更好地发展我国民用客机事业。

【关键词】航空电子；IMA；ARINC 6530 引言20世纪90年代，飞机航空电子系统系统发展为综合模块化航空电子系统（Integrated Modular Avionics，IMA），使得飞机进入了一个全新时代。

IMA 平台下能够驻留种类繁多、不同功能、不同安全等级的应用，将传统的单独的航空电子系统集中一个通用的平台上，其具有资源分配最优化、最大限度地减小系统体积和重量、降低设备能源消耗等优点。

IMA系统是一种开放式系统结构，平台软件和硬件的更新可独立进行，使得修改或升级飞机系统功能都比较容易，满足了飞机经济性、维修性以及不断增长的功能需求。

当前新一代飞机除了将数据处理功能和通信、导航和显示等航电功能综合进IMA平台外，一些非航电系统功能，如液压、燃油、电源等系统也被集成到平台里。

因此，综合模块化航电系统已经成为飞机的发展趋势，对IMA系统的研究显得越来越重要。

本文综述了航空电子系统的发展历史和IMA系统的概念、架构、软件平台以及应用现状。

1 航空电子系统发展历史航空电子在早期主要是支持飞机起飞、着陆、导航、通信的电子系统。

随着技术进步，航空电子系统慢慢发展成包括飞行管理、飞行控制、导航、数据与语音通信、综合监视与机载告警、客舱娱乐、座舱显示、机内通话等主要功能系统。

随着飞机功能、设计需求的增多以及电子技术的进步，航电系统的重要性得到不断地提高，并逐步向综合化、模块化、开放式的方向发展。

航电体系结构发展历程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n。

21、离散式‘3。

1或模拟式结构哺1(Independent／AnalogAvion-ics)，代表机型有F一4。

其特点是专用性强、灵活性差、信息交换困难。

20世纪60年代中期，数字计算机开始大量用于机载导航和火控计算，形成控制中心，其他模拟计算子系统比如大气数据系统等通过A/D,D/A转换与之交互。

由于具有中心控制计算机，所以这一时期的航电被称为集中式体系结构[of，代表机型有F一111 D等。

20世纪70年代，集中式结构里的模拟计算机逐渐为数字计算机所取代，形成了功能各自独立的子系统或航电设备，通过1553B多路数据总线交联并与中心计算机进行通信。

这种集中分布式结构[[}l是航空电子数字信息化的结果，实现了信息链后端控制与显示部分的资源共享。

而模块化软件设计技术的使用既降低了研制经费、缩短了研制周期，又增强了系统的可维护性和可扩展性。

代表机型有F一15 ,F一16等。

由于集中式和集中分布式体系结构都处于航电计算机由模拟式向数字式全面过渡阶段，因而大多数研究者倾向于将二者划到一起，统称为联合式〔‘一，]，归属第二代航电体系结构。

20世纪80年代，宝石柱计划[[s]刻画了一种新的综合航电结构，提出了模块化、开放式、高容错性和高灵活性等需求。

它以VLSI技术、数字信号处理技术和图像处理技术为基础，通过对射频部件和天线口径的广泛共享，实现了航电各子系统(如雷达、电子战等)的传感器信号和数据的高度综合处理。

代表机型是F-220199。

年以来，综合航空电子随着宝石台计划[[al的开展得到进一步延伸。

它采用开放式体系结构，充分应用商用货架(COTS)产品实现软件和硬件功能单元.使用统一光纤网连接所有功能区，并推动雷达、电子战、CNI等射频部件的综合，整个系统的综合能力较宝石柱计划阶段大为增强，因此又被称为先进综合航空电子[6-7]。