【簡介：】本篇文章給大家談談《航空電子信息技術》對應的知識點，希望對各位有所幫助。本文目錄一覽：
1、航空電子的主要領域
2、請給個準確的定義，飛機的航電系統(tǒng)到底是干嘛的？有什么作
本篇文章給大家談談《航空電子信息技術》對應的知識點，希望對各位有所幫助。
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航空電子的主要領域
如同電子學一樣，航空電子學是個龐大的學科，對其簡單分類很不容易。下文試圖介紹一些感興趣的領域，由此你可以深入研究它們。 本文所關注的導航其含義為如何確定地球表明以上的位置和方向。
在通信系統(tǒng)出現(xiàn)不久，飛行能力就受限于上述這些條件了。從早期開始，為了飛行安全性，人們就開發(fā)出導航傳感器來幫助飛行員。除了通信設備，飛機上現(xiàn)在又安裝了一大堆無線電導航設備。 航電系統(tǒng)的獨立出現(xiàn)是緊隨這些功能的集成工作之后的。很早之前，生產(chǎn)商們就努力開發(fā)更可靠和更好的系統(tǒng)來顯示關鍵的飛行信息。真正的玻璃駕駛倉是在最近5年才出現(xiàn)的。LCD或者CRT經(jīng)常會倒退回傳統(tǒng)的儀表。
如今，LCD顯示的可靠性已足以讓“玻璃”顯示成為關鍵備份。但這只是表面因素。顯示系統(tǒng)負責檢查關鍵的傳感器數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)能讓飛機在嚴苛的環(huán)境里安全的飛行。顯示軟件是以飛行控制軟件同樣的要求開發(fā)出來的，他們對飛行員同等重要。這些顯示系統(tǒng)以多種方式確定高度和方位，并安全方便地將這些數(shù)據(jù)提供給機組人員。 為了增強空中交通管制，大型運輸機和略小些的使用空中防撞系統(tǒng) (Traffic Alert and Collision Avoidance System 交通警告及防撞系統(tǒng)），它可以檢測出附近的其他飛機，并提供防止空中相撞的指令。小飛機也許會使用簡單一些的空中警告系統(tǒng)，如TPAS，他們以一種被動方式工作，不會主動詢問其他飛機的異頻雷達收發(fā)器信號，也不提供解決沖撞的建議。
為了防止和地面相撞，飛機上安裝了諸如近地警告系統(tǒng)（GPWS,Ground Proximity Warning System），這種系統(tǒng)通常含有一個雷達測高計。新的系統(tǒng)使用GPS和地形和障礙物數(shù)據(jù)庫為輕型飛機提供同樣的功能。 氣象系統(tǒng)如氣象雷達（典型如商用飛機上的ARINC 708）和閃電探測器對于夜間飛行或者指令指揮飛行非常重要，因為此時飛行員無法看到前方的氣象條件。暴雨（雷達可感知）或閃電都意味著強烈的對流和湍流，而氣象系統(tǒng)則可以使飛行員繞過這些區(qū)域。
在最近，駕駛艙氣象系統(tǒng)有了三項最重要的改革。首先，這些設備（尤其是閃電探測器如Stormscope或Strikefinder）已便宜了很多，甚至可以裝備在小型飛機上了。其次，除了傳統(tǒng)雷達和閃電探測器，通過連接衛(wèi)星數(shù)據(jù)，飛行員可以獲得遠超過機載系統(tǒng)本身能力的雷達氣象圖像。最后，現(xiàn)代顯示系統(tǒng)可以將氣象信息和移動地圖，地形，交通等信息集成在一個屏幕上，大大方便了飛行。 飛行管理系統(tǒng)出現(xiàn)在20世紀70年代，在原有的自動導航及通信控制及其他電子系統(tǒng)的技術上發(fā)展起來的?？铝炙梗–ollins）和霍尼韋爾（Honeywell）公司分別在其參與研發(fā)的麥道和波音飛機上率先引入集成的飛行管理系統(tǒng)。隨著技術的進步，飛行管理系統(tǒng)的重要性不斷提高，成為飛機上最重要的人機交互接口。集成了飛飛行控制計算機，導航及性能計算等功能。中央計算機加上顯示和飛行控制系統(tǒng)，這三個核心系統(tǒng)使飛機上的所有系統(tǒng)（不僅僅是航電系統(tǒng)）更易于維護，更易于飛行，更安全。
引擎的監(jiān)控和管理很早就在飛機地面維護方面取得了一定進展。如今這種監(jiān)控管理已經(jīng)最終延伸到飛機上的所有系統(tǒng)，并且延長了這些系統(tǒng)和零部件的壽命（同時降低了成本）。集成了健康及使用狀況監(jiān)控系統(tǒng)（HUMS，Health and Usage Monitor Systems）后，飛機管理計算機就可以及時報告那些需要更換的零件。
有了飛機管理計算機或者飛行管理系統(tǒng)，機組人員就再也用不著一張張地圖和復雜的公式了。再加上數(shù)字飛行公文包，機組人員可以管理到小至每一個鉚釘?shù)娜魏畏矫妗?/p>
雖然航電設備制造商提供了飛行管理系統(tǒng)，不過目前還是傾向于由飛機制造商提供飛機管理和健康及使用狀況監(jiān)控系統(tǒng)。因為這些軟件依賴于它們裝載在何種飛機上。 航空電子的主要發(fā)展方向已轉(zhuǎn)向“駕駛艙背后”。軍用飛機或者是用來發(fā)射武器，或者是變成其他武器系統(tǒng)的眼睛和耳朵。緣于戰(zhàn)術需要，大堆的傳感器裝在軍用飛機上。更大的會飛的傳感器平臺（如E-3D,JSTARS,ASTOR,Nimrod MRA4,Merlin HM Mk 1）除了飛機管理系統(tǒng)，還會安裝任務管理系統(tǒng)。
隨著精巧的軍用傳感器的廣泛應用，它們已變得無所不在，甚至已流入軍火黑市。警用飛機和電子偵察機如今則攜帶著更為精密的戰(zhàn)術傳感器。 空中雷達是主要的作戰(zhàn)傳感器之一。它和其地面基站一起，如今已發(fā)展得非常復雜?？罩欣走_最引人注目的一個變化就是可以在超遠距離內(nèi)提供高度信息。這類雷達從早期預警雷達(AEW），反潛雷達（ASW），一直到氣象雷達（ARINC 708）和近地雷達。
軍用雷達有時用來幫助高速噴氣飛機低空飛行。雖然民用市場上的氣象雷達偶爾也作此用，但都有嚴格的限制。 不管是軍用的，商用的，還是民用先進機型的電子系統(tǒng)都是通過航空電子總線相互連接起來的。這些網(wǎng)絡在功能上和家用電腦網(wǎng)絡十分相似，然而在通訊和電子協(xié)議上區(qū)別很大。下面簡要列出最常見的航空電子總線協(xié)議及其主要應用：
Aircraft Data Network (ADN): 飛機數(shù)據(jù)網(wǎng)絡
AFDX: 商用飛機上 ARINC 664 的特定實現(xiàn)
ARINC 429: 商用飛機
ARINC 664: 參照上述ADN
ARINC 629: 商用飛機（波音 777）
ARINC 708: 商用飛機上的氣象雷達
ARINC 717: 商用飛機上的飛行數(shù)據(jù)記錄儀
MIL-STD-1553: 軍用飛機 警用及空中救護飛機（大部分屬直升機）現(xiàn)在已成為一個重要的市場。軍機現(xiàn)在也常常用來幫助應對民間的非暴力不合作事件。警用直升機幾乎都安裝了視頻或紅外熱成像儀，這樣就可以追蹤嫌疑犯或任何他們感興趣的東西。警用直升機也安裝了探照燈和擴音喇叭，這和警車上的用途是一樣的。
很顯然，空中救護或急救直升機上需要醫(yī)療器械，而這些很少被當作航空電子設備。然而，很多急救和警用直升機需要在一些令人不安的環(huán)境中飛行，這就需要更多的傳感器，其中一些直到最近還被認為是純粹的軍機設備。 在功能劃分上，新一代系統(tǒng)已明顯從縱向劃分過渡到橫向劃分，提出了功能區(qū)分的概念。功能區(qū)分是整個系統(tǒng)中功能特性相近、任務關聯(lián)密切的部分，在同一功能區(qū)中可以實現(xiàn)資源共享，容易互為余度而實現(xiàn)動態(tài)的重構(gòu)及容錯。“寶石柱”結(jié)構(gòu)將系統(tǒng)分為任務管理區(qū)、傳感器管理區(qū)、飛機管理區(qū)。
任務管理區(qū)由任務數(shù)據(jù)處理機、任務航空電子多路傳輸總線、塊多路傳輸總線、系統(tǒng)大容量存儲器、武器管理系統(tǒng)和任務航空電子總線接口組成。該區(qū)的功能為：任務計算與管理（如火力控制、目標截獲、導航管理、防御管理、外掛管理、地形跟隨（TE)/地形回避（TA)/障礙回避（OA）、座艙管理、與其它兩個功能區(qū)交聯(lián)等）。
傳感器管理包括通用信號處理機、傳感器數(shù)據(jù)分配網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡、視頻數(shù)據(jù)分配網(wǎng)絡、傳感器控制網(wǎng)絡組成。該區(qū)的功能為：傳感器數(shù)據(jù)分配、傳感器信號處理、處理后信號的分發(fā)、傳感器控制。
飛機管理區(qū)是由飛行控制、發(fā)動機控制、推力矢量控制、通用設備控制等幾部分功能綜合而形成，又稱為飛機管理系統(tǒng)（VMS），其功能為支援與控制功能有關的飛機的飛行。 新一代系統(tǒng)第五個特點是向智能化發(fā)展。當代的航空電子系統(tǒng)只能將各種數(shù)據(jù)提供給駕駛員，或者經(jīng)過處理后給出引導性的指示信號，有時變換成易理解的直觀圖示方式，但最終的判定、決斷要駕駛員給出，美國正在研制的駕駛員助手系統(tǒng)（即專家系統(tǒng)）可以完成收集數(shù)據(jù)、推理和判斷并做出決斷，可以直接給出控制指令，也可以向駕駛員提出處理建議，由駕駛員決斷及實施控制。神經(jīng)網(wǎng)絡的研究也取得很大進展，應用到機載后可以使航空電子系統(tǒng)具有自學習和自適應能力，人工智能的方法可以在航空電子系統(tǒng)中找到很多應用，例如目標的識別、分類；電子戰(zhàn)信息分析、威脅制定；突防路線的實時建立；攻擊目標優(yōu)先級分類；武器選擇；智能人機接口；本機完好情況監(jiān)視及應急處理等。智能化系統(tǒng)使駕駛員從過量的任務負擔中解脫出來，集中精力于高層次的判斷，并可避免人腦在某些方面的能力不足。F-22戰(zhàn)斗機及RAH-66輕型攻擊/偵察直升機后期的生產(chǎn)型都準備選用駕駛員助手系統(tǒng)。
請給個準確的定義，飛機的航電系統(tǒng)到底是干嘛的？有什么作用？
航空電子（Avionics），簡稱航電，是指飛機上所有電子系統(tǒng)的總和。一個最基本的航空電子系統(tǒng)包括顯示系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)輸入及控制、飛行控制系統(tǒng)。
航電系統(tǒng)的主要作用是幫助飛行員更有效、更安全地完成飛行任務。
航空電子的歷史
航空電子設備走過了漫長的發(fā)展道路，經(jīng)歷了幾次大的變革，每一次變革都使飛機的性能獲得提高，并且進一步推動航空電子技術的發(fā)展。
在上世紀70年代之前，航空電子（Avionics）這個詞還沒有出現(xiàn)。那時，航空儀表，無線電，雷達，燃油系統(tǒng)，引擎控制以及無線電導航都是獨立的，并且大部分時候?qū)儆跈C械系統(tǒng)。
航空電子誕生于20世紀70年代。伴隨著電子工業(yè)走向一體化，航空電子市場蓬勃發(fā)展起來。在70年代早期，全世界90%以上的半導體產(chǎn)品應用在軍用飛機上。到了90年代，這個比例已不足1%。從70年代末開始，航空電子已逐漸成為飛機設計中一個獨立部門。
推動航電技術發(fā)展的主要動力來源于冷戰(zhàn)時期的軍事需要而非民用領域。數(shù)量龐大的飛機變成了會飛的傳感器平臺，如何使如此眾多的傳感器協(xié)同工作也成為了一個新的難題。時至今日，航電已成為軍機研發(fā)預算中最大的部分。粗略地估計一下，F(xiàn)-15E、F-14有80%的預算花在了航電系統(tǒng)上。
航空電子在民用市場也正在獲得巨大的成長。飛行控制系統(tǒng)（線傳飛控），苛刻空域條件帶來的新導航需求也促使開發(fā)成本相應上漲。隨著越來越多的人將飛機作為自己出行的首要交通工具，人們也不斷開發(fā)出更為精細的控制技術來保證飛機在有限的空域環(huán)境下的安全性。同時，民機天然要求將所有的航電系統(tǒng)都限制在駕駛倉內(nèi)，從而使民機在預算和開發(fā)方面第一次影響到軍事領域。
航空電子設備走過了漫長的發(fā)展道路，經(jīng)歷了幾次大的變革，每一次變革都使飛機的性能獲得提高，并且進一步推動航空電子技術的發(fā)展。在航空電子系統(tǒng)發(fā)展中系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不斷演變，因此航空電子系統(tǒng)的“結(jié)構(gòu)”成為劃時代的主要依據(jù)。
早期的航空電子系統(tǒng)為分立式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)由許多“獨立的”子系統(tǒng)組成，每個子系統(tǒng)必須依賴于駕駛員的操作（輸入），駕駛員不斷從各子系統(tǒng)接收信息，保持對武器系統(tǒng)及外界態(tài)勢的了解，五十年代的戰(zhàn)斗機F-100、F-101等使用了典型的分立式結(jié)構(gòu)。
混合式結(jié)構(gòu)是向綜合化過渡的一種結(jié)構(gòu)形態(tài)，它出現(xiàn)了部分子系統(tǒng)之間的綜合，例如火控計算機、平顯、火控雷達等之間的綜合；大氣數(shù)據(jù)計算機、高度表、空速表、垂直速度表、攻擊傳感器、大氣溫度傳感器的組合；飛行指引計算機、航恣系統(tǒng)、塔康等結(jié)合。各分系統(tǒng)通過廣播式數(shù)據(jù)傳輸總線（如ARINC429）連接。
聯(lián)合式結(jié)構(gòu)（也稱綜合化結(jié)構(gòu)）是美國DAIS研究計劃的主要成果，它通過1553總線將大多數(shù)航空電子分系統(tǒng)交聯(lián)起來，實現(xiàn)信息的統(tǒng)一調(diào)度。這一時期的另一重要特點是電子技術開始應用于飛行的關鍵部位，如飛行控制及地形跟隨，同時，傳感器和分系統(tǒng)的能力不斷增加，如雷達的能力、紅外傳感器、激光測距、電子戰(zhàn)設備等。美國現(xiàn)役戰(zhàn)斗機都使用這種結(jié)構(gòu)，如F-16C/D、F/A-18、F-15E等。這種結(jié)構(gòu)在美國等國已成為成熟技術，很多飛機的改型、更新大多采用這種系統(tǒng)。
新一代航空電子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（即更高程度的綜合化結(jié)構(gòu)）是以美國“寶石柱（Pave Pillar）”計劃為基礎建立起來的結(jié)構(gòu)概念。該計劃完成于八十年代，實現(xiàn)“寶石柱”系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的第一架戰(zhàn)斗機是美國的F-22戰(zhàn)斗機，RAH-66輕型攻擊/偵察直升機也使用了這種結(jié)構(gòu)，各分系統(tǒng)間以1553和HSDB（高速數(shù)據(jù)總線）相連接。
繼“寶石柱”計劃后，美國正在推行“寶石臺”（Pave Pale）計劃，在縱深方向上繼續(xù)推行綜合化。一方面，系統(tǒng)中實現(xiàn)了各系統(tǒng)處理功能的綜合（通用處理模塊、動態(tài)重構(gòu)）并進而實現(xiàn)傳感器功能及信號處理功能的綜合化；另一方面，綜合化的范圍也在擴展。包括了以前相對獨立的飛行控制、發(fā)動機控制、通用設備控制，形成了飛機管理系統(tǒng)的概念，這種結(jié)構(gòu)將應用于二十一世紀的美國軍用飛機。
關于《航空電子信息技術》的介紹到此就結(jié)束了。
