航电系统简介(仅限借鉴)
航电系统 简要
惯性基准系统
系统描述 惯性基准系统（IRS）为选装系统，用于替代
姿态与航向基准系统。
惯性基准系统采用激光陀螺惯性导航技术， 它通过感受机体轴的角速率和轴向线性加速 度，并对这些数据进行数字化处理来提供姿 态、航向、速率、加速度和即时地理位置信 息，输出给气象雷达、数据集中器装置、全 权数字式发动机控制器、刹车控制装置、电 子飞行仪表系统、自动飞行控制系统、综合
气象雷达
基本型气象雷达系统主要为机组人员提供四色 （绿、黄、红和洋红）降雨显示。四色用来表 示递增的降雨量，洋红色表示每小时增量为2 英寸或更大。气象雷达系统提供路径衰减补偿 （PAC）告警，指示未知降雨量区域，并能抑 制地面杂波。气象雷达系统还可提供飞机前方 的地图显示。
基本型和选型气象雷达系统均由气象雷达收发 机和天线组件，以及综合在显示控制板（DCP） 中的气象雷达控制装置组成。气象雷达收发机
气象雷达原理框图
无线电高度表
系统描述 无线电高度表为飞行机组人员提供2500英尺以
下的飞机离地高度，无线电高度表高度在主飞 行显示器上显示。 组成 无线电高度表（第一套RA-1，第二套RA-2）由 两个无线电高度表收发机，以及相应的接收天 线和发射天线组成。 功能和工作原理
无线电高度表系统框图
航空电子及仪表系统
航空电子系统及仪表的系统的功能
系统状态的确定、装换与控制：系统工作状态 监控；转换与控制工作模式；（系统主控计算 机）
飞机状态参数测量：大气数据测量；状态矢量 测量；非航电系统参数处理与传输；
人机接口处理：控制人机接口状态；产生显示； 处理飞行员输入；向、飞行员告警；
任务保障：导航计算、管理；无线电导航计算、 管理；外界通信、数据传输；空中交通管制；
航电系统简介
根据PPT进行讲解
（二）新代航空电子系统的特点
几十年来，航空电子系统经历了分立式、 混合式、联合式向综合化、高度综合化方向发 展。综合化的航空电子系统不仅实现了机上的 信息综合，而且能够有效地综合C3I和预警机 发送的信息，由此可以满足现代和未来战争的 需求。现以美国的 宝石柱 结构、F-22、宝石 台 计划为例，综述新 代航空电子系统的特 点。
对比法
针对新老航电系统不冋
之处进行讲解
三、新代航空电子系统
（）新代航空电子系统结构
新 代航空电子系统结构（即更咼程度的 综合化结构）是以美国“宝石柱（Pave Pillar）”计 划为基础建立起来的结构概念。该计划元成于 八十年代，实现“宝石柱”系统结构的第一架战 斗机是美国的F-22战斗机，RAH-66轻型攻 击/侦察直升机也使用了这种结构，各分系统 间以1553和HSDB（高速数据总线）相连接。
1.在功能划分上，新代系统已明显从 纵向划分过渡到横向划分，提出了功能区分的 概念。功能区分是整个系统中功能特性相近、 任务关联密切的部分，在同一功能区中可以实 现资源共享，容易互为余度而实现动态的重构
2'
教学方法
教学内容
时间
讲述法
根据PPT进行讲解
及容错。“宝石柱”结构将系统分为任务管理区、 传感器管理区、飞机管理区。任务管理区由任 务数据处理机、任务航空电子多路传输总线、 块多路传输总线、系统大容量存储器、武器管 理系统和任务航空电子总线接口组成。该区的 功能为：任务计算与管理(如火力控制、目标 截获、导航管理、防御管理、外挂管理、地形 跟随(TE)/地形回避(TA)/障碍回避(0A)、座舱 管理、与其它两个功能区交联等)。传感器管 理包括通用信号处理机、传感器数据分配网 络、数据交换网络、视频数据分配网络、传感 器控制网络组成。该区的功能为：传感器数据 分配、传感器信号处理、处理后信号的分发、 传感器控制。飞机管理区是由飞行控制、发动 机控制、推力矢量控制、通用设备控制等几部 分功能综合而形成，又称为飞机管理系统(VMS)，其功能为支援与控制功能有关的飞机 的飞行。
航空器航电系统设计与优化
航空器航电系统设计与优化一、航空器航电系统概述航电系统是航空器的重要组成部分，它负责航空器的电气及仪表控制系统的工作。
航空器航电系统包括电源系统、配电系统、航空仪表、安全装置等模块。
二、航空器航电系统设计基础1.航电系统的电气性能指标航空器的航电系统需要满足特定的电气性能指标，诸如电气信号噪声、电气信号的共模杂波及竞争性干扰等。
由于航电系统是整个航空器中最为复杂的系统，同时它的运行也被严格规定，因此进行航电系统的设计与优化是非常必要的。
2.电源与配电系统的设计电源与配电系统的设计是航电系统设计中的第一步，其负责为整个航电系统提供电源，并进行有效的配电。
电源和配电系统的优化对于整个航电系统的有效运行至关重要。
3.航空仪表设计航空仪表是航电系统重要的模块，它在航空器发生各种状况时，通过检测、显示雷达、导航、计算机及控制设备的状态信息，保证航电系统的有效运行。
4.安全装置的设计航电系统必须满足特定的安全性要求，以保证它在运行过程中的安全性和可靠性。
安全装置包括短路保护、过流保护、过压保护、负载均衡保护等，这些保护措施可以有效地对航电系统进行保护，避免出现严重的故障。
三、航电系统设计与优化方法1.电路仿真方法电路仿真技术是航电系统设计的重要工具。
它可以有效地解决复杂的电路设计问题，并验证电路的功能及性能。
2.电磁兼容性优化方法电磁兼容性是指航空器各个子系统中电器电子设备所产生的电磁干扰相互之间达到可接受的水平的能力。
优化电磁兼容性是航电系统设计和优化的重要环节。
3.系统集成方法航电系统的系统集成包括系统分析、系统设计、系统测试及系统验证等环节。
四、航电系统设计优化案例1.航空航天电子系统自适应缓冲算法的优化设计飞行器是一种极其复杂的非线性动态系统，为解决飞行器在自适应缓冲方面的问题，研究团队构建了基于最小均方差的自适应缓冲算法，该算法通过优化控制参数，可以使得飞行器的动态响应更加稳定。
2.电磁兼容性优化设计案例在一个航空器的电磁兼容性设计中，研究人员采用了驱动电路的悬架结构以及导电隔离技术，达到了显著的抑制电磁干扰的效果。
1第一讲航空电子系统概述
1第一讲航空电子系统概述航空电子系统是指在航空器上用于实现飞行控制、导航、通信、仪表显示、安全管理等功能的电子设备和系统。
航空电子系统的发展对航空器的安全性、可靠性和性能提出了更高的要求，并且对航空器的研发与制造产生了深远的影响。
首先，航空电子系统的核心功能是飞行控制。
航空电子系统通过各种传感器获取飞行器的状态信息，如空速、姿态、高度等，并通过计算和控制算法实现自动驾驶、飞行动力学调整等功能，使飞行器能够稳定、精确地进行起飞、飞行和降落。
飞行控制系统的可靠性和精度对飞行安全至关重要。
其次，航空电子系统还包括导航功能。
导航系统利用卫星导航系统(GPS)、惯性导航系统(INS)等技术，为飞行员提供飞行器的位置、速度和航向等信息，以实现精确的导航和导航决策。
导航系统对于飞行器的导航精度和导航安全至关重要，尤其在复杂天气条件下，能够提供及时准确的导航信息，有助于避免飞行事故和增加飞行效率。
此外，航空电子系统还包括通信功能。
通信系统通常通过无线电波和卫星通信实现飞行员与地面控制站、其他飞行器和地面通信设备之间的信息交流。
通信系统不仅能够提供飞行指令和天气信息，还可以实现飞行员之间的互相通信，提供救援和紧急通信功能，以提高飞行安全和救援效率。
另外，航空电子系统还包括仪表显示功能。
仪表显示系统通过显示屏和指示器等设备，将飞行器的状态、操作信息以及导航和通信功能的结果以可视化的方式呈现给飞行员，以帮助飞行员更好地了解飞行器的状态和进行操作。
仪表显示系统的设计要符合人机工程学原则，使得飞行员能够快速准确地获取所需信息，并作出正确的决策。
最后，航空电子系统还包括安全管理功能。
安全管理系统通过实时监测和分析飞行器的各种参数和状态信息，进行故障检测和预警，确保飞行器在运行过程中的安全和可靠。
安全管理系统还能够对飞行器的性能和维修情况进行实时监控和分析，以提供飞行器状况的反馈和改进建议，提高飞行器的维修效率和可靠性。
总之，航空电子系统是现代航空器不可或缺的组成部分，它为飞行控制、导航、通信、仪表显示和安全管理等功能提供了技术支持，对飞行安全和飞行效率起到了关键作用。
航空电子系统全面完整的介绍
航空电子系统航空电子是指飞机上所有电子系统的总和。
一个最基本的航空电子系统由通信、导航和显示管理等多个系统构成。
航空电子设备种类众多，针对不同用途，这些设备从最简单的警用直升机上的探照灯到复杂如空中预警平台无所不包。
航空电子研究正以惊人的速度改变着航空航天技术。
起初，航空电子设备只是一架飞机的附属系统；而如今，许多飞机存在的唯一目的即为搭载这些设备。
军用飞机正日益成为一种集成了各种强大而敏感的传感器的战斗平台。
一、历史在上世纪70年代之前，航空电子(Avionics)这个词还没有出现。
那时，航空仪表，无线电，雷达，燃油系统，引擎控制以及无线电导航都是独立的，并且大部分时候属于机械系統。
航空电子诞生于20世纪70年代。
伴随着电子工业走向一体化，航空电子市场蓬勃发展起来。
在70年代早期，全世界90％以上的半导体产品应用在军用飞机上。
到了90年代，这个比例已不足1％。
从70年代末开始，航空电子已逐渐成为飞机设计中一个独立部门。
推动航电技术发展的主要动力来源于冷战时期的军事需要而非民用领域。
数量庞大的飞机变成了会飞的传感器平台，如何使如此众多的传感器协同工作也成为了一个新的难题。
时至今日，航电已成为军机研发预算中最大的部分。
粗略地估计一下，F-15E、F-14有80％的预算花在了航电系统上。
航空电子在民用市场也正在获得巨大的成长。
飞行控制系统（线传飞控），苛刻空域条件带来的新导航需求也促使开发成本相应上涨。
随着越来越多的人将飞机作为自己出行的首要交通工具，人们也不断开发出更为精细的控制技术来保证飞机在有限的空域环境下的安全性。
同时，民机天然要求将所有的航电系统都限制在驾驶仓内，从而使民机在预算和开发方面第一次影响到军事领域。
二、设计约束飞机上的任何设备都必须满足一系列苛刻的设计约束。
飞机所面临的电子环境是独特的，有时甚至是高度复杂的。
制造任何飞机都面临许多昂贵，耗时，麻烦和困难的方面，而适航性认证则是其中之一。
航空电子综合系统概述ppt
智能化：航空电子 2 综合系统将更加智 能化，提高飞行安 全性和效率
网络化：航空电子 3 综合系统将更加网 络化，实现信息共 享和协同作战
绿色化：航空电子 4 综合系统将更加绿 色化，降低能耗和 污染
模块化：航空电子 5 综合系统将更加模 块化，便于维护和 升级
航空电子综合系统的应用领域
民用航空
任务管理系统：管理 飞机的任务执行和飞
行计划
传感器数据融合：将 多个传感器的数据进 行融合和处理，提高 数据准确性和可靠性
组成
1
2
3
4
航空电子综合系统 包括硬件和软件两
部分
硬件部分包括传感 器、处理器、显示
器等
航空电子综合系统 可以实现飞行控制、 导航、通信等功能
软件部分包括操作 系统、应用软件等
5. 通信技术：实现系统内部和外部 的高效通信
软件技术
实时操作系统：确保 系统实时性、可靠性
和安全性
数据处理技术：数据 处理、数据融合和数
据安全
软件架构设计：模块 化、可扩展、可维护
人机界面设计：易于 使用、直观、高效
通信协议：航空电子 综合系统内部通信协
议和外部通信协议
集成技术
硬件集成：将多 个功能模块集成 到一个硬件设备 中，提高系统集 成度
航空电子综合系统的发展历程
早期发展
1 20世纪50年代：航空电子综合系统开始出现 2 20世纪60年代：航空电子综合系统逐渐成熟 3 20世纪70年代：航空电子综合系统开始广泛应用 4 20世纪80年代：航空电子综合系统进入数字化时代 5 20世纪90年代：航空电子综合系统实现网络化、智能化
现代发展
软件集成：将多 个软件功能集成 到一个软件系统 中，提高系统集 成度
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仅供借鉴#
批准（签名）： 任课教员（签名）：
年 月 日
班 次 上课日期 节次 上课时数 累计时数 教学场所
无线电
章 (节) 目：第二章 航电系统
课 题：航电系统
内容提要与质量要求：1、知道航电系统的概念；2、知道航电系统的
发展历史和趋势。
重点与难点：航电系统的发展
器材与设备：多媒体教学课件
课 前 检 查
顺序 题 目 学员姓名 成绩
1 谈谈对航电系统的认识。
2
3
仅供借鉴#
4
教学方法 教 学 内 容 时间
课前检查
谈谈对航电系统的认识。
答：综合航空电子系统
2'
引言
航电系统 综合航空电子亦称航空电子，其英文“avionics”是由“aviation(航空)”和“electronics(电子学)”两词相结合，而派生出来的。自二次世界大战后的几十年来，美国、德国、法国、英国、前苏联(俄罗斯)先后开展航空电子系统技术的研究，航空电子已经成为一门独立的学科。 2'
一、航电系统的简介
航电系统全称“综合航空电子系统”，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。
多传感器综合（MSI）的目标是改变目前
各种传感器分立的状态，实现互为补充、互为
2'
教学内容、步骤、方法
仅供借鉴#
教学方法 教 学 内 容 时间
备份、扬长避短、综合使用各传感器提供的信
息；对多传感器实现综合的控制和管理，在现
有的硬件和软件水平上获得比任何单独的传
感器性能更高的传感器系统。
讲述法
根据PPT上飞机类型进
行讲解
二、航电系统的历史
在航空电子系统发展中系统结构不断演
变，因此航空电子系统的“结构”成为划时代
的主要依据。
（一）分立式结构
早期的航空电子系统为分立式结构，系统
由许多“独立的”子系统组成，每个子系统必
须依赖于驾驶员的操作(输入)，驾驶员不断从
各子系统接收信息，保持对武器系统及外界态
势的了解，五十年代的战斗机F-100、F-101
等使用了典型的分立式结构。
（二）混合式结构
混合式结构是向综合化过渡的一种结构
形态，它出现了部分子系统之间的综合，例如
火控计算机、平显、火控雷达等之间的综合；
大气数据计算机、高度表、空速表、垂直速度
表、攻击传感器、大气温度传感器的组合；飞
5'
仅供借鉴#
教学方法 教 学 内 容 时间
行指引计算机、航恣系统、塔康等结合。各分
系统通过广播式数据传输总线(如ARINC429)
连接。
（三）联合式结构
联合式结构(也称综合化结构)是美国
DAIS研究计划的主要成果，它通过1553总线
将大多数航空电子分系统交联起来，实现信息
的统一调度。这一时期的另一重要特点是电子
技术开始应用于飞行的关键部位，如飞行控制
及地形跟随，同时，传感器和分系统的能力不
断增加，如雷达的能力、红外传感器、激光测
距、电子战设备等。美国现役战斗机都使用这
种结构，如F-16C/D、F/A-18、F-15E等。这
种结构在美国等国已成为成熟技术，很多飞机
的改型、更新大多采用这种系统。
对比法
针对新老航电系统不同
之处进行讲解
三、新一代航空电子系统
（一）新一代航空电子系统结构
新一代航空电子系统结构(即更高程度的
综合化结构)是以美国“宝石柱(Pave Pillar)”
计划为基础建立起来的结构概念。该计划完成
于八十年代，实现“宝石柱”系统结构的第一
3'
仅供借鉴#
教学方法 教 学 内 容 时间
架战斗机是美国的F-22战斗机，RAH-66轻型
攻击/侦察直升机也使用了这种结构，各分系
统间以1553和HSDB(高速数据总线)相连接。
继“宝石柱”计划后，美国正在推行“宝
石台”(Pave Pale)计划，在纵深方向上继续
推行综合化。一方面，系统中实现了各系统处
理功能的综合(通用处理模块、动态重构)并进
而实现传感器功能及信号处理功能的综合化；
另一方面，综合化的范围也在扩展。包括了以
前相对独立的飞行控制、发动机控制、通用设
备控制，形成了飞机管理系统的概念，这种结
构将应用于二十一世纪的美国军用飞机。
讲述法
（二）新一代航空电子系统的特点
几十年来，航空电子系统经历了分立式、
混合式、联合式向综合化、高度综合化方向发
展。综合化的航空电子系统不仅实现了机上的
信息综合，而且能够有效地综合C3I和预警机
发送的信息，由此可以满足现代和未来战争的
需求。现以美国的“宝石柱”结构、F-22、“宝
石台”计划为例，综述新一代航空电子系统的
特点。
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