航空電子系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)

李澤 馬純玲

引言

航空電子系統(tǒng)是指飛機(jī)在飛行過程中記載的各種電子設(shè)備運(yùn)行的系統(tǒng)，它們是飛機(jī)安全飛行的保證。當(dāng)前飛機(jī)攜帶的電子設(shè)備質(zhì)量、體積較大，為了滿足組網(wǎng)結(jié)構(gòu)需求，這些機(jī)載設(shè)備一定程度上影響了飛機(jī)的質(zhì)量和飛機(jī)飛行的安全性。然而當(dāng)前技術(shù)有限，而且航空對(duì)電子設(shè)備的要求非常高，因此更為便捷、穩(wěn)定的航空電子系統(tǒng)是航空電子系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究的主要內(nèi)容，以此提高飛機(jī)的飛行性能，提高飛機(jī)飛行的安全性。

1 航空電子系統(tǒng)的發(fā)展

航空電子系統(tǒng)包括電子通信系統(tǒng)、電子導(dǎo)航系統(tǒng)、電子飛行控制系統(tǒng)等，每個(gè)部分都有其專門的功能和工作內(nèi)容。例如電子預(yù)警系統(tǒng)，飛機(jī)在飛行過程中會(huì)自動(dòng)的搜集威脅物，并對(duì)其狀態(tài)進(jìn)行分析、辨別，將相關(guān)數(shù)據(jù)信息報(bào)告給飛機(jī)駕駛員，協(xié)助駕駛員更安全的駕駛飛機(jī)。又如，電子防撞系統(tǒng)，能夠識(shí)別飛機(jī)周邊的其他飛機(jī)，在飛機(jī)降落時(shí)也會(huì)提供共靠地?cái)?shù)據(jù)，發(fā)出警告，進(jìn)一步確保了飛機(jī)飛行、著陸的安全性。航空電子系統(tǒng)由于所處的特殊環(huán)境，對(duì)于相關(guān)軟硬件的要求要比一般的電子設(shè)備高的多。最初的電子系統(tǒng)主要用于導(dǎo)航、著陸、通信等，系統(tǒng)功能不是很齊全，且通信效果容易受外界干擾，航空電子系統(tǒng)的運(yùn)行不是很穩(wěn)定。隨著航空業(yè)、電子科技業(yè)的發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)開始應(yīng)用與航空電子系統(tǒng)，航空電子系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性明顯提高，當(dāng)前的航空電子系統(tǒng)主要以數(shù)字化技術(shù)和微電子技術(shù)為支持。整各系統(tǒng)具有時(shí)效性強(qiáng)、機(jī)動(dòng)性大、可靠性高等特點(diǎn)。即便如此，航空電子系統(tǒng)仍存在一些問題需要解決，例如，航空電子系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜，所攜帶的電子設(shè)備種類繁多、更新?lián)Q代較快，兼容性不好。這就造成了航天電子系統(tǒng)維護(hù)成本大，維修難度高等問題。要更好的解決這些問題，提高航天電子通信系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性和效益，就要不斷的研究航天電子系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，把握航天電子系統(tǒng)發(fā)展的趨向，以推動(dòng)這個(gè)航天、航空業(yè)的發(fā)展。

2 航空電子系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)綜述

航空電子系統(tǒng)提高了飛機(jī)飛行的安全性、可靠性，減少機(jī)組人員的工作量，用電子智能代替人工作，降低了人為失誤。例如，巡航檢修維護(hù)故障系統(tǒng)，能夠?qū)Πl(fā)生問題的版塊進(jìn)行分析，臨時(shí)故障發(fā)生時(shí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行重建，故障消失。永久性故障發(fā)生后對(duì)故障進(jìn)行建檔，并將情況反映給相關(guān)人員，同時(shí)對(duì)發(fā)生故障的版塊進(jìn)行控制和緊急處理，提高了飛機(jī)的飛機(jī)安全性能。同時(shí)，電子通信系統(tǒng)的應(yīng)用還大大降低了飛機(jī)的維護(hù)成本，電子系統(tǒng)裝置能夠?qū)︼w機(jī)部件等進(jìn)行全面檢查，比人工更準(zhǔn)確、更高效。當(dāng)前，航空電子系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)集中在綜合化技術(shù)、數(shù)據(jù)共享技術(shù)和智能自檢技術(shù)三個(gè)方面。綜合化技術(shù)簡單的理解就是將航空電子系統(tǒng)的各部分功能模塊化，每個(gè)模塊就是一個(gè)子系統(tǒng)，負(fù)責(zé)不同信息的采集、轉(zhuǎn)換、處理、應(yīng)用等。綜合化技術(shù)就是利用總線將這些模塊一體化，相當(dāng)于設(shè)定了一種總系統(tǒng)，使各子系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化。同時(shí)，每個(gè)模塊都可更換，這樣能夠提高航空電子系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，使每個(gè)模塊的效益發(fā)揮到最大。同時(shí)，一定程度上減少了模塊的類型，各系統(tǒng)之間的通用性提高，系統(tǒng)的重構(gòu)能力和容錯(cuò)能力增強(qiáng)，整個(gè)系統(tǒng)為航空提供了更有力的飛行支持，使航空事業(yè)發(fā)展的更迅速。數(shù)據(jù)共享技術(shù)實(shí)現(xiàn)了飛機(jī)飛行中的資源共享，其中最關(guān)鍵的就是硬件資源共享，極大的降低了航空電子系統(tǒng)構(gòu)建的成本，提高了航空數(shù)據(jù)的開發(fā)和利用效益。智能自檢技術(shù)實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)的航空電子系統(tǒng)管理，既空電子系統(tǒng)的總線是按一定的規(guī)律變化的，一旦出現(xiàn)問題，總線就會(huì)切換到其他子系統(tǒng)上，出現(xiàn)故障的模塊就會(huì)進(jìn)行重構(gòu)，使該系統(tǒng)恢復(fù)原來的功能。若重構(gòu)失敗，則有可能是永久性故障，維修人員能夠容易的找到問題所做，維修的效率得到提升。

3 航空電子系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)

隨著全球進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，航空電子系統(tǒng)也進(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展階段。當(dāng)前，在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用上航空電子系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的還不成熟，例如，空中網(wǎng)絡(luò)只會(huì)給乘客提供通信服務(wù)，卻不應(yīng)用于機(jī)載設(shè)備。在客艙與駕駛艙之間會(huì)設(shè)置放火墻，這是為了保證機(jī)載電子設(shè)備的安全。由此可見，航空電子系統(tǒng)的加密技術(shù)還需要提升。因此，航空電子系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)之一就是進(jìn)一步的深化系統(tǒng)的綜合功能、實(shí)現(xiàn)更方便快捷的資源共享，使系統(tǒng)的重組與容錯(cuò)達(dá)到更高層次。同時(shí)，系統(tǒng)各個(gè)模塊間的功能會(huì)一體化，機(jī)載設(shè)備會(huì)不斷的減少，降低了飛機(jī)負(fù)荷，其功能卻更加強(qiáng)大。航空電子系統(tǒng)綜合化會(huì)不斷的向深、向廣發(fā)展，隨之航空電子系統(tǒng)的智能化也會(huì)不斷的提高，綜合顯示系統(tǒng)的更智能化，駕駛員的大部分工作會(huì)被電子系統(tǒng)所代替，飛機(jī)駕駛員的操作負(fù)擔(dān)會(huì)不斷降低，甚至實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)駕駛。飛機(jī)在導(dǎo)航系統(tǒng)、防撞系統(tǒng)等的綜合控制下，選擇最佳航行路線，飛機(jī)飛行的安全性、可靠性會(huì)提高，飛機(jī)飛行的耗油量、燃油排放量會(huì)降低。此外，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)將更廣泛的應(yīng)用于航空電子系統(tǒng)，地空模式的網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積會(huì)不斷的擴(kuò)大，信號(hào)會(huì)更穩(wěn)定。航空電子系統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)模式會(huì)打破國界，實(shí)現(xiàn)全球一體化。地面可以隨時(shí)掌握空中狀態(tài)，強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫技術(shù)會(huì)給人類航空活動(dòng)帶來更寶貴的啟發(fā)和資源，人們可以通過對(duì)這些資源的開發(fā)和利用獲得更多的航空實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從而將航空事業(yè)推向更高的起點(diǎn)。

4 結(jié)語

航空電子系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性直接影響了飛機(jī)飛行的安全性、穩(wěn)定性。隨著航空電子系統(tǒng)技術(shù)的不斷提高，空中交通工具會(huì)得到更好的發(fā)展，人們能夠更自由在空中飛翔，去更多的地方，實(shí)現(xiàn)更美的夢(mèng)。當(dāng)下，研究航空電子的關(guān)鍵技術(shù)與發(fā)展方向，是因?yàn)槲覀円⒆惝?dāng)下、展望未來，更準(zhǔn)確的把握航空電子系統(tǒng)的發(fā)展需要什么樣的技術(shù)，然后有目的、有目標(biāo)的去做，在實(shí)踐中不斷的提高航空電子系統(tǒng)的功能和效益，以此促進(jìn)航空業(yè)持續(xù)、快速、穩(wěn)定的發(fā)展。