直升机航电系统未来发展趋势
时间：2022-09-09 18:15:05 来源：千叶帆 本文已影响人
[摘 要]在现代战场上，军用直升机承担着重要的功能，在战争的发展中发挥了重要的作用。通过回顾航电系统的发展我们可以知道直升机航电系统大致经过了分立式结构、联合式结构、综合化航空电子结构以及高度综合化航空电子结构这四个阶段。在未来直升机航空电子系统的发展中，数字化、综合化和集成化，导航及通信系统的多功能化，以及机外数据链通信的改进将是三个重要的发展趋势。
[关键词]直升机；航电系统；发展趋势
中图分类号：F31 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）13-0346-01
一、航电系统发展的历程概述
航电系统是直升机的一个重要构成部分，航电系统的功能直接影响着直升机的整体性能。时至今日，航空电子系统的发展已经经过了一下四个阶段：
首先，分立式结构阶段。在分立式结构中，航电系统的通信、雷达以及导航等都配备有独立的处理器、天线、显示器等。各种设备主要采用点对点的方式来进行连接。
其次，联合式结构阶段。在这一阶段诞生了第二代航空电子系统，通过机载多路数据传输总线技术，航电系统各个设备之间的连接被简化，使得整套系统无论是重量还是体积都大大减轻，开始向综合化的方向迈进了一大步。联合式结构的航电系统数据传输交换主要通过几个数据处理器来完成，武器投放、控制、导航等不同单元依靠数字总线进行交联。
再次，综合化航空电子结构阶段。第三代航电系统的综合化程度相较于第二代有了进一步的提高，它通过综合核心处理器进行绝大部分数据和信号处理的工作，系统综合层由显示控制发展到了数据信息处理。在整个系统中，共用综合处理机负责进行任务的调度、計算以及管理工作，并且以动态的方式将任务分配给外场可更换模块。共用综合处理机通过调动各个不同的模块来完成不同的功能。
最后，高度综合化航空电子结构阶段。第四代的航电系统运用了外场可更换以及模块化的设计思想，使得飞机蒙皮传感器综合的目标得以实现，推动了光电以及射频两大领域功能的综合化。电子战、通信以及雷达等功能通过软件来实现，缩减了相关的硬件配置。在这一阶段中，出现了“元功能”的概念，整个航电系统被分成有类似性综合功能组的几个“元功能”，如负责射频频谱接收以及发射等功能的RF元功能。
通过回顾航空电子系统发展历程的四个阶段可以看出，整个系统的复杂化和综合化程度呈现出越来越高的趋势。这种综合化由显示器发展到数据处理，然后在发展到传感器系统，系统的结构被不断优化。在未来，直升机的航空电子系统的发展也势必会沿着这个大的方向进行。
二、未来直升机航电系统发展的方向探讨
（一）数字化、综合化及集成化的趋势
军用直升机航空电子系统的发展离不开各种相关的技术的优化和改进，数据融合、人机接口、核心处理器、主动控制以及传输等多项技术的进步使得军用直升机的航空电子系统的数字化、综合化以及集成化成为可能，直升机航电系统的发展摆脱了过于庞大的体积的束缚，实现了功能的多样化，扭转了分立、局部综合的现状。使得军用直升机可以将导航、战场态势感知、通信等多个不同的系统综合起来，将各个不同的功能整合到航空电子系统当中。
（二）导航及通信系统的多功能发展趋势
在军用直升机航空电子系统中，导航系统和通信系统是两个关键的构成部分，其发展水平对于整个系统的性能具有重要的影响。为了更好的适应军用直升机座舱内的限制，未来的导航系统和通信系统的设备必将朝着多功能、轻型化、结构紧凑以及全固态结构等方向发展。用于通信的无线电台是高综合型的，具有多工作频段及多信道的特征，而导航系统是组合型的，综合运用GPS系统、惯性导航和多普勒系统。另外，军用直升机在战场上还承担着作战的任务，为了保障直升机的安全应该避免其长时间暴露，因此军用直升机应该具有良好的超低空飞行能力。为了安全地进行超低空飞行能力，军用直升机的航空电子系统也必须做出相应的改变，通过在系统中整合进地形跟随、地形回避等系统可以有效地提高军用直升机的隐蔽飞行能力，使其生存率得到提升。
（三）机外数据链通信的改进
在未来，直升机在战场上的功能会更加多样化，控制、情报、指挥以及通信等都是军用直升机在战场上需要承担的重要任务。这些任务和功能的完成都离不开直升机与地面设施等之间的数据通信，以获取更加丰富的战术信息，这就需要对于数据链功能进行改进。通过运用linkl6、TCDL、IDM、CDL以及AVRIT等高效数据链可以使军用直升机与地面设施之间的通信更加优化，大大提高了军用直升机航空电子系统的性能，帮助直升机完成更加多样化的任务。
（四）直升机传感器进一步综合化
多传感器综合（MSI）的目标是：（1）改变目前各种传感器分立的状态，实现互为补充、互为备份、扬长避短、综合使用各传感器提供的信息；（2）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；（3）传感器的信号处理和数据处理也要实现综合，使用统一的中频进行处理，A/D变换尽量向前端推移，使用标准的共用模块。完成信号处理和数据处理，然后通过航空电子网络，连接到CIP，进行数据融合。对传感器的控制和功率管理也可通过该通道完成；（4）传感器系统的界线将被打破。如，用于扫描和跟踪目标这些传统雷达任务的有源电子扫描阵（AESA）在同一时刻也用于干扰、电子情报、通信和其他任务；（5）AESA收集的数据将与机外数据源（如预警机、电子战飞机和卫星），以及机上的光电系统的信息进行融合。
（五）实现高度的模块化
模块化是实现结构简化和综合化的基础，也是实现系统重构的基础。航电系统由三级维修简化成二级维修，减少维修人员和地面维修设备，大大减少了后勤保障费用。
总而言之，在直升机的发展中，航空电子系统的改进是一个不可或缺的关键环节，在高性能的航空电子系统的支持下，直升机的作用才能更加有效地发挥出来，才能承担并完成更多的战场作战任务。在经过了四个阶段的发展和改进之后，直升机航空电子系统进入了更加综合化的阶段。
参考文献
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