飞机电子系统：(aircraft electronic system)为完成飞行任务所需要的各种机载电子设备。为了能够在大温差、低气压、宽频范围机械振动、强冲击过载和狭小使用空间等恶劣环境条件下正常而可靠地工作，对飞机电子系统的设计以及元器件和材料的选用都有很高的要求。因此飞机电子系统的工程难度和成本都比普通电子系统高得多。

飞机电子系统分为通用系统和专用系统。

飞机为完成正常飞行任务所必须装备的电子系统

①无线电通信电台：由发射机、接收机、天线、电源、控制盒、送话器(或电键)和受话器组成。在活动范围大的中远程飞机上同时装载短波和超短波两种通信电台，近距离活动的轻型飞机一般只装载超短波电台（航空通信）。

②导航系统：用于确定飞机瞬时位置，并引导飞机沿着一定的航线从一点飞到另一点。导航系统处理和综合由各传感器所测得的参数，给出精确的定位信息和为到达目的地所需要的航行诸元素。

在军事上，导航系统还配合完成武器投放、侦察、巡逻、反潜、空战后返航和救援等任务（飞机导航系统）。

导航系统按获得导航信息的方式不同，可分为无线电导航、惯性导航、卫星导航、天文导航、多普勒导航和仪表导航等系统；按作用距离的远近不同，可分为超远程导航、远程导航、中程导航、近程导航和进场着陆导航（无线电控制着陆）等系统;按定位基准不同，可分为绝对导航（在全球坐标系中确定飞机的瞬时位置）和相对导航系统(按指定地点确定飞机的瞬时位置)。多种导航系统测量参数的综合利用，可以达到比任何单个系统更高的精度。导航系统与自动驾驶仪交连，可以进一步提高导航精度和自动化程度，减轻飞行员的负担。

③自动飞行控制系统：用来全部或部分地代替飞行员控制和稳定飞机的角运动和重心运动，并能改善飞行品质的反馈控制系统。这种系统除具有自动驾驶仪功能外，还能改善飞机的操纵性和稳定性，实现航迹控制、自动导航、地形跟随、自动瞄准和武器投放、自动着陆和编队飞行等功能。飞行控制系统由传感器、计算机、执行机构、自动回零系统、耦合器和控制盒等部分组成。

④综合显示系统：电子综合显示仪。

飞机为完成某种特定任务而装备的电子系统

①机载雷达：执行不同任务的飞机装备不同功能的雷达。歼击机装备射击瞄准和空空导弹制导雷达；轰炸机装备轰炸瞄准雷达；预警机装备大型监视雷达；反潜机装备适于发现海面目标的搜索雷达；军事侦察和资源探测飞机装备具有极高分辨率的合成孔径雷达。

②机载计算机。

③电子战系统：现代作战飞机装载必要的电子战系统，用以搜索、截获、定位、记录和分析敌方电子设备辐射的电磁能量，并由计算机确定对抗方案。80年代出现了专门用于电子战的电子干扰飞机。电子干扰飞机携带电子侦察和大功率干扰设备，实战中在战区以外盘旋飞行进行干扰，为进攻机队提供电子对抗支援，也可伴随突防飞机进入战区，实施随行干扰。

④敌我识别系统：见机载敌我识别系统。

70年代以后，飞机电子系统迅速向数字化、综合化和模块化方向发展，出现了先进的、具有标准化模块结构的电子系统，某些专用系统已逐渐演变为通用系统（如综合显示系统以及部分计算机）。在通用体系结构的基础上扩展相应的专用系统，就能适应不同任务的飞机的需要。

目前大型飞机航空电子系统的主要特点是：

以开放式结构和模块化为特征的航电系统在A380和波音787飞机上达到了新的水平。A380飞机航空电子系统是基于ARINC653标准的、开放式的综合模块化航空电子系统（IMA），由航空电子全双工以太网（AFDX）和18个IMA模块构成；波音787飞机航空电子系统采用满足ARINC 653标准的、开放式系统结构的通用核心系统（CCS），并采用满足ARINC664标准的、光纤以太网的通用数据网络（CDN）。正如柯林斯公司的首席运营官所说：“无论是军用飞机还是民用飞机，也无论是干线机还是支线机，甚至不管是固定翼飞机还是旋翼飞机，不同平台的任务系统或许在功能上有差别，但以模块化的系统与开放式结构为基础的设计具有很大的共同性，可以缩短系统开发的周期，使产品更具竞争能力。特别在软件比例不断上升的今天，航空电子系统软件的不断升级已经成为提高系统性能的重要方法之一。”

随着技术进步和功能及经济性方面要求的不断提高，航空电子系统发展的趋势是综合化程度在不断提高。现代先进的飞机在硬件和软件综合上达到了非常高的水平，在大大提升飞机功能和性能的同时较好地控制了飞机的成本。目前机载航空电子系统的综合主要体现在座舱综合显示控制、综合数据处理、综合导航引导、综合监视与告警等方面。

飞机座舱更加突出“以人为本”，注重座舱的通用性，减少飞行员的转机型培训；显示区域更大、更直观、交互式的人机接口，减轻飞行员工作负担，采用多种手段改善态势感知能力，提高飞行安全性。

A380和波音787都实现了驾驶舱和客舱电子系统的全面综合，使航空电子体系更加完整和协调；同时也将空地应用需求紧密结合起来，便于实现空地运行网络化管理和满足空地一体化无缝隙不间断服务的需求。随着新航行系统的部署，地空和空空数据链在新航行系统中的作用越来越大，使得航电系统与地面系统能紧密地融合。

近20年来，民用飞机利用电传飞行控制系统（FBW）替代传统的机械操纵系统，并广泛应用主动控制技术（ACT），取得了前所未有的成效。目前，欧美等先进的民用飞机，如：A320、A340、波音777、A380、波音787等都以数字电传飞行控制系统为基础，应用主动控制技术的成功范例，代表了民用飞机飞行控制系统的发展趋势。

根据国家发展大型飞机的战略规划,为满足未来大型飞机航空电子系统国产化的要求,打破机载平台航空电子系统及设备完全依赖进口的局面,促进国内航空电子系统及其设备的发展,同时,为适应未来航空电子技术的发展趋势,以大型飞机研制为契机,开展具有自主知识产权的航空电子系统及其设备的研制,是我国当前乃至未来十多年发展的重点。为此,我们认为发展我国大型飞机航电系统的必要性主要体现在以下几个方面:

(1)采用先进的航空电子技术,是未来大型飞机航空电子系统发展的总趋势随着电子技术、计算机技术和通信技术的飞速发展,航空电子系统及其设备的发展也是日新月异,先进的设备和先进的性能将会大大提高航电系统的整体性能,同时可以实现航电系统性能的不断升级,使之满足不断发展的市场需求。国外的先进飞机,如空客A380和波音B787均采用了先进的综合模块化的航空电子系统。

(2)独立自主发展我国大型飞机航空电子系统,缩短与国外的差距从我们掌握的情况看,当前我国进口的各类民航客机均没有我国自行研制的电子设备,国内生产的运输机和支线飞机也采用国外的电子设备。这样的形势对我们而言,既是巨大的挑战,也是难得的机遇,同时也说明我国自主研制的航空电子设备与国外相比有很大差距。独立自主研制拥有自主知识产权的大型飞机航电系统,将改变我国大型飞机航电设备完全依赖进口的局面,增强我国企业在航空领域的核心竞争力,打破国外对我国核心技术的封锁和禁运,填补我国航空电子产品在民用飞机上使用的空白。

(3)采用综合模块化技术,可极大提高航空电子系统的可靠性、维修性,也便于系统升级采用综合化、模块化以及数字化的综合模块化设计技术是将传统的基于设备级的机载电子产品改变成基于模块级的机载电子产品,这不仅可以提高航电系统及设备的性能,同时,采用综合化、模块化和数字化的设计后,可大大提高系统及设备的可靠性,而且在对设备进行维护方面也较以前的方法大为简化,在系统的升级方面也将会带来非常灵活的途径。

(4)自主发展我国大型飞机航空电子系统,是实现我国航空工业可持续发展的重要举措通过自主发展我国大型飞机航电系统,将逐步建成我国大型飞机航电系统的研发体系和平台,突破如设计、制造、加工、工艺以及元器件等若干重大技术,同时,可培养一支技术精湛的研究队伍,为我国航空工业可持续发展打下坚实的基础。

1国外机载航空电子技术发展趋势

为了降低大型飞机航空电子系统及设备的成本,从20世纪80年代末起,国外航空电子技术开发商便开始为大型飞机研制综合化的航空电子体系架构,也就是所谓的综合模块化航空电子(IntegratedModularAvionics,IMA)系统。随着微电子和软件技术的迅速发展,目前在大型飞机上实现IMA技术所需的各种条件已经成熟,并且它将成为未来10～20年大型飞机航空电子系统发展的主要方向。由此可见,采用了IMA技术后,机载航空电子设备得到了极大的优化。

从发展趋势看,未来航电系统及其设备的发展将由设备级向模块和片上系统级发展,从而可极大提高航电系统的性能,大大减少航电设备的体积、重量和功耗,使航电系统及设备的可靠性和维修性得以极大提高,同时,航电系统的升级换代更加方便。

综合模块化的航空电子是一种在软件控制下的高度综合化的航空电子体系,其目标之一是实现模块的标准化、重复使用和可互换,这样便可通过严格定义和控制各模块的硬软件及其接口,达到用少量几种模块支持当前和未来多种航空电子系统功能的目标。它将许多独立功能的设备综合到一个“机箱内”,机箱内的模块通过背板总线互连,共享计算资源、容错处理、供电和I/O接口,各个机箱再通过总线(如ARINC629总线或AFDX交换网络)形成综合化的航空电子体系,从而实现各种机载航空电子功能。

在对大型飞机航空电子系统性能要求越来越高、制造成本竞争愈加激烈的今天,IMA技术是大型飞机航空电子系统发展的必然趋势。在首个实现应用的IMA航空电子系统———波音777的飞机信息管理系统(AIMS)诞生之后,国外新型大型飞机已经开始将IMA航空电子架构作为机载航空电子系统的首选,如A400M、A380、B-787等飞机都采用了IMA架构。不仅如此,目前这些新型飞机的航空电子系统综合化程度还比AIMS更高,例如波音787采用的通用核心系统便被认为是飞机的“中央神经系统”,由其负责集中处理多种系统功能,这就使得波音787的计算机系统减至30部,而波音777则采用了近80个独立的计算机系统来满足约100种不同设备的应用需求。

从目前发展情况来看,在不断降低大型飞机航空电子系统及其设备成本的同时,进一步提高系统性能,并保持系统的可靠性和易维护性,未来航空电子系统必将更加广泛地采用综合模块化的航电架构,并继续深化航空电子系统的横向(不同功能的系统)综合化,进一步提高各种航空电子系统设备的模块化水平,增强航空电子系统的开放性。

综上所述,随着未来电子技术和网络技术的迅速发展,根据国际民航组织的要求,并结合未来信息化发展的需要,大型飞机航空电子技术的发展趋势主要体现在以下几个方面:(1)实现数字化、综合化和模块化;(2)采用开放式体系结构进行系统设计;(3)航电系统将满足新航行系统要求;(4)乘客服务和娱乐系统日益完善;(5)系统设备的可靠性设计越来越高。

2国内机载航空电子技术发展状况

当前,国内主干线的民用客机主要是依靠以进口波音公司和空客公司的系列飞机为主,支线飞机也主要是进口;而飞机上的电子设备都以国外公司研制和生产为主。

在军用飞机航空电子系统及其设备的研制方面(主要是任务电子系统方面),国内的相关单位已具备了一定的技术实力,特别是在航空电子总体以及机载雷达、通信、导航、识别等设备的研制方面已经能满足我国自行研制的各类战斗机的要求。当前,我国机载军用电子设备已从独立式走向了联合式,目前正向综合化和高度综合化方向发展。