航電系統
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
航電系統的實例教程
摘要
本文將通用的設計方法與航電系統實際設計問題相融合,提出具有針對性的設計意見,并通過仿真建模分析對設計方法進行驗證。
引言
隨著計算機領域技術的跨越式發展,人們對航空電子系統所能完成的任務也有了更多的期待,系統的綜合化能力和復雜程度也隨之提高,如何在新型的航電系統設計中控制好技術成熟度、進度、質量和成本成為一個擺在我們面前必須解決的難題。也正是由于飛機航電系統綜合化程度越來越高,涵蓋的功能項目越來越廣,我們亟需一套自頂向下囊括需求捕獲與分析,功能設計與驗證、軟硬件開發與測試的系統方法來指導我們的設計。
目前航電設計中面臨著以下挑戰：
(1)需求的捕獲、分析、確認和管理不到位。
展開 對于直升機航電系統研發來說，必須考慮的典型的利益相關方包括：
（a）直升機系統：直升機系統以分配給航電系統的直接需求；
（b）適航當局：適航當局以適航條款的方式向涉及的航電系統提出要求。
（c）行業 / 企業標準：航電系統需符合適用的行業 / 企業相關規范 / 標準要求。
通過需求收集工作，航電系統需要與各利益相關方達成一致。
需求收集的主要工作流程如圖1 所示。
需求收集工作分為以下步驟：
（1）獲取直升機分配給航電的頂層需求
直升機分配給航電的需求除了綜合考慮了源自外部利益
相關方的需求外，通常還會綜合考慮企業內部的情況，包括：
（a）組織機構和職責分工：不同組織機構對于航電系統的范疇、職責、分工的定義可能會有不同，需求分配工作需要考慮這種組織架構上的差異。
（b）市場規劃和戰略：企業發展規劃和戰略通常會限制航電系統的技術選擇和工作方式，例如對于新技術的偏好和選擇。
（c）企業知識和資產：企業過往項目經驗和資產，會對當前項目的實施起到支持作用。典型的如資產復用、型號經驗、工作流程、信息系統等。這些都會構成直升機向航電系統需求分配和附加限制的支撐理由。
（2）分析適用的適航條款
適航條款在吸取過往經驗的基礎上，形成了對于直升機
系統各個層級和方面的法律條款，這些條款必須被充分的滿足。基于直升機分配給航電系統的需求，需要航電系統級研發人員，從其中識別出適用的條款，進行分析和滿足。
展開 貝爾此前已經選擇賽峰作為其應約垂直起降飛機（on-demand eVTOL）混動分布式推進系統供應商。
貝爾創新副總裁斯科特·德里楠稱：“應約機動的垂直維度仍需優化，但合作使成功更近一步。”
佳明將為貝爾的電動垂直起降空中出租車提供自主飛管電腦。
貝爾主導飛機的設計、開發和生產，佳明負責航電系統軟硬件，包括主飛行信息、導航通信、飛行導引、飛管。
佳明的G5000H應用于貝爾525中型直升機，G1000H應用于貝爾407GXi和505噴氣突擊隊員X輕型直升機。
（航空工業發展研究中心 蔡琰）
來源：民機戰略觀察
航空工業上電所所長王金巖
人工智能方面，日前，泰雷茲開放式航電概念座艙和GE的概念駕駛艙都結合了最新的人工智能技術。而國內方面，在實驗室條件下，針對空空對抗任務場景（含單機、編隊），設計師與人工智能（AI）協同對抗專業人員的勝利已經達95%以上。
人機交互方面，泰雷茲北亞區副總裁兼中國區CEO貝杰鴻透露，泰雷茲的觸屏顯示器已經安裝部署在空客A350型號上，并得到了EASA的認證。
泰雷茲北亞區副總裁兼中國區CEO貝杰鴻
此外，貝杰鴻也表示，隨著中國正在推進民航領域的新趨勢發展，包括北斗系統的應用、無人航空試驗的開展、新一代民航5G網絡的建設等，在諸多方面中國正在領先世界。而其中城市空中交通領域正可能是首先到來的航空新“藍海”。和日前正在搶先布局城市空中交通領域的諸多行業巨頭一樣，在飛控、航電和電氣等領域積淀頗深的泰雷茲正在德國和美國的多個城市開展電動垂直起降空中交通方案的試驗，并且已經交付了一套直升機無人駕駛方案。
展開 無人機航電系統的困局
作為無人機最核心的部件，航電系統一直是無人機制造商的一大痛點，普遍存在部署困難、布線凌亂、可靠性弱、集成度低、組裝復雜等缺點。
無人機制造商為迎合不同功能模塊需要供應商定制化生產，而且往往在匹配上和維修上耗費大量的成本。
樂高式的模塊化設計
顛覆了行業的對航電板的認知
航電系統的諸多痛點，也讓科比特航空嗅到了行業的商機。為解決行業痛點，科比特潛心開發出了為實現自由組合的“樂高式無人機航電板”。
作為模塊化設計的鼻祖，樂高給了大家無限的創造可能，甚至可以用它來創造整個世界。
同樣，“樂高式無人機航電板” 給了無人機無限創造的可能，甚至可以顛覆無人機行業對航電版的認知。
“我們也在不斷地思考，航電系統只有模塊獨立分布和線路連接這一種技術方向嗎？”
科比特航空產品總監Frank表示：如果把整個航電系統像樂高一樣，采用模塊設計，進行高度的集成，實現整個航電系統集中在一塊板子上。
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流固熱耦合與機械潤滑雙輪驅動，完善航發仿真技術矩陣
除燃燒室與壓氣機外，積鼎科技還針對航空發動機渦輪、火焰筒、航電系統等關鍵部件，推出流固熱耦合與機械潤滑仿真解決方案，進一步完善了航發全系統仿真技術矩陣，為發動機熱管理與機械可靠性提升提供有力保障。
eVTOL的核心子系統主要包括機體、綜合航電系統、飛控系統、能源系統、動力系統以及電氣系統六大類。根據Lilium的數據，其eVTOL成本中，推進系統占比約40%，結構和內飾占比約25%，航電和飛控占比約20%，能源系統占比約10%，裝配件占比約5%。
電氣系統在eVTOL中的作用主要體現在以下幾個方面：
1.
中國航空航天暨無人機展將重點展示衛星及應用、 商業航天、航空產業、低空科技、無人機、航空裝備、大飛機配套系統及部件、航空發動 機及關鍵零部件、機載系統、航空材料、通航整機及無人機等發展需求及服務等產業領域 的新技術、新產品、新應用,專注于航空航天及無人機產業創新產品技術、解決方案及商 業合作模式的發掘，為我國航空航天產業、大飛機配套系統與部件、航空發動機及關鍵零 部件、機載系統、航空材料、通航整機及無人機、數字化裝配、先進材料、航電系統
建模仿真
選取航電系統中TCAS功能進行仿真建模分析,TCAS即空中防撞系統,包含了空中交通告警/防撞和空管應答兩項重要子功能。
圖11 航電系統建模示意
3.3 文檔自動生成工具
在完成了系統建模之后，可以借助文檔生成工具插件，基于模型數據和文檔模板生成所需要的文檔，從而減少了重復編寫文檔的工作，有效的提高效率（圖12）。
方法應用于載人飛船交會對接任務中，提高了設計效率、改善了人員溝通、進一步降低了設計風險；中航工業飛行自動控制研究所對MBSE流程進行了結構化定義，明確了系統工程活動、輸入輸出及相應的崗位角色，并在飛控、慣導等復雜系統開發過程中進行了 MBSE方法論與工具的實踐；中航工業第一飛機設計研究院采用 Rational DOORS進行需求管理，并按照 Harmony-SE 流程，采用Rhapsody工具完成空中交通防撞系統以及航電系統的系統分析
對于直升機航電系統研發來說，必須考慮的典型的利益相關方包括：
（a）直升機系統：直升機系統以分配給航電系統的直接需求；
（b）適航當局：適航當局以適航條款的方式向涉及的航電系統提出要求。
（c）行業 / 企業標準：航電系統需符合適用的行業 / 企業相關規范 / 標準要求。
其中縱橫大鵬CW-100二代無人機全新升級，首次對外亮相，這款無人機具有高通量相控陣天線衛通系統、國產自研四沖程汽油/重油航空發動機、抗干擾導航模塊、數據鏈硬件加密、國產自主可控航電系統、制冷紅外光電載荷、艦船移動起降、航時超過10小時，載重達到25kg等等特點，廣泛應用于各類偵察、應急場景，滿足特殊行業用戶任務需求。
燃料管理和航電組提供系統參數，如燃料使用計劃、控制面率、自動駕駛儀權限和穩定器調整率。
發動機性能組提供推力和轉速數據。
液壓組提供控制面的運動率。
在計算速率之前，載荷組首先向液壓組提供空氣動力鉸鏈矩數據。
蘇-57的“117產品”相比較美國F-22戰斗機的“F119”發動機優勢不明顯，雙方性能不相伯仲
二是航電系統。航電系統的落后一直是俄制飛機的“軟肋”，為追趕并超越美國，蘇-57配備了季赫米洛夫研究所設計的N036“松鼠”有源相控陣雷達，在性能上優于美國的AN/APG-77。
