F22與J20航電系統PK-航電系統發展簡史_風聞
尖端防务-科谱一下2018-11-26 15:14
航電系統是現代戰鬥機的靈魂和神經中樞系統,是支持戰鬥機完成使命任務所需電子設備的總和。第五代戰鬥機的航電系統以美國發展最早,前後有過兩個發展計劃,分別是“寶石柱”計劃和“寶石台”計劃,“寶石柱”計劃的成果就是現在F22戰鬥機的航電系統,而“寶石台”計劃的成果就對應於F35戰鬥機的航電系統。

那麼F22、F35戰鬥機的航電系統是什麼技術水平呢?我們首先回顧一下航電系統的發展歷史。戰鬥機航電系統的發展經歷了四個階段,也可以稱為四代航電系統,它們分別是分立式航電系統、聯合式航電系統、綜合航電系統、先進綜合航電系統。第一代航電系統為分立式航電系統,出現在上個世紀四五十年代。採用分立式航電系統的有美國的F100、F101戰鬥機,我國的殲5、殲6、殲7、殲8等戰鬥機。其技術特點為: 雷達、通訊、導航設備各有專用且互相獨立的天線、射頻前端、處理器和顯示器。各設備之間相對獨立,不能統一管理,缺乏信息融合,綜合化程度低,故障率高。第二代航電系統為聯合式航電系統,出現在上個世紀七十年代以後。採用這一航電系統的有美國的F15、F16、F/A18,俄羅斯的米格29、蘇27,我國的殲10A/B、梟龍等戰鬥機。其技術特點為:採用處理器、數字總線、綜合控制顯示器、任務軟件四大核心技術。通過1553數據總線將原來獨立的航電設備進行交聯,實現了集中控制、分佈處理,開創了系統綜合的時代。但是聯合式航電系統也有很多侷限性:如總線帶寬有限、需要多條總線、軟硬件共享程度低、容錯能力有限、標準化程度低、需要中間級維修及全壽命週期費用高等。第三代航電系統為綜合式航電系統,出現在上世紀八九十年代,以美國F22戰鬥機為代表。主要技術特點為:提出了功能區概念,採用高速數據總線與標準電子模塊,實現了高度模塊化和二級維修,實現了系統容錯和重構,所有任務軟件都採用Ada語言編寫。第四代航電系統為先進綜合式航電系統,出現在2000年以後,以美國F35戰鬥機為代表。主要技術特點為:多功能綜合射頻系統,高度綜合的傳感器系統,功能強大的綜合核心處理機,綜合高效的電子戰系統,友好的人機界面(下視顯示器和頭盔顯示器),綜合完善的通訊、導航與識別系統,高度可靠的飛機管理系統。
綜上所述,我們可以知道,F22戰鬥機的航電系統屬於綜合航電系統,F35的航電系統屬於先進綜合航電系統。那麼與F22相比,殲20的航電系統到底是什麼水平的呢?據航空報2010年的報道,中航工業計算所經過努力攻關“成功突破了某航電系統關鍵技術,完成了綜合核心處理機軟硬件平台調試工作,該樣機的成功研製為加快新型號的研製打下了堅實的基礎。”這裏提到的綜合核心處理機正是先進綜合航電系統的核心設備,由此我們可以知道中航工業在2010年已經突破了先進綜合航電系統的核心技術。此時殲20尚未首飛,距離服役還有七年時間,因此中航工業完全可以給殲20裝備一套先進綜合航電系統。殲20試飛早期,只裝備了飛控系統等最基本的航電系統,雷達、光電綜合孔徑等航電設備也是幾年後才開始到位的,因此從時間進度上講也是沒有問題的。所以,我們可以知道殲20的航電系統架構應該與F35是同代,比F22要領先一代。
那麼,與綜合航電系統相比、先進綜合航電系統在技術上有什麼優點呢? 綜合航電系統主要特點是系統結構按功能分區,採用電子標準模塊,使用通用綜合處理器(CIP)進行信息處理。而先進綜合航電系統是對綜合航電系統的進一步發展。與綜合航電系統相比,先進綜合航電系統在傳感器區進行了更為廣泛和更加深刻的綜合。先進綜合航電系統採用了綜合核心處理器(ICP)技術,處理能力更強,進一步降低了系統成本、重量、體積,信息融合化程度更高。採用1773高速光纖總線技術,將ICP與傳感器、飛行器管理系統、外掛管理系統、座艙、以及ICP與各模塊之間連接在一起,取消了三個功能區的劃分和數據分配、交換網絡,使系統更加緊湊。由於光纖總線技術的使用,數據傳輸的延遲大大降低,ICP各模塊物理位置佈局不受限制,可以更靈活佈置。與F22相比,F35航電系統的專用模塊種類減少了三分之二。先進綜合航電系統採用了開放式架構,在更換和更新一些部件時,不需要修改其它部分的軟件和硬件。將功能區分配在公共模塊上,功能的增加和減少通過軟件來實現,而且功能間共享資源。具有容錯特性,從而提高了系統可靠性,可以更容易的滿足不同型別的要求。
J20的航電架構採用的是先進綜合航電系統,比F22的綜合航電系統在系統架構上領先了一代。對於J20來説這是一件很正常的事情,因為J20的研發比F22晚了近二十年,這二十年間,中國航空電子技術的發展又取得了巨大進展。相對於F22來説,J20的航電系統取得了明顯的技術優勢。
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