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航空电子学 编辑
航空电子学(avionics)是研究电子技术在航空工程中应用的学科。它是在航空技术和电子技术发展过程中逐渐形成的。
由各种电子设备组成的航空电子系统根据任务不同,可以分成两类:一类是为常规飞行任务服务的通用系统,另一类是为特定飞行任务服务的专用系统。通用系统一般又有以下几种:①通信系统(见航空通信);②导航和导引系统(见控制和导航);③自动飞行控制系统(见飞机飞行自动控制系统);④空中交通管制系统等。专用系统则根据特定的飞行任务选用不同的专用电子设备。
美国空军在航空电子技术领域有如下发展规划 :
1. 目标捕获与攻击电子学
目的是实现在任何时间和各种气象条件下,发现、识别并摧毁任何地点的敌人目标,实现清楚了解态势,提高武器系统效能。
机载雷达、预警雷达及各种传感探测器技术可以准确捕获目标,并通过与军用通信系统一体化实现从传感器到射手的一体化联动,并将从传感器到射手攻击目标时间缩短到几分种时间内。将来用微电子学和纳米电子学技术研制的全球信息栅格(GIG)以及高级性能计算机将可以实现即时发现目标即时进行打击,将作战攻击目标效率提高几个数量级。控制雷达、探测器和信息网络高效运转的是数字计算机技术,它可以从原始的回波信号中提取大量信息,并将这些信息以图像和文字符号方式提供给武器系统的操作射手。
2. 电子战技术
电子战(EW)已成为打赢现代高技术战争的关键技术领域之一。电子战包括三个主要组成部分,即电子攻击、电子防护和电子战支援。
电子战攻击武器主要由反辐射导弹、高能激光武器、高功率微波武器和带电粒子束武器。反辐射导弹是一种电子战硬杀伤兵器,美国空军已经发展了第四代反辐射导弹,目前以第三代AGM -88“哈姆”反辐射导弹为主,美国空军已对第五批次AGM-88C 加装了抗干扰软件,并提供了精确定位能力,对第六批次AGM -88D 改进了导航系统,安装了 GPS/INS,可在飞行前或飞行中编程,即使敌方发射机关机也可以进行攻击,第七批 AGM-88E 安装了双模式导引头,加装了毫米波雷达,该导引头系统采用自动目标算法,可以准确攻击面空导弹指挥车以及其它雷达和通信设施。在电子战防护和支援技术方面主要改进飞机视场覆盖面,探测高优先度的信号和威胁,进行精确定位和识别;发展机载信息与外部信息数据融合和利用先进信息处理技术,提高掌握战场有威胁的态势能力。
3. 系统电子学技术
该技术主要用于对态势掌握的补充、隐身操作电子学、分发时间性强的数据和发展灵活、可靠的小型电子装置。主要研究的技术有:为弥补对态势掌握的不足,扩充对外部信息源的感知能力;采用灵活、低成本、开放式结构进行信息和数据处理;用智能化技术改进航空电子学;自动化控制无人机和信息综合;发展新型飞机所用的显示器,改进其功能,这方面可采用大面积、高清晰度和高态势了解的有源矩阵液晶显示,使其平均无故障间隔时间提高30 ~100 倍;发展作战飞行程序异常时对执行任务没有影响电子设备;发展数字化微镜装置、有机光发射装置和平板式座舱和任务显示(目前美国空军战斗机都已选用有源矩阵液晶平板显示器),头盔显示器已经发展到第三代,头盔不仅能提供瞄准线和字符,还可以显出传感器得到的图像。
4. 军事专用电子装置技术
该技术涉及微电子技术、射频元器件和光电装置。微电子技术领域在未来 20 年中将突破 0. 1卜m 的物理极限,在2010 ~2020 年内可以实现纳米电子学中的单电子存储技术,特别是纳米电子学和以硅材料为基础的微机电系统(MEMS)将对21 世纪科学技术、生产方式甚至人类生活质量有深远影响。
射频元器件对雷达技术、电子战、通信系统和相控阵天线具有重要应用价值。雷达是实时、主动、全天候获取信息的探测手段,是作战平台实现精确打击的必备装置,也是发展先进武器系统测试和评估手段。光电装置是利用先进光电子技术发展各种探测器,在军事上有广泛应用价值:各种光电传感器是获取各种信息的手段,具有很强的探测能力和目标识别能力,在预警、侦察、监视、夜视、测绘、气象、水下目标和隐蔽目标探测以及生化战剂探测具有特别重要应用价值。
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