航空电子(精选12篇)
航空电子 篇1
近些年来, 随着航空电子技术的逐步发展及其精细化水平的逐步提升, 航空电子技术对于航空飞行所提供的服务也越来越多。应注意的是, 这也导致飞机故障分析、处理难度增大。为了保证航空运输的安全性, 要求必须加大航空电子技术的研发, 以便促进航空产业的发展与革新。
1 航空电子技术发展方向
就航空电子技术而言, 其未来主要的发展方向集中在传感器、COTS、开放式系统及其配套软硬件工程等方面。
1.1 传感器技术
当前, 有关传感器技术的应用费用已经占据航电系统总费用的70%。当前, 越来越多的传感器为了实现高精度、多功能性, 减少截获率而不断发展。其中, 射频传感器是当前该领域的重要发展趋势之一。针对新雷达制度而言, 不仅增强了其探测性能, 且提供了持续的驱动效力。当前, 有源相控阵雷达发展日趋成熟, 甚至投入装备领域。作为雷达领域新型技术之一, 相控阵体制与单脉冲、脉冲压缩技术、合成孔径技术等相比, 均更为高效、先进。有源相控阵雷达技术不仅具有极快的扫描速率, 且提供了多样化功能, 减少了截面积, 降低了拦截率。因而在高效探测识别领域具有广泛运用。利用软件重新构造波形, 针对可编程信号处理器展开有效处理, 能够极大地提升传感器性能, 借助于数据融合等技术, 能够保证目标信息的质量、准确性能等。
1.2 COTS技术
该技术即商用流行技术, 指的是将市场流行产品利用一定的改造, 在军装领域广泛应用的一项先进技术。该技术最早是在20世纪末诞生的, 其一经问世就在军事航空等领域得到了长足发展与推广应用, 该技术不仅于硬件领域广泛推广与运用, 而且在软件领域也有重要用途。COTS优势颇多, 具体如下:借助于强大的通用性能, 优秀的开放性能, 为系统提供了良好的兼容性能;借助于现代化科学技术, 推动了该技术的发展;具有较强的技术支持与可扩展性, 有助于产品更新换代与升级;能够直接通过货架采购, 保障了供货来源的稳定性;且采购费用低廉;研发及生产周期相对短;便于后期使用及维护保障, 维护保障成本低廉;无需投入庞大的费用专门开展研发。该技术应用于航电技术领域, 可以有效缩减配套组器件、模块数量。在应用该技术时需进一步加强该技术的推广应用, 以保证新航电技术运行过程的安全性、可靠性、稳定性。
1.3 开放系统结构
目前, 就市场、军用技术领域而言, 已实现了由传统封闭式结构朝开放式结构的转变, 这一转变就航空电子领域而言是严峻的挑战。其主要是利用开放式接口标准所定义的结构, 因此, 具有良好的可交互性、可移植性、可变规模等优势, 就系统结构而言, 其最大的优势在于其良好的经济性, 在系统开发、设计、使用、维护、更新等全过程, 可以显著降低成本, 增加其回收再利用的机会。为了达到开放式系统结构, 要求必须制订标准化接口, 以保证不同种类的产品研发均能依据标准规范进行。因此, 要求航电技术系统也必须加快制定开放式、标准化接口。就开放式系统结构来说, 这不仅关系着硬件设施, 还关乎软件系统。就航电系统软件而言, 包括操作系统、网络、程序、数据仓库等等, 均需遵循统一的标准, 并将可移植、二次应用、标准化、规范化、质量等有关要求分别融入表征参数之中。
1.4 软、硬件设计
模块化设计极大地简化了系统构架, 为该系统构架构建提供了基础。模块化设计需要基于SEM模块来进行, 能够将航电系统从三级维修成功朝着二级维修方向转变, 极大地减少了后勤保障成本。为推动航电系统实现高集约化、模块化, 必须采用模块化设计方式, 利用标准外场对模块进行更换, 此外, 还应尽可能不使用或少使用LRM。就系统功能设计而言, 必须结合系统架构及特性对所需软件结构进行科学选取, 若系统成功进入即时高速度计算发展阶段时, 必须加快分布式系统软件开发, 以尽快达到系统的可控化, 还应加强标准化接口研发利用, 以更好支持软件应用及可控化研究。
2 航电技术发展趋势
就航电技术而言, 其未来发展趋势将朝着信息化、综合化、网络化方向发展, 为了加快信息化建设, 解决网络化问题, 必须就配套设备、相关技术加强研发。
1) 综合化。这方面指的是航电技术集光电、通信、导航、雷达等配套设备、传感器技术于一体, 共同构成了多功能、多频谱相结合的综合化航电系统。
2) 信息化。这一趋势指的是为了有效提高航电信息的传输效率, 搜索、处理与应用功能, 借助于先进电子信息技术, 同时应用最新科学技术成果, 确保航电系统实现高集成化。
3) 网络化。这一发展趋势指的是借助于航电信息系统配套设施、装置等, 与航电网络实现有效联接, 从而能够带来更快速、高效的传输效率, 进一步拓展服务范围, 实现硬件、资源的高度共享, 继而提高系统的指挥能力、控制效果、生存性能等, 更好地借助于网络发挥系统对抗能力。如今, 网络化发展趋势已经成为航电系统的核心发展方向, 已经成为继“四代机”后该领域的又一关键发展趋势。
3 结论
综上所述, 航电技术在我国航空事业中具有广泛和深刻的应用, 不仅明显提升了飞机使用的稳定性、安全性, 还极大地满足了用户对于航空舒适度、经济性能等多方面的要求, 由此可见, 航电技术的广泛推广与应用已成为我国航空领域未来的发展潮流。
参考文献
[1]霍曼, 邓中卫.国外军用飞机航空电子系统发展趋势[J].航空电子技术, 2012 (4) :115-120.
[2]梁德文.外军“四代机”之后航空电子系统发展的探讨航电系统发展趋势[J].通信导航与指挥自动化, 2011 (6) :165-171.
航空电子 篇2
【引言】伴随当前通信技术、计算机技术、电子技术逐步发展,航空电子也处于飞速发展阶段,一些先进设备的使用让航电系统的整体稳定性大幅度提高,让航电系统的性能进一步增加,符合当前市场日益增长的需求,本文重点对我国航空电子的现状进行分析,并且对后续发展趋势进行预测,以供参考。我国航空电子的发展现状
航空电子开始于1970年前后,主要指的是飞机当中的一些电子系统综合。航空电子设备的种类多种多样,用途也各不相同,简单的有警用直升机上的探照灯等设备,复杂的有预警机当中的航电系统,也就是飞行器任务系统,这些电子设备都能够确保飞机完成各种指定的任务,依照任务的不同,航电设备可以分为军用以及民用两种,军用主要是以作战为基础进行使用,而民用主要是以导航为基础进行使用。因我是民航学生,故只对民航部分的航空电子做分析,不对军用航空电子进行分析。
1.1民用航空电子发展现状
我国出现航空电子之后,在航空电子系统当中,军机一直是主力,民用航空电子没有与当前的世界产业链进行融合,另外我国民用飞机大多数是从外国进口的,这就造成我国在对其进行研究以及分析市场需求方面存在缺陷,民用航空电子从制造业技术、可维护性、可靠性以及价格方面都和国外具有较大的差别,民用航空技术、机载航空系统技术管理能力都无法达到相关要求,跟不上民航发展的需要,尽管当前我国航电产业市场很大,然而在对大型飞机进行研究的过程中已经较为落后,造成我国航空电子系统的发展产生了严重的制约,无法保证在未来航空系统发展的过程中有领先的地位。在我国未来航空系统发展的过程中,一定要保证通用化、模块化、综合化,只有如此才能确保航空电子系统符合以后发展的需要,然而当前我国在实验研发大型飞机电子航空系统的过程中,依然处于尝试阶段,没有形成一个完整的体系。去年我国首款依照国际航空标准建立具有自主知识产权的民用飞机c919首飞,c919的首飞还带来了较大的市场空间能够,确保数控机床、冶金加工、金属材料、动力控制等航空产业链上下游的产业快速发展,确保我国的航空产业建立起来。我国航空电子发展的提高策略
2.1 制定产业政策,改善宏观环境
近年来,相关部门已经开始重视航空电子发展的重要性,并联合诸多部门,如:财政部,发改委部等以及相关电子公司和航空工业公司等的大型单位开始分析航空电子制造业中出现的各种问题,有针对性的制定出各种政策,以规范航空产业的发展。
2.2 修订法规体系,改善法规环境
对我国的民用航空法进行修订,依照国际民航的具体要求对通用航空的定义进行调整,对通用航空行业的法律地位进行明确,积极对当前的规章进行调整,并且将通用航空和航空运输界定以及相关内容的衔接问题解决,进一步简化和区分航空安全管理,人员执照管理等方面的内容,设立相关的规章制度,进一步细化准则和要求。
2.3 改善保障环境
对国家空管委等相关部门进行协调,进一步加强空低空空域改革的试点工作,对空域使用环境进行完善,其次从项目设备资金的角度,加强新技术的使用,积极推广高效的ADS-B系统,让指挥保障能力提高,依照航空运输企业的燃油费制度进行通用航空用油的补贴,从政策上保证航空管理的环境。
2.4 改善运营环境
加强飞行员的引进和培养,提高短途客货运输市场的服务条件,加强相关市场的保障政策,制定有指导性的作业价格,并且向社会公布参考价格,让机场收费降低,制定出合理的方案,保障通用航空使用民用机场的收费,积极制定相关的法规和标准,对民用飞行事故的等级标准进行明确,对安全管理责任进行区分,加强安全管理工作。
2.5 改善支持服务环境
首先,在飞机制造过程中,飞机制造业主管部门需要进行协调,申请国产飞机的补贴或者贴息等政策,让用户更好的购买国产飞机,并且对国产飞机使用过程中的情况进行反馈,让国产飞机的性价比进一步提高,确保售后制度的完善,让使用者的维护成本降低,其次,加强适航维修,鼓励一些社会力量积极建设维修企业,吸引国外飞机制造厂商投资,对维护人员的水平进行考核,加强维护人员的培训工作,让维护水平进一步提高,第三,改善代理服务和融资服务,积极引导一些社会力量加入相关领域,提高航空电子产品的维护水平。
2.6加强行业管理机构及队伍建设
在进行行政体系改革的时候,让政府管理机构的力量加强,并且建立起一套与中国航空发展相适应的管理体系,加强人员队伍的优化,让相关人员的行政执法能力和专业知识水平提高,需要将机场体系充分的建立起来,加强航空运行管理工作,可以从事一些观光、摄影、运输、紧急救难等飞行任务,另外,还需要对飞机的销售管理、融资等方面进行加强,重点加强这一方面人才的培养,加强考核制度,通航企业还需要以自身实际情况为基础,对国内外市场的需求进行挖掘,充分吸收国内外的先进经验,加强人力、物力的投入。我国民用航空电子发展趋势
伴随当前我国大型支线飞机c919客机的,投入市场,并且国内一些通用飞机,民航用直升机的快速发展,民用航空系统在我国,发展的过程中,已经进入前所未有的机遇期,在未来的20年之内,我国国产大型客机的需求量将会大幅度提高,航空电子行业将会随着c919的首飞带来较大的市场空间,与此同时,一些公务机、通用机、直升机、商用飞机等也逐步成为普通的航空电子产品,创造市场价值的空间,在c919研发的过程中,国内航空电子行业需要进一步以此为契机,创造一个成熟的航空产品发展集群,为以后我国民用航空的快速发展奠定基础。
在以后的发展过程中,我国民用航空电子方面不断需要加强发展,还需要进行对外合作工作,进一步融合国内外一些先进的民用飞机航空体系,加强全球化、规范化,与国外一些具有较高水平的航电系统研发企业进行合作,了解国外先进航电技术水平,让我国航电系统的研发实力提高。
结语:在我国航空事业发展的过程中,通用航空电子技术是支柱产业,所以一定要进一步了解航空电子技术,让我国航空事业的发展水平进一步提高,确保航空运输的安全性。
参考文献
电子客票,航空旅行模式的新宠 篇3
所谓电子客票是进行客票销售的一种途径,指的是一种由数字和字母组成的电子号码记录,记录旅客行程的全过程,是普通纸质机票的电子形式,在出票航空公司的数据库里存储有一切旅客相关的信息,并可完成一切纸票可以完成的功能,旅客仅凭身份证和这个号码就可以在机场直接办理登机手续。
2000年3月28日,中国南方航空股份有限公司首家在国内推出电子客票,开创了中国民航电子商务的新纪元。2004年9月,BSP电子客票开始投入使用。2006年11月,国际航协全面停发BSP纸制机票,并声言到2007年底全部取消纸票的销售。自此,电子客票大规模地进入了中国市场。电子客票对航空公司而言具有节省代理费用,节约印刷成本,票款到帐迅速,销售渠道扩展,人工支出缩减等巨大的优点,电子客票的推广应用为航空公司改善业务管理、提高管理效率、堵塞收益管理漏洞发挥了十分重要的作用。
对于旅客来讲,相对于纸质客票,电子客票更有着不可比拟的优势:首先是旅客省去了等待送票或者上门取票。其次,电子客票不会出现丢失或者损坏、忘带票等情况。电子客票的推出省去了代理人送票的环节,极大地方便了商务客户,而且旅客无遗失风险,最大程度地保障了消费者的利益。对代理人而言,操作上降低了操作风险,企业无积压客票、无控制票号出错、机票错位等事情的发生,便于企业更加简化管理。
国内外推广使用电子客票的环境差异
电子客票的起源和发展是由发达国家所特定的环境产生的,其标准也是建立在发达国家的经济、技术、社会等基础之上的,对于中国国情的适用性到底如何,应客观分析,充分认识到国际、国内对电子客票发展所需环境条件的差异。
从法制体系上看,首先,建设、健全民主法制的社会正是我国近期的奋斗目标,与电子客票相适应的法律法规正在逐步的完善:从信用体制上来说,发达国家已经建立了完善的商务及个人信用体系,为网上交易提供了有力保障,解决了前提条件;而国内目前尚未建立成熟的个人信用体系,网上消费受到各方面的限制:从消费习惯上说,普通消费者对电子商务这种新鲜的事物保持距离感,心理上对其有排斥现象。这主要是因为消费心理的习惯定势,消费者对没有实物的虚拟交易普遍存在担忧心理,在心理上有意识或无意识的排斥这种抽象虚幻的电子商务;从技术保障上而论,国际化大型航空公司拥有独立的定座、离港、结算系统,具有强大的系统研发实力,根据本公司的需要开发相应的电子客票销售系统,受技术开发实力和资金短缺的限制,国内除个别航空公司外都依赖中航信开发的系统或自主研发失败后转到中航信系统。
电子客票在国内成长过程中遇到的困难
基于国内目前关于电子商务的法律法规的有待完菩,个人信用体系的有待健全,国内消费者对电子商务的陌生感较强,认知度较低,都使得电子客票对消费者的吸引力远未达到其理想程度。而且电子客票的报销、签转、退票等手续的相对繁琐,同样对电子客票与消费者的贴近更是增加了障碍。
基于航空公司对电子客票的认识和接受、机场对电子客票的接受程度、电子客票的报销凭证、航信电子客票系统功能的完善、公众对电子客票的接受和使用、电子客票联运(国内和国际)以及国际电子客票销售等一系列的问题,电子客票虽然的确减少了航空公司本票的成本支出,但同时航空公司需要在建设电子客票使用及维护多的巨额投入,无形已经加大了成本的支出。而且最大的压力还不在与此,航空公司作为整个民航服务行业链条中最靠近旅客的一环,面临着所有电子客票使用过程中因先天不足所产生的各式问题的压力,已经成为电子客票问题的矛盾焦点。
电子客票发展中出现的具体问题
电子客票的优点之一是旅客可以自行通过网络完成定票和付款,但目前旅客真正实现自由购买并不容易。一是旅客为了弄清航班和比较价格,就要登陆不同航空公司的网站来选择,费时费力;二是航空公司指定的支付银行有多家,需要旅客有多张银行卡,银行要收取一定的交易手续费,并限制在线支付金额,旅客还要承担网上支付存在的资金风险,这些都限制了旅客直接购买电子客票的积极性,短期内旅客很难改变消费习惯,仍依赖传统代理人来定购机票。
具体表现为:婴儿、特殊旅客、代码共享航班不能出电子客票,必须以纸质机票替代:但很多机场已经没有了BSP纸票,导致婴儿旅客在机场无法购票;虚开价格问题,即《行程单》显示的票价高于销售系统的实际票价;机票被其他代理人换开或挂起,导致旅客在机场办理登机手续时无记录票号,无法找到订座记录,无法登机;航空公司B系统与代理人C系统信息不一致,导致代理人无法区分航空公司出票信息:支付问题,银行支付设置了限额,不能累加支付等。
解决电子客票管理的对策
电子客票从发展到成熟的过程中,行业主管部门政府应予以积极的支持、引导和规范,通过完善和制订管理法规、行业标准来促进电子客票的健康、快速发展,协调承运人、机场以及航信公司等单位的矛盾和问题,处理损害消费者的事件,防止因行政管理缺失造成航空市场秩序混乱。
各航空运输企业应尽快修订《运输总条件》,增加电子客票的相应内容,完善运输合同管理。加强各业务相关单位的内部协调。召集承运人、机场、中航信以及国际航协等单位,商讨如何协调进行电子客票的推广工作,对于推广过程中的各种问题,行政管理部门应给予更多的支持,避免企业费时费力走弯路;中航信应尽快解决系统间信息传递不畅问题。
行政管理部门应通过调研、检查等方式,了解电子客票推广过程中航空公司、机场、中航信、国际航协等单位在设施设备、人员培训、投诉处理、紧急情况的预案制订及演练等相关情况,督促企业做好电子客票推广的基础工作,完善系统功能、做好软硬件改造、改善支付结算系统、做好培训和宣传等配套工作,做好足够的预防措施,加强候机楼管理,防止发生重大服务事件:简化航班延误后的退票程序,一旦延误,航空公司在系统中统一输入信息,代理人根据这个信息为旅客办理退票,减少航班不正常时的服务压力。
规范电子客票的使用和管理
电子客票说到底是信息的电子化,在我国目前实现真正的电子化还需一段时间,在电子客票日趋成熟的发展中,技术部门应积极研究探讨出适合中国民航业特定国情的电子客票管理手段,真正从本质上实现民航客票的电子化,加强信息系统对电子客票推广使用的技术控制和支持。
循序渐进发展国内电子客票
电子客票在中国的推广工作要根据实际情况循序渐进,切忌搞一刀切,国外的航空大国电子客票要比我国发展更早更成熟,但目前仍旧是电子客票与纸质客票并存,实践证明纸质客票仍旧有存在的必要,消费人群千差万别,传统的购票习惯不是朝夕即改的,电子客票也有一个消费者接受的过程。机场设施改造也不是可以朝令夕改的,机场要改造更多人工值机柜台办理电子客票和处理托运行李,航空公司仍需在机场设立更多的自助值机系统,要保证所有偏远的规模较小的机场都可以办理电子客票离港登机。
航空电子货单:知易行难 篇4
10月10日, 电子客票的“姐妹篇”、国内民航首张电子货单诞生在广州白云国际机场, 终结了我国电子货运的空白史, 成为继2000年国内航空客运实现电子化后, 我国航空运输业在电子化运输领域的一大进步。
据电子货单系统的研发单位中国南方航空股份公司 (以下简称“南航”) 介绍, 发货人只需要在网络平台上简单动手, 就可生成一张电子货单, 接下来从承运到收货的整个航空货物运输过程将免去以往打单、盖章等手工传递过程, 实现无纸化办公。
何谓电子货单
目前, 传统纸质运单主要包括运输合同、货物托运证明或收据、运费账单、保险证明、海关申报文件、货物情况的详细描述、承运人的货物操作指导等。一般来说, 整单货物的空运完成首先要货运代理制作繁琐的纸质运单, 再去加盖海关、检验检疫、安全检查印章, 航空公司或其代理必须等纸质运单全部送达才能完成舱单制作, 并且要对运单进行分拣等操作后才能送上飞机, 而到达运单、舱单也要经处理才能发出到货通知, 整个过程需要大量的人力和时间做重复劳动。
根据国际航空运输协会 (I A T A, 以下简称“国际航协”) 的公开数据显示, 一单空运货物所涉及的纸质文件可达30多份, 全球每年航空货运产生的货运单多达3500万份, 所有货运文件可以装满约40架波音747-400型全货机。
“所谓电子货单, 即将货运单抛弃传统的八联纸质运单的形式, 而以一份电子数据的形式存在于信息系统中, 类似‘E-TICKET’, 即电子客票。”南航货运部电子商务管理室解释说。换句话说, 就是使航空货运的业务操作转变到对信息的审核和利用上来, 通过计算机系统信息检索、转换、传输以及分析的强项, 高效率地实现传统纸质运单的功能, 而省去纸质运单操作的种种不便。
据南航货运部电子商务管理室工作人员介绍, 至今年已有美国、英国、加拿大、法国、澳大利亚、新加坡等32个国家开始在部分航班的部分环节实施无纸化货运操作, 而国内电子化和无纸化的航空货运起步仍较晚。
实际上, 早在2005年国际航协就开始了电子货运的设想, 航空货运无纸化问题至今一直是整个行业讨论的焦点。随后其推出的电子货运项目计划在2010年彻底取消纸张文件, 通过削除重复劳动, 加速货物流转速度, 提高航空货运服务质量, 其根本目的就是帮助航空公司开源节流, 同时在航空货运界建立一种全新的无纸化运营标准。
好处多多
“电子货单具有操作便捷、数据准确、绿色环保等优点和功能, 不仅能够提高航空公司的服务质量, 更是能为航空公司、海关联检和代理企业节约不少成本, 也符合国家节能减排政策。同时, 更为航空货运进入物联网时代奠定了一定的技术基础。”南航货运部电子商务管理室工作人员告诉本刊记者。
电子货单推出后, 货运代理再也无需制作繁琐的八联纸质运单, 因为遗失纸质业务文件而耽误货物的运输的状况将不复存在, 增加货物信息透明度的同时, 更能确保信息及时准确到达海关系统, 整单货物的进出港流程相较以往也将大大简化。
“交货人或代理在交运货物时不需要同时交运纸质运单, 只需通过信息系统指令将出口电子运单信息发送给当地海关, 便可快速清关。而货物到达之前也可通过信息系统向目的地海关发送电子运单信息以提前申报。”据上述工作人员介绍, 南航预计在数月后实现此项功能。
而对于客户来说, 交货时提供货物交接单即可, 货主可以随时通过网络或手机短信实时追踪货物信息, 提货时也只需提供有效身份证明, 整个过程更加简单明了。“和电子客票一样, 在取消了纸质运单以后, 南航货运会推出与电子货单相对应的航程单给客户作为报销及其他凭证。”南航货运部电子商务管理室工作人员进一步解释说, 该航程单为一式一联, 由南航的结算中心发放, 一般由货运代理自行打印。
唐翼货运系统是南航面向各其它航空公司、航站、货运公司、货站及货运代理人的公用服务平台。据了解, 电子货单数据正是基于此广域网信息系统平台之上得以运行。“电子货单具有信息‘易录入’的优点, 其操作非常方便, 只需要代理人在唐翼系统中录入相关的运单数据并保存即可。”南航货运部表示。
记者了解到, 目前南航已经根据电子货单的推进计划在唐翼货运信息系统上进行改造, 有关唐翼系统与代理人系统之间的数据交换已经实现, 下一步将实现数据交换的正向传递功能, 以确保数据传输更加通畅和准确。
根据南航货运部测算, 电子货单成功实施后, 预计南航每年可节约3000万张纸质单据, 节省近百万元人民币, 同时物流链中每票货物的文件处理成本费用也将降低40%。电子货单的首批试点代理企业之一、穗佳物流有限公司的阙经理也告诉记者, 目前一家代理的录单员工大致有4个, 按一个员工平均每年30000元的人力成本算, 采用电子货单可以令代理企业减少一半的录单员工即减少2名员工, 这将为代理企业每年减少60000元的成本。
全面推广难
然而, 电子货单虽然有诸多好处, 全面推行却并非易事。据了解, 目前电子货单只在南航广州-大连航线的CZ3603航班试点使用, 试点代理也只限于穗佳物流和新邦物流两家。
对此, 南航货运部表示, “主要是因为目前国内只有南航采用电子货单, 如果南航取消了所有的纸质文件而全面采用电子货单和电子舱单, 那么没有使用南航货运系统的地方和单位将无法获得完整的货单数据和舱单数据。”换言之, 只有在全国范围内所有的航空公司和机场地面代理都使用电子货单, 纸质文件才能完全取消。
记者通过相关人士了解到, 下一步, 南航预计将在其分公司所在地推广使用电子货单, 然而要在全国范围内所有航线施行仍有一定难度。
穗佳物流的阙经理告诉记者, 目前最大的问题在于行业标准的统一。他表示, 南航推出的电子货单系统平台除了基于本身业务量增长的需要外, 在一定意义上同时致力于对电子货运有关共同标准、过程、程序和系统的电子信息进行系统的测试。然而, 全行业的统一标准仍需工信部及民航总局等部门支持并制定。
对于上述国际航协2010年彻底取消纸张文件的计划, 阙经理表示, 由于国内电子货运刚刚起步, 电子货运项目的全国范围内实施需要相关统一标准、技术和商业架构等先期到位, 从而使航空公司、货运代理公司、海关和各国政府之间可顺利完成电子信息及文档的无缝实时交换。因而全国范围内的实施将有可能比上述计划推迟3年。
航空电子机载通信技术论文 篇5
1.1集成精度的约束
在发展航空电子机载通讯技术的时候,需要使用各种集成电子技术,将许许多多的电子信息技术连接起来,所以这将是进行系统设计中的一个重要问题。线路集成问题已经从最初的数据线与开关产量之间的关系转变为调节光线数据总线中的数据控制方面的复杂性问题。所以对所使用到的软件的要求越来越高,对所使用的芯片集成度也要求的越来越高。航空电子通讯设备的集成度发展到今天已经有了很大的进步,飞机工程师已经能够熟练的解决各种集成问题。
1.2物理环境方面的约束
航空电子机载通讯技术中所包含的各种功能和用途的设备会在各种不同物理环境中进行使用,而且对各种系统的健壮程度的要求也不同,但是他们必须达到能够正常工作的状态,而且需要注意的是,不管是因为什么类型的通讯系统的设备都需要通过特定的环境测试。在进行具体的测试的过程中,可以对某一系统的使用在各种环境中进行测试,同时也可以对某一飞机零件进行测试,比如说防水性能、盐水喷射性能等等。但是测试之前要先评估其适用程度。
1.3系统安全性和质量方面的约束
浅谈航空电子信息工程技术发展 篇6
关键词:航空;电子信息技术
随着航空工程技术出现,航空电子信息工程技术的发展就一直在进行过。确实,航空电子工程技术也得到了很大程度的发展。但是,随着近几年来,世界各国航空事故的出现,人们对航空电子信息工程技术的发展的重视程度有增加了许多。
一、航空电子信息工程技术发展现状的分析
从上世纪五十年代,航空电子信息工程的出现开始,航空公司开始使用了无线电的电子信息技术。但是,随着我们国家的改革开放的进行,我们国家的各个方面都开始世界各个国进行接轨。当然,在航空电子信息领域的发展也是如此。在世界上电子科学技术方面的发展趋势是数字化。因此,航空电子信息工程技术也开始像数字化方向发展。随着航空电子信息工程技术的使用和改进,又开始了向模块化方向发展,进而向综合模块化方向发展。
从上述文章中对航空电子信息工程技术的发展,我们可以看出,我们国家航空电子信息工程技术的发展虽然起步比较晚,但是在后来的发展过程中还是比较迅速的,逐渐拉近了国际上各个国家的航空电子信息工程技术的发展的距离。
二、航空电子工程技术发展存在的问题
上述文章中分析了,我们国家在后来的航空电子信息工程技术中迎头赶上,但是,这并不意味着我们国家的电子信息工程技术的发展不存在任何问题,恰恰相反,我们国家在这方面的发展还有很多问题有待解决。
1.电子信息设备与航空设备协调问题
电子信息设备想要在航空设备中运行,就需要有航天设备适应它。首先,我们要考虑电子信息设备的重量问题。飞机在天空中飞行,如果质量过大,而动力设备不能给其足够支撑力,可想而知,会发生什么。而现在已有的技术还不能允许各种设备的较大重量。其次,我们要考虑的问题是电子设备的占用空间问题。航空之所以会存在必定是有其运输等各方面的价值存在。试想,如果电子信息设备占用较大空间就会导致其其他方面的价值减小。最后也是最重要的就是电子功能问题。随着航空技术的发展,自然对其像配套的各种设备的要求增加。,最重要就是电子信息设备。因为,在地面的人们需要时时刻刻监控飞机在空中的运行情况,以便其出现问题时,沃恩及时提供帮助。
2.可操作性问题
飞机在天空中飞行,一个小小的疏忽就可能会导致不可估量的损失。那么,电子信息设备的可操作性一定要很强。因为,如果电子信息设备的可操作性强,机组人员就可以及时采取措施或者及时像地面报告飞机上的运行情况,在发生危险的情况下及时采取措施。在这里我们想一下马航的情况。如果在飞机遭遇不测的时候,如果地面能够及时了解情况,及时采取措施也许就不会酿成悲剧。而且,在驾驶飞机的过程中,各个人员都是处于高度紧张状态,一不小心就会出现错误。如果在这样的情况下,电子信息设备的可操作性强,操作简单,当然出现问题的几率就会大大减小。但是,反之,在这样紧张的情况下,在加上繁琐的操作岂不是更容易出现问题。当然,在不出现问题的情况,能够更简单的操作、更强的可操作性也是非常好的。
3.经济问题
无论是在民用飞机还是军用飞机中,我们不得不考虑的一个问题就是经济问题。在民用飞机中,如果电子信息设备的成本较高的话,自然会对其发展造成阻碍。因为民用飞机的存在首先需要满足各个航空公司盈利的要求。如果电子信息设备的成本较高的话,飞机的价格就会很高,同时还要满足航空公司的盈利需求,那么只有在机票这方面提高价格。那么,在这样的情况下,航空的竞争就会失利,最终导致的结果还是航空的发展受阻。那么,在军用飞机的制造方面就不存在这样的问题。但是,这并不意味着在军用飞机的制造过程中需要考虑成本问题。因为军用飞机是用于国家的国防,但是在我们国家用语国防的经费是有限的。
三、航空电子信息技术工程的发展方向
1.增强航空电子信息工程技术的可操作性
上述文章中,我们分析电子设备可操作性在航空过程中的影响。因此,增强其可操作性非常必要。在对其进行设计的过程中就需要充分考虑,在飞机驾驶过程中人的反应情况、飞机内电子设备与其他设备之间的相互协调情况,进而考虑电子设备的改进。而且,科学技术的发展也可能会出现新的电子设备的发展方向。因此,在电子信息工程技术的发展中也要顺应信息技术的发展潮流。
2.增强电子设备各种功能的同时,降低电子设备的成本
成本问题是在每一种技术推进时都需要考虑的问题,在航空电子设备中也是如此。成本过高一定会给其发展带来阻碍。因此,在对其进行改进时要考虑其性价比之间的协调。
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航空电子系统的使用特点 篇7
航空电子系统经历了漫长的变革道路, 但是每次的变革都和让飞机的性能有质的飞越, 更进一步推动了航空事业的发展, 过去的航空电子是由航空仪表、无线电、雷达、燃油系统、引擎控制和无线电导航分开独立的进行工作, 所以也称不上航空电子, 只能称之为机械系统, 真正的航空电子在20世纪70年代产生的, 随着科学技术的发展, 航空电子事业也快速发展, 但是推动航空电子技术发展的主要动力还是在美国与苏联的冷战时期, 那时航空电子主要用于军事上, 飞机的设计预算主要都用在了航空电子上。后来随着民航飞机的广泛使用, 航空电子又得到了发展的空间, 飞行控制系统对于航空中的自然条件不得不大力的增加成本开发预算, 随着飞机成为人们的主要交通工具之一, 飞机的安全和飞行技术的精准化被人们所重视。
航空电子设备经历了漫长的发展道路, 有几次大的变革, 每一次变革都使飞机的性能得到很大的提高, 并且大力的推动航空电子技术的快速发展。最早的航空电子系统是由许多的独立系统组成的, 每一个独立系统都要有驾驶员进行操作, 并且不断的从各个子系统中接收外界的信息, 还要进行分析对战斗做出反应, 大大的耗费了驾驶员的精力, 这种航空电子系统叫做分立式结构。航空电子混合式结构系统是向综合化过渡的重要一步, 使得部分独立系统进行整合, 并且各分系统通过数据传输整合连接。联合式结构是通过1553总线将大多数的航空电子系统进行连接起来, 对各系统进行统一的调度和管理, 并且是传感器和分系统之间的能力不断的增加, 这一结构是如今大多数飞机使用的。未来的航空电子系统进一步实施综合化处理, 以实现各个系统处理功能的综合和传感器功能及信号处理功能的综合化, 并逐渐对飞行控制、发动机控制、通用设备控制等进行飞机管理系统的控制。
2 航空电子系统的使用特点
这些年以来航空电子系统经历了分立式、混合式、联合式、高度综合化的发展, 综合化的航空电子系统不仅实现了飞机上的信息进行综合, 而且还可以对外界的信息进行综合处理, 来满足现代化发展和意外情况的发生。功能区分是整个系统中功能特性相近、任务关联密切的部分, 在一个功能区内的资源资料可以共享, 可以对数据进行重构和容错, 美国人提出的宝石柱计划就是第四代战机上普遍应用的系统结构, 它的结构系统分为任务管理区、传感器管理区、飞机管理区, 任务管理区的功能是任务计算与管理、座舱管理、两个功能区域进行连接。传感器管理的功能是传感器数据分配、传感器信号处理、处理后的信号分发、传感器的控制。飞机管理区是推力矢量控制、通用设备控制、动机机控制、飞行控制等功能进行综合, 为了支援与控制飞机进行飞行的。
如今的航空电子系统的综合化进一步加深, 而且发展方向和范围都很广, 新的航空电子系统在传感信号处理及传感天线孔位上实现综合化, 在信号处理群集器中使用通用信号处理模块。飞机管理系统使多功能进行综合, 并对整个系统进行管理, 综合化就是对系统中的每个功能都进行管理。对于航空电子系统的模块、智能化的机内自检、二级维修体制的组合形成了全新的维修理念, 大大的降低了维修的成本, 减少了维修人员的劳动量。模块实现了硬件资源共享和硬件余度, 模块出现故障以后可以动态重构, 系统还可以正常的使用运行, 这种方法与过去的相比先进了很多, 具有灵活性大大的推迟了维修的时间, 如果飞机在飞行过程中航空电子系统出现故障, 就会为飞机的失控率大大的降低, 而且具有资源共享功能, 大大的提高了资源的利用率。如今的航空电子系统还具有智能化的特点, 过去的航空电子系统只会把这种子系统的数据传输给驾驶员或是变换成图形的模式, 但是还是要由驾驶员进行分析判定, 然后给予正确的指令, 而如今第四代航空电子系统可以实施收集数据、推理、判断和决策, 还可以给驾驶员信号来对驾驶过程中的问题进行提醒, 神经网络应用到飞机上可以让航空电子系统具有学习和适应能力, 这对驾驶员是很大的帮助。
3 航空电子系统设计中的约束力
飞机的电子系统是存在一定的约束力的, 飞机在设计制造过程中要遇到耗时、制造昂贵等问题, 从航空电子系统发展初期, 如何让电子系统相互连接起来就是科研人员的一大难题, 如今系统集成已经成为飞行控制数据的繁杂问题。同时飞机的环境不同, 系统的用途也是不同的, 比如说雷雨天气, 雾霾天气等, 飞机的电子系统就会发出不同的信号加以提示和应对, 还有飞机的振动是非常严重的问题, 对飞机本身的性能有很大的影响, 虽然对飞机的振动问题有一定的标准, 但是设计人员在经济和利益方面考虑往往会忽略这一问题, 飞机上的系统的安全性能得不到保障, 在飞机设计中, 安全性设计一般表述为可靠性及耐用性, 极大的影响着飞机的设计方法和使用性能。
4 航空电子系统的应用范围
航空电子系统是一个庞大的科学网络系统, 它的内部有很多的分系统, 电子系统作为航空电子系统的重要组成部分, 在每一个飞机上都在显著的位置, 所有的控制飞机飞行的系统都能由驾驶员来控制。通信系统也是在航空电子系统中很早就有的, 飞机与地面的通信是很重要的, 机载通信是由公共地址和飞机交互通信提供的。导航系统是为飞机的飞行提供安全的路线, 是通过传感器来告知飞行员飞行路线内的安全问题。显示系统是帮助飞机中各数据传输给飞行员时更简单直观, 显示系统还负责检查关键的传感器数据。飞行控制系统是自动控制飞机的飞行, 大大的减少了飞行员的工作时间和工作负荷, 减少了飞行员疲劳驾驶带来的失误。防撞系统可以检测到附近的飞机和不明物体, 并传输给系统防止空中相撞的指令, 为了防止与地面相撞, 还有近地警告系统。气象雷达系统对暴雨或闪电有勘察能力, 如果遇到暴雨或闪电引起的对流和湍流, 气象雷达系统会提示飞行员绕开这一区域。战术任务系统主要是针对军用飞机, 对与发射武器能够像武器的眼睛一样精确打击目标。还有声纳、光电系统电子预警系统、机载网络系统等都是飞机上必不可少的电子系统, 对于飞机的正常行驶安全有很大的作用。
结束语
航空电子系统是飞机的眼睛和耳朵, 是航空智能化信息化发展的方向, 只有不断的更新升级航空电子系统, 才能让我国的飞机具有更加稳定的飞行, 这对我国的人们生命财产安全有很大的意义, 也对我国的领土保护有重要的意义。我国应大力发展航空电子系统技术, 争取早日研制出具有中国特色的航空电子系统。
摘要:随着科技的发展, 航空电子也得到了快速的发展, 在航空电子领域中软件规模化、综合化、模块化成为机载软件操作系统的新要求。通过对管理系统内的内存、CPU、通信等, 使机载操作系统实现综合化管理模式。
关键词:航空,电子,系统,使用,特点
参考文献
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航空电子数据总线技术研究 篇8
伴随计算机在航空电子系统中的广泛应用,总线技术应运而生。总线技术的出现是从系统工程的角度统筹设计航空电子系统的结果,目的是通过多路传输总线将机上各计算机构成分布式信息网络,实现信息的有效传输、共享,实现座舱的综合显示和控制,从而形成综合化的航空电子系统。
目前,总线技术已成为现代飞机的基本特点。具有代表性的总线标准包括MIL_STD_1553B和ARINC429等总线标准,在F-16,B-52,F-22,A310,B-747等飞机上广泛使用。随着电子技术的进一步发展,新型高速数据总线不断涌现,波音公司提出了ARINC629标准,美国F-22和F-35已开始使用光纤高速数据总线。本文对目前国内外使用较多的数据总线进行描述和优缺点分析;同时,介绍现阶段研究较热的部分高速总线技术。
1 MIL_STD_1553B
MIL_STD_1553B总线全称为飞行器内部时分命令/响应式多路数据总线[1],它是由美国自动化工程师协会在军方和工业界的支持下,正式公布于1978年,1986年~1993年进行了修改和补充。我国与之对应的标准是GJB289A-97。该总线采用冗余的总线型拓扑结构,传输数据率可达1 Mb/s ,典型的1553总线结构如图1所示。其主要功能是为所有连接到总线上的航空电子系统提供综合化、集中式的系统控制和标准化接口。该总线技术首先运用于美国空军F-16战斗机。在过去的30年中,MIL _STD_1553B 已成功地应用于多种战机,并且成功应用于其他控制领域,如导弹控制、舰船控制等。
2 ARINC429
ARINC429总线协议是美国航空电子工程委员会于1977年9月发表并获得批准使用的,它的全称是数字式信息传输系统(DITS)。协议标准规定了航空电子设备及有关系统间的数字信息传输要求。ARINC429广泛应用在民航客机中,如B-737,A310等,俄制军用飞机也选用了类似的技术。我国与之对应的标准是HB6096-SZ-01。ARINC429总线是面向接口型数据传输结构,总线上定义了2种设备,发送设备只能有1个,而接收设备却可以有多个。发送设备与接收设备采用屏蔽双绞线传输信息,传输方式为单向广播式,调制方式采用双极性归零制三态码,传输数据率可达100 Kb/s 。
虽然MIL-STD-1553B总线和ARINC429总线在目前应用广泛,但在应用中两种总线都暴露出不同程度的缺点。如:MIL_STD_1553B总线由于使用窄带宽的屏蔽双绞线,难以在电磁干扰环境下。提供高性能和高可靠性的高速数据传输,而且其最大的缺点是整个总线由集中的总线控制器来控制,整个总线系统的通信是在总线控制器的指挥下进行的,这给总线带来潜在的单点故障,影响可靠性,一旦总线控制器失效,将造成整个总线系统的瘫痪[2]。而ARINC429总线尽管舍弃了总线控制器,但其代价是为了使总线上信息有序传输而不相碰,只能1个信息源用1条429总线,这在航空电子设备激增的情形下是不允许的。当然,ARINC429总线还有其他突出的缺点,如带宽有限,技术陈旧落后,接口不能适应新的微处理机,异步回路,因而导致数据传输有延迟;当航空电子系统的综合规模增大时,由于ARINC429总线传输的不同步将是系统性能变坏。由于这些缺点,在这两种总线的使用过程中逐渐发展出进一步的替代标准MIL_STD_1773,STANAG 3910和ARINC629标准。
3 MIL_STD_1773
1988年,美国国防部发布了新的军用标准即MIL_STD_1773,这个标准主要是对MIL_STD_1553在传输介质上的一个改进,其利用光纤传输介质来取代屏蔽双绞线以及电缆,其他的高层协议与MIL_STD_1553B相同。MIL_STD_1773数据总线在20世纪90年代已被美国国家航空和宇宙航行局(NASA)和海军(NAVY)所使用,其中, F -18战斗机就使用这一标准。目前,MIL_STD_1773 已发展到了双速率、高速度的阶段,其中,波音(Boeing)公司研制了基于MIL_STD_1773标准的双速率的收发器(具有1 Mb/s和20 Mb/s两种速率) ,其中1 Mb/s主要用于MIL_STD_1553B总线,而20 Mb/s主要用于高速数据传输[3]。
4 STANAG 3910
在20世纪90年代初,北约(NATO)在研制欧洲新一代战机时,提出了一种新的数据总线欧洲标准——STANAG3910,这种标准主要是用来改进机载数据总线的传输速率,以适应新一代战机的发展要求。STANAG3910也是一种指令/响应协议,采用双速率传输总线结构。高速通道具有20 Mb/s的传输速率,以满足现今绝大多数战机航电子系统之间高速通信的要求,而低速率的MIL_STD_1553B通道主要控制高速率的通信。使用相同的传输介质可以连接STANAG3910系统和MIL_STD_1553B 系统[4] ,这样就可以很方便地对MIL_STD_1553B系统进行升级改进,并且20 Mb/s的高速通道既可采用光纤也可采用同轴电缆作为其传输介质。使用STANAG3910 可以非常有效地对现有MIL_STD_1553B系统进行升级,以提供高传输速率来满足未来战机的发展需要。这样就可以提高MIL_STD_1553B系统的使用寿命,在新一代战机所要求的高速数据总线和航空电子系统通信稳定性(使用MIL_STD_1553B总线的系统性能非常稳定)上取得较好的结合点[5]。事实上,欧洲2个军用战机项目均使用了该总线技术,如:英国、德国、意大利、西班牙联合开发的欧洲战斗机(EFA)以及法国单独研制的RAFALE战斗机。
5 ARINC629
ARINC629总线是波音公司为民用机开发的一种新型总线数字式自主终端存取通信(digital autonomous terminal access communications,DATAC),总线传输率为2 Mb/s,线性拓扑结构,符合Hans准则;从工作流程图(见图2)可以看出,任一终端能否占用总线,取决于2个因素:终端状态和总线状态。右边支路描述终端状态,当终端1次发送数据,则启动TI计数器,一直到TI计满为止则有可能再次发送数据;左边支路描述总线状态,当SG和TG未计满时,总线上出现信号(别的终端在发送)则将这两个计数器复位并重新计数,当SG和TG计满时,若总线上出现信号,则SG不复位,而TG必须复位。当这两条支路同时满足条件时,本终端才发送数据。比较而言,ARINC629具有自主控制、可双向传输、连接简单、“插入式”兼容等特点,因而在波音-777上得到了广泛的应用,成为机上信号处理、航空电子系统、动力系统、飞机构架系统及自动驾驶仪通信的基础。
MIL-STD-1773,STANAG3910,ARINC629等总线技术的出现在一定程度上缓解了军(民)用飞机对通信的需要;但随着技术的进步,新一代航空电子系统中开始要求大信息量的视频、声音、实时数据在设备间的传输,同时伴随着航电系统数据处理能力的快速提高(比上一代提高了2~3个数量级),为了解决数据的实时传输和与系统处理速度的匹配问题,则要求数据总线的通信速率相对三代机至少提高1 000倍达到千兆比特的传输速率。因此上述的机载通信协议已远远不能满足新型飞机的数据传输要求。比如,美军的F-22战机就采用了数据率为400 Mb/s的点对点光纤链路实现传感器到通用综合处理机(CIP)及CIP到座舱控制显示系统的高速数据传输;RAH-66侦察攻击直升机也使用了数据率为800 Mb/s的光纤传感器数据分配网络传输来自驾驶员夜视系统、目标搜索系统和毫米波雷达的数据。为了满足上述要求,就需要制定新的航空数据总线标准(如新型光纤通道技术)来取代以上标准。
6 新型光纤通道技术
光纤通道FC(fiber channel)技术是美国国家标准委员ANSI于1998年开始制定的数据通信标准,是将计算机通道技术和网络技术有机结合起来,具有全新概念的通信机制[6]。2005年开始小部分成熟的ANSI标准被ISO/IEC组织采纳作为国际标准,光纤通道标准共分5层:介质接口层、传输协议层、帧协议层、综合服务层和高层服务层。其传输速率可达数吉比特每秒,可有效地支持无压缩数字视频信号的传输,满足未来战机的发展需求,如F-16, F-15只需要581 Mb/s的传输速率。光纤通道的拓扑结构灵活多样,按网络功能和带宽的不同要求构成点对点型、交换网型、仲裁环型等结构。光纤通道技术受到国外尤其是美国军方的重视,美国军方专门成立了FC -AE ( fiber channel for avionics environment)小组,制定了航空电子版光纤通道( FC -AE)标准。美国F-35飞机在研制中,光纤通道技术已成为高速网络构建的基础。由于光纤通道网络在提供高速率传输的同时,还能够保证信号传输的质量,这就使得它非常适合新一代飞机使用。
7 结 语
航空电子系统选用数据总线的基础是该总线标准是否满足系统通信速率、可靠性、抗干扰、兼容性、可扩展等要求,MIL-STD-1553B和ARINC429总线技术,由于具有一系列优点,在飞机上得到了广泛的应用,但随着技术的发展,这两种总线技术已不能满足新型飞机的发展要求。
为解决这些问题,为新一代飞机的发展提供先进的数据总线技术,必须使用新型的数据总线技术。通过以上对数据总线技术发展的简要分析, FC技术由于具备的高速率的数据传输特性、高可靠性通信、扩展余度大等特点,非常适合航空数据通信的发展要求,应该成为我国航空用数据总线的研究和关注焦点。
摘要:对目前国内外运用较多的航空数据总线技术进行简要的介绍,根据实际使用情况分析了MILSTD1553B和ARINC429等总线技术的特点、存在的问题和缺陷。在此基础上描述了为适应新的通信需要逐步发展出来的新型总线技术,包括MILSTD1773,STANAG 3910,Arinc629,光纤通道FC等内容;由于FC技术具备高速率的数据传输特性,高可靠性通信、扩展余度大等特点,非常适合航空数据通信的发展要求。
关键词:航空数据总线,高速数据总线,光纤通道,航空数据通信
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综合模块化航空电子系统 篇9
关键词:航空电子,IMA,ARINC 653
0 引言
20世纪90年代, 飞机航空电子系统系统发展为综合模块化航空电子系统 (Integrated Modular Avionics, IMA) , 使得飞机进入了一个全新时代。IMA平台下能够驻留种类繁多、不同功能、不同安全等级的应用, 将传统的单独的航空电子系统集中一个通用的平台上, 其具有资源分配最优化、最大限度地减小系统体积和重量、降低设备能源消耗等优点。IMA系统是一种开放式系统结构, 平台软件和硬件的更新可独立进行, 使得修改或升级飞机系统功能都比较容易, 满足了飞机经济性、维修性以及不断增长的功能需求。当前新一代飞机除了将数据处理功能和通信、导航和显示等航电功能综合进IMA平台外, 一些非航电系统功能, 如液压、燃油、电源等系统也被集成到平台里。因此, 综合模块化航电系统已经成为飞机的发展趋势, 对IMA系统的研究显得越来越重要。本文综述了航空电子系统的发展历史和IMA系统的概念、架构、软件平台以及应用现状。
1 航空电子系统发展历史
航空电子在早期主要是支持飞机起飞、着陆、导航、通信的电子系统。随着技术进步, 航空电子系统慢慢发展成包括飞行管理、飞行控制、导航、数据与语音通信、综合监视与机载告警、客舱娱乐、座舱显示、机内通话等主要功能系统。随着飞机功能、设计需求的增多以及电子技术的进步, 航电系统的重要性得到不断地提高, 并逐步向综合化、模块化、开放式的方向发展。航空电子系统对于飞机的安全性和可靠性越来越重要, 同时也不断地提高飞机的经济性和舒适性, 因此航空电子系统在飞机设计中的重要性不断提高。先进的航空电子系统目前已成为先进飞机的一个重要特征。
航空电子系统的发展经历了分立式、联合式、综合式到先进综合式这4个阶段。图1给出了4种航空电子系统的演变。
1.1 分立式航空电子系统
在分立式航空电子系统时代, 所有的航空电子系统都是独立的, 每一个航空电子系统都是单独完成某个特定的功能, 对航空电子系统的操作相当复杂。飞行员需要通过驾驶舱内的控制板和仪表盘去分别获取每个分立的航空电子系统显示信息, 然后完成相应的操作与控制。随着飞机的发展, 飞机中增加了越来越多的系统, 飞行员面对的信息量不断增大, 操作的繁琐性也不断增加, 对飞机的控制要求越来越难。同时, 因为增加了大量的飞机航电系统以及相应的一对一的线缆, 飞机的重量也大大增加, 制约了飞机的经济性。
1.2 联合式航空电子系统
针对分立式航空电子系统线缆的连接方式, 美国空军莱特实验室采用了数据传输总线的方式以及各类标准的物理接口, 提出了联合式航空电子系统架构, 使得所有的航电系统可以通过数据总线进行传输, 大大降低了线缆的重量和体积, 提高了飞机的经济性。同时, 联合式航空电子系统将显示和控制进行了综合, 减轻了飞行员负担, 提升了飞机性能。不过随着航空电子系统的复杂性不断提高, 联合式航空电子系统也出现了局限性, 其只是简单地综合了显示控制, 同时总线宽带较低。
1.3 综合式航空电子系统
针对联合式航空电子系统的局限性, 莱特实验室在20世纪80年代提出了宝石柱航空电子系统架构, 即综合式航空电子系统架构。综合式航空电子系统架构真正实现了航空电子系统的功能综合, 由通用数据处理机组成, 将不同系统的信息处理和飞机接口功能综合起来, 完成数据处理和任务管理功能。综合式航空电子系统是模块化航空电子系统架构, 每个模块都是高度综合化、通用化。通用模块的使用提升航空电子系统的可靠性和经济性。
1.4 先进综合式航空电子系统
莱特实验室在宝石柱航空电子架构的基础上, 在天线孔径和信号处理领域里使用了综合化、模块化的概念, 提出了宝石平台计划, 即先进综合模块化航空电子IMA架构。IMA系统采用商业货架产品 (COTS) 和开放式架构等手段大大降低了航空电子系统的成本, 提高飞机系统的可靠性, 同时由于维修的简化和通用模块的易于采购, 大大降低了飞机航线的维修成本。
2 综合模块化航空电子系统
2.1 IMA系统基本概念
IMA系统是指先进飞机上的实时计算机平台以及相应的分布式网络, 包括若干个计算处理模块以及网络接口, IMA系统上可以驻留不同安全等级的应用程序, 各种类型的数据均可接入IMA网络。IMA的核心理念是实现硬件的共享, 即多个应用程序可以共享同一个硬件单元, 这种共享就可以减少处理单元数、网络数据线、I/O接口数量, 同时还可相应地减小航空电子系统的重量、体积、功耗等。
2.2 IMA系统基本架构
IMA系统的基本架构主要由四部分组成, 即:IMA机柜、全局数据总线、与全局数据总线连接的设备以及远端数据集中器, 与全局数据总线相连接的设备分为可直接与全局数据总线连接的设备和不能与全局数据总线直接连接的设备, 如图2所示。
IMA机柜主要是用来提供存储和计算资源, 同时为驻留在其中的应用程序提供相应的接口。IMA机柜由三部分组成:IMA机柜框架、背板和内部功能模块。IMA机柜框架承载了所有机柜内部功能模块, 同时为其提供了相应的机械和电气环境。背板为机柜内部功能模块和机柜外的航电设备提供接口, 背板分为三部分:第一部分是背板总线, 是用来为功能模块之间进行信息传递;第二部分是用来进行电能分配;第三部分是全局数据总线和背板之间的接口。IMA机柜内部功能模块应该被设计成航线可更换模块, 方便插拔维护, 机柜内部功能模块能够实现不同类型的功能, 例如数据存储、核心处理器、电源模块、总线桥、I/O接口、网关等。
全局数据总线用于IMA机柜与飞机其他设备, 以及飞机其他设备之间的相互通信。在ARINC 651报告中将ARINC 629总线规范定义为全局数据总线规范。而实际上, IMA系统所使用的全局数据总线并不仅仅限于ARINC 629总线规范, 如空客A380和波音787所使用的全局数据总线便是符合ARINC 664标准的航电全双工交换式以太网。
与全局数据总线相连的设备, 按照是否与全局数据总线兼容分为两类。如果设备与全局数据总线兼容, 则可以直接将其与全局数据总线相连, 与IMA机柜和其他网络上的设备相互通信。如果设备与全局数据总线不兼容, 则需要将其与远程数据集中器相连, 然后通过远程数据集中器转换为与全局数据总线相兼容的格式, 再与IMA机柜和其他网络上的设备相互通信。
远程数据集中器是为不能直接接入全局数据总线的设备服务, 既可以作为输入设备也可以作为输出设备。当远程数据集中器作为输入设备时, 它将外部设备的数据从离散、模拟或其他总线规范的格式转换为与全局数据总线相兼容的数据格式。当远程数据集中器作为输出设备时, 它将全局数据总线传输的数据转换为离散、模拟或者其他总线规范的格式。远程数据集中器还负责监控数据网络上设备的健康状态。
2.3 IMA软件平台
美国ARINC公司在1997年1月发布了ARINC 653工业标准规范, 该工业标准规范是专门针对航空电子系统软件平台提出的一系列规范, 是为了确保软件平台上的应用彼此间不会互相干扰。目前ARINC 653标准规范已经成为大型民用飞机IMA系统中的主流标准规范, 只有满足ARINC 653标准规范的软件平台, 才可以在IMA系统中安全稳定地运行。空客A380和波音787的IMA系统所采用的操作系统平台均基于ARINC 653标准规范。
Vx Works 653 Platform便是一种基于ARINC 653标准规范所开发的操作系统, 是由美国风河公司研发的一款专门用于综合模块化航空电子系统的嵌入式操作系统。该操作系统可以支持多种硬件平台, 具有良好的实时性能。它的时间调度机制为基于优先级的抢占式机制和同一优先级下的时间片轮流调度机制, 从而保证了实时性要求。同时它支持区间保护功能, 将硬件平台虚拟为各种不同安全等级的区间, 确保不同的区间内驻留的软件互不干扰。每个区间的运行状态对整个IMA系统的影响仅局限于每个区间内部, 当某一个区间崩溃, 并不会影响到其它区间的正常运行。图3是来自风河公司官网的Vx Works 653 Platform操作系统的架构。
2.4 主流IMA系统介绍
目前最新主流的IMA系统存在两种架构, 分别为分布式IMA架构和集中式IMA架构, 其中空客的A380使用了分布式IMA架构, IMA系统被分为三个不同的功能区域, 其数据处理通过不同功能类型的IMA机柜执行。波音的B787使用了集中式IMA架构, 公共处理资源在两个集中的IMA机柜中, 这两个IMA机柜互为备份。同时B787采用了开放式的通用结构设计, 能方便快捷地对IMA设备进行更换和升级。
3 结论
当前随着综合程度越来越高, 系统的规模越来越大, 架构越来越复杂, 使用IMA系统已经成为未来飞机的发展必然趋势。我国想要发展好自己的民用客机, 必然需要采用IMA系统, 因此必须对IMA系统进行更多更深的了解, 必须深刻理解综合化、模块化以及开放式架构的理念, 使得IMA系统在国产民机中得到更好的应用。
参考文献
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民用航空电子设备选型浅析 篇10
关键词:飞机选型,设备选装,层次分析法
1 BFE项目的确定
要进行航空电子设备的选型, 首先要了解什么是BFE项目。Buyer Furnished Equipment, 买方提供的设备, 简称BFE。在BFE项目确定之前, 首先需要确定飞机哪些项目需要选型。飞机制造商为便于航空公司选定飞机系统和设备的配置以满足航空公司的客户化要求, 在取得型号合格证的基础上建立了一套飞机构型文件, 其中的文件之一为标准规范文件或构型规范文件, 即飞机的初始适航必须满足该文件规定的构型和性能要求[1]。
在确定了飞机系统和功能配置后, 就可以进行选型项目的另一个主要部分, 设备选型项目, 其中最重要的就是BFE项目, 即要由航空公司提供的设备, 而航空公司不可能提供此种设备。此类设备有很多, 如电子设备、厨房、座椅、货舱装载系统、发动机等都在BFE项目之内。通常飞机制造商会提供一份符合型号合格证要求的飞机设备选型文件供航空公司参考。航空公司可以通过此文件, 选择合格的设备供应商和自己需要的设备, 通过对供应商服务和设备性能的综合评估, 从中选择最优设备, 完成飞机构型的客户化。此文件中的构型设备都已符合初始适航的要求。由于BFE项目设备不是由飞机制造商提供, 飞机制造商仅在设备交付时完成装机工作, 所以设备价格的谈判与合同的签订也只与设备生产厂进行, 飞机制造商不参与, 但可提供咨询服务。一般BFE项目都是竞争厂家多, 购买数量多, 总价高的设备, 便于航空公司通过谈判节省购机成本。
2 应用层次分析法评估电子设备的基本原理
确定了BFE项目, 也就确定了哪些航空电子设备可以加入选型, 进而可以从这些待选设备中, 使用合适的分析方法选出最合理的设备。层次分析法, Analytic Hierarchy Process, 简称AHP, 是由萨蒂教授于20世纪70年代初提出。是将与最终决策有关的元素分解成目标、准则、方案等层次, 在此基础上进行定性和定量分析的决策方法。引入我国后, 在一些大型工程项目与民航飞机的选型评估中得到了成功的应用。它的一个基本思想, 是把一个复杂的多目标决策问题作为一个系统, 将目标分解为若干个基本的、决定性的评估准则, 进而分解为多指标的若干层次, 利用对这些指标的模糊量化方法对其进行排序, 最终做出方案决策的系统方法。根据需要, 可以建立多层的层次评估模型。并对各准则加以相对权重, 以体现对总目标的影响程度。这样, 我们就可以通过对所建立的层次分析模型中的各项评估指标逐项进行计算, 所得最终权重最大者即为最优方案, 使评估选型变得简单易行。
图1所示的四层层次分析模型为一种通用的航空电子设备分析模型。航空公司可对模型的结构, 按照本公司的飞机型号, 经营方针和系统的复杂程度进行修改。如此, 在进行具体的评估选型时, 就可获得针对性的评估分析模型。
目标函数为层次分析模型的目标层A。在对航空电子设备进行评估选型时, 最终需要的最佳电子系统, 就是从这些预选方案中来选择、确定。评估分析的目标需要从目标函数的定义上得到准确的体现, 公司的策略思想也需要从中得到体现。通过对每个评估指标的对比判断, 可将A比B的优劣用1-9的分值来表示。
根据目标函数 (目标层A) 的定义, 选定以性能B1、可靠性B2、维修性B3、成本B4作为模型的准则层, 这4个评判标准是建立在对航空电子系统的各种要求的反复斟酌的基础上, 是用来判断系统是不是最佳的依据。当然, 根据不同的公司要求, 可以确定不同的评估准则, 但必需能够充分地说明系统的总体性质。
第三层C层为指标层。它是目标层B的子层, 用来细化B层的评估指标, 以衡量设备的性能优劣。同样, 这些下级指标也可以根据不同的情况来调整、设定。在对这些指标进行评估时, 公司的决策部门对于设备的侧重点是通过增减各评估指标的相对权重来实现的。例如, 如果更看重电子设备的性能, 对于成本要求较低, 则前者的权重相对于后者可以更高;反之, 如果成本是首要考虑的因素, 设备性能相对要求较低, 则成本这一准则的权重就可以较高。这样, 公司的战略发展要求等主观因素与设备的标准性能等客观因素就能在同一个层次分析模型中得到体现, 在整个航空电子设备的选型过程中, 航空公司对设备要求的侧重点就能传导到最终的最优方案上。
方案层D是模型的最下面一层。它是由BFE项目确认的几个设备生产厂家, 提出符合航空公司要求的待选设备。航空公司将这几个设备最为初选方案, 通过对B、C层的深入评价, 最终确定出最佳的电子设备。
在实际的评估选型中, 为了保证评估准则的准确性以及相对权重分配的合理性, 可以事先组织各参与选型的部门 (如工程部, 航材处, 选型处等) 讨论, 综合各部门的意见, 使最终的评估准则和相对权重更合理。航空公司的经营理念和发展思路也能得到更好的体现。显然, 由于各航空公司的评估准则和相对权重的不同, 所得出的最终选型决策也是不同的。
应用层次分析模型, 可以有机的结合客观的技术参数与主观的分析判断, 可以把航空公司的经营思想、发展发展方针与电子设备的技术指标结合在一起, 通过计算得出各评估方案的优劣顺序, 使航空公司可以更准确、更客观地决定选用哪个电子设备。对航空公司未来的运营、发展打下良好的基础。
参考文献
航空电子 篇11
关键词: 航空电子对抗原理 虚拟实验 混频器
航空电子对抗原理是航空电子对抗专业士官的基础课程,集理论性、方法性与作战应用性于一体,是航空电子对抗装备维修保障、航空电子对抗装备作战使用和航空电子对抗战法研究等一系列专业课的前期学习平台。通过该课程的学习,要求学员能够理解航空电子对抗的基本概念、基本原理及实现方法,为后续课程的学习奠定理论基础。
1.传统教学的局限性
“航空电子对抗原理”是电子对抗专业士官学员接触的首门专业基础课,理论性强,学时长,课程中包含较多的电路原理和信号变换分析内容。传统教学以理论讲授为主,教员为主导,学生普遍反应内容抽象,枯燥难学,不易理解和掌握,学习兴趣不高,多个期班的统计数据表明教学效果不理想。
2.引入虚拟实验的教学方法
随着仿真技术的发展,越来越多的教员将仿真技术带入航空电子对抗原理课堂,应用比较多的是虚拟实验。虚拟实验利用计算机能够实现视频播放、动画演示、高速运算、电路设计、信号展示及人机交互等功能,不受时间、地点和设备的限制。将虚拟实验引入航空电子对抗原理课堂,将理论教学与虚拟实验相结合,把不清楚、难理解的电路图分解化,把看不见、摸不到的信号图像化,更具直观性和生动性,使枯燥的理论内容变得更加有趣,更容易调动学员的课堂学习积极性,一定程度上强化教学效果。
但是目前,在课堂上利用虚拟实验辅助教学还是以教员展示为主,通常都是教员预先准备好,将电路图、参数、分析工具等都预先调试成功后,在课堂上需要的地方进行演示。这种通过预设情境直接演示效果的虚拟实验教学方法虽然增加了教学手段,但依然属于教员讲、学员听的传统灌输式教学方法。学员即使理解了教学内容,也只能达到知其然而不知其所以然的效果,不能将虚拟实验在理论教学中的最佳效果发挥出来。
为了适应部队需求,电子对抗专业士官人才培养方案不断改革,更强调培养学员的应用能力、实践能力和创新能力。因此,教学过程中要充分发挥学员的主观能动性,让学员在课堂上动起来。虚拟实验恰恰满足了这个要求,它具备以下特点:(1)操作简单,不受场所限制,只需在计算机上安装相应软件就可以完成。(2)安全省事,不必担忧用电安全及仪器操作的问题。(3)电学性强,可以清楚地显示电路的各种电学状态,而且可以通过改变参数得到新的分析波形。在课堂上要充分发挥学员的主观能动性,让学员利用虚拟仪器等工具自己动手,搭建电路,讲解电路,总结信号规律,达到学懂学会的效果。
3.应用举例
在电子对抗专业,混频器应用比较广泛,比如超外差接收机、信道化接收机、瞬时测频接收机等需要进行频率改变操作基本都是由混频器实现的。混频器进行频率改变时,能将一个信号的载频变换为另外一个载频,并且新变化后的新载频信号的调制类型、调制参数和频谱结构都不会发生变化。常见的混频器由非线性器件和带通滤波器组成,混频电路组成框图如图1所示。其中,us(t)为一高频输入信号,它和本振信号uL(t)通过一个非线性器件进行时间域内相乘,再利用滤波器取出固定的中频,输出信号uI(t)。
图1 混频电路的组成框图
在电子对抗领域,非线性器件的功能通常都由模拟乘法器(输出的无用频率分量较少)实现。
在混频器教学设计上,将教学环节分为课前、课中两步。课前要求学员利用微课、网络资源、书籍等进行课前预习及仿真软件Multisim11的学习。课中教员进行适当的理论教学后,主要由学员进行操作及讲解,要求学员做到:
(1)利用Multisim11软件搭建混频电路。按照教员要求的us(t)、uL(t)、uI(t)、信号源和电阻及电容等特定的设置参数搭建一个混频电路。
(2)掌握混频电路的工作原理并讲解。通过混频电路让输入信号us(t)和本振信号uL(t)在时间域相乘,从而实现两个信号的频谱搬移,再通过带通滤波器取出所需要的频率固定的低中频或高中频信号uI(t)。
(3)观察混频前和混频后信号的波形,总结信号变化规律,理解混频器在航空电子对抗设备中的作用。
利用Multisim11软件搭建的典型的混频器电路图[1]如图2所示,得到的输入信号、输出信号的波形如图3所示。由图3可知,信号经过混频器后,单位时间内各个波形的稀疏程度(频率)发生了变化,但波形结构和包络线形状都没有变化;当改变信号源参数时,变化规律相同。
学员自己动手搭建电路并讲解,有利于学员掌握混频器原理;通过动态显示结果总结信号变化规律,有利于学员理解混频器作用。
图2 混频器电路图
图3 混频器的输入输出波形
4.结语
在航空电子对抗原理课程中引入虚拟实验,和理论教学相结合,能实现理论讲解和虚拟实验验证的同步进行、完美结合,既增强教学直观性与认知性,又能最大限度地利用有限的授课学时,加深学员对航空电子对抗原理知识的充分理解和掌握,是一种行之有效的教学方法。
参考文献:
航空电子产品振动试验夹具设计 篇12
1.1 振动夹具的基本设计要求
根据多年的工作实践经验,同时翻阅了的大量的文献资料,我们认为合理可靠的振动夹具首先要保证在试验频率范围内不会与受试产品发生共振耦合,导致振动失真,其次应尽可能地减少夹具的重量,增大其刚度和阻尼。一个优质的振动夹具主要应满足以下几项要求:
①最佳的夹具应使其最低的固有频率比所需的最高施振频率高50%左右,以免试验时产生谐振,大多数航空电子产品的随即振动试验频率范围为10~2000Hz,因此夹具的理想一阶固有频率应在3000Hz左右;
②夹具的第一阶固有频率应高于受试产品第一阶固有频率的3~5倍,以避免发生夹具与受试产品的共振耦合,导致过振动;
③夹具应做得尽可能的小而简单,由于振动台的推力有限,为保证有足够的推力富余量,在不降低刚度的情况下,夹具重量要尽量的轻;
④夹具应采用对称设计,重心位置应当靠近振动台的几何中心,以减小振动偏载力矩,高度方向上重心要低,以减小横振力矩。
1.2 振动夹具材料的选择
制作夹具首先要选择材料,材料性能方面应具有较小的密度、较大的刚度和较高的阻尼,且应当易于加工,同时要兼顾加工成本。直接影响夹具固有频率与性能的因素是材料的弹性模量E与材料密度ρ之比,比值E/ρ非常重要,E决定材料的刚度,ρ决定材料的重量,其值越大越好。一般选择的材料为铝硅合金、铝镁合金或者ZL101,而不推荐使用钢材。
1.3 振动夹具加工方式的选择
夹具制造加工方法性能上的优先级是:首先选择铸造成型,其次用整块材料机械加工,其次选择焊接,最后选择螺接连接。整体机加夹具是最快最省的方法,且性能良好,大量应用于结构简单、尺寸较小的产品中;此法不可行时应优先考虑铸造夹具,铸造夹具最显著的优点是铸造合金的阻尼相当高,但由于需要制作模具,所以生产成本较高;焊接夹具一般采用连续焊缝的惰性气体保护焊,在焊接过程中容易因高温而变形,此时应考虑焊后的热处理和机械补充加工;螺栓连接夹具由于是局部连接,容易形成微振动,且在高频段容易失真,可靠性较差,要谨慎选用。
1.4 电装部分的设计
航空电子设备在进行随即振动时,需要对试验样机进行监测,很多时候需要在振动夹具上布置电装部分进行转接,电装的设计主要应注意两个方面:第一,选用高强度印制板,印制板上的元器件和连接器应当具备较好的抗震性能,并应采取一定的防震措施;第二,电缆布置要合理,长电缆要采取固定措施,如果对抗干扰无严格要求,优先选用半柔电缆。
2 振动夹具的设计与仿真
2.1 建立三维模型
下面以现在航空电子产品中应用较多的LRM模块为例来分析夹具的设计,夹具模型如图1所示,该夹具采用左右对称设计,由60mm厚的2A12铝合金扳机加而成,通过11个M8的螺钉固定在振动台上,另外该夹具还具有以下几个特点:第一,夹具有两条平滑的导轨,用于装夹LRM模块,且尺寸、位置和表面精度均较高;第二,该夹具有带印制板的电子装置,对电装部分应加以保护;第三,夹具自身有多处螺钉连接(螺钉连接部位不是夹具主体部分),在装配螺纹时,涂螺纹锁固剂乐泰243。
2.2 模态仿真
利用ANSYS有限元仿真分析软件,对夹具进行模态仿真,试验样机的振动试验频率为10~2000Hz,则夹具的一阶固有频率在3000Hz左右为宜。由于夹具的电装部分作为辅助装置对试件的振动环境没有明显影响,因此在模态仿真时,可以去除夹具电装,简化后的夹具外形及网格划分效果如图2所示;发生在电装位置的固有频率对夹具主体无影响,不作为夹具整体的固有频率。夹具的一阶固有频率如图3所示,频率值为3522.7Hz,表现为夹具两侧的翻动。频率值较高,表明夹具还有优化设计的余地。
2.3 优化设计
由于该夹具整体的结构设计是满足夹具设计原则的,因此只需减小其重量。返回CAD软件修改夹具的三维模型,减小了夹具底部、侧面和加强筋的厚度尺寸,原夹具的重量为5.52kg,优化之后的重量为4.63kg,共减重了0.89kg,然后重新对夹具进行仿真分析,其一阶固有频率如图4所示,频率值降为3108.6Hz,已经基本满足设计要求。优化后的试验夹具在投入使用的一年中,共经历了30余次随即振动试验,效果良好。
3 结论
优质的振动夹具应保证能够准确地将振动台的能量传递到试验样机,且不会发生共振耦合,本论文提供了一种夹具设计的思路,首先要了解夹具设计的基本原则,包括材料和加工方式的选择、电装部分的设计等内容;其次使用CAD软件建立三维模型;然后利用有限元仿真分析软件(如ANSYS)进行模态仿真;最后才能生产使用。有限元分析软件的应用大大地简化了对固有频率的计算,是提高结构设计质量和效率的有效手段。
摘要:振动试验夹具用于连接振动台和试验产品,并能尽可能不失真的将振动台输出的能量传递给试验产品,在振动试验中发挥着非常重要的作用,试验的成功与否,试验结果的可信程度,与试验夹具的设计、制作及安装使用水平息息相关。不合理的夹具将导致“过振动”或“欠振动”,使振动条件失真,无法达到预期效果,严重的会对试验样件造成破坏。本文首先阐述了振动夹具的设计要点,然后以LRM模块为例设计其振动夹具,并使用ANSYS有限元仿真分析软件进行模态仿真,根据仿真结果对夹具进行优化处理,最后设计出优质的振动夹具。
关键词:振动,夹具,ANSYS
参考文献
[1]Dave S Steinberg.Vibration Analysis for Electronic Equipment,Third Edition[M].北京:航空工业出版社,2012.
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