航電系統全稱“綜合航空電子系統”，是現代化戰斗機的一個重要組成部分，戰斗機的作戰性能與航空電子系統密切相關。可以說，沒有高性能的航電系統，就不可能有高效能作戰的戰斗機。

美軍基于網絡互聯的有人直升機無人機混合協同作戰體系

圖2 EC145T2、EC175駕駛艙照片

綜合航電系統在需求牽引和技術推動下已有幾十年的發展歷史，特別是近十來年，取得了引人注目的進展，促進了飛機作戰效能的進一步提高。然而，目前綜合航電系統在使用過程中暴露出不少不足之處，亟待加以改進和完善；同時，21世紀的作戰策略和方式的發展也對綜合航電系統提出了更具挑戰性的要求。因此，未來的十年，在解決經濟上可承受性問題的同時，綜合航電系統仍將向著更加綜合化、信息化、技術化、模塊化及智能化的方向發展，并且綜合航電系統的功能、性能以及可靠性、維修性、保障性、測試性和綜合效能也將出現突破性的飛躍。可以預見，航空電子綜合化水平將得到不斷提高，航空電子綜合技術將向深度和廣度發展，得到不斷完善。

航電系統向深度和廣度發展

航空電子系統的發展歷程業已證明，綜合化是航空電子發展的靈魂和核心。綜合化能壓縮航空電子系統的體積和重量，減輕飛行員的工作負擔，提高系統可靠性，降低全壽命周期費用等。　于本世紀初服役的美國第四代戰機F－22按常規需要60多根天線，工作波段不同的多種接收機、發射機都處于各自分立狀態，現在已經綜合成十幾根天線，下一步還要繼續綜合。正在執行的綜合傳感器系統（ISS）計劃，天線孔徑、射頻、信號處理、數字處理等都將采用共用概念。“綜合孔徑傳感器系統”（IASS）用一個480×680像素的紅外焦平面陣完成前視紅外、紅外搜索跟蹤、電視攝像等功能；“分布孔徑紅外系統”（DAIRS）把導彈逼近告警裝置、紅外搜索跟蹤和前視紅外等功能綜合成一個系統；“綜合射頻對抗系統”（SIRFC）、“綜合紅外對抗系統”（SIIRCM）將定向紅外對抗和紫外線導彈告警結合起來。F－22、EF－2000飛機對機電系統實施統一的控制和管理，這就是所謂公共設備管理系統，并納入綜合航電系統統一管理和控制。下一步將朝著功能和能量的綜合方向發展，由一個整體的綜合系統完成目前由各機電系統完成的全部功能。　綜合已不限于單機之內，最大限度地利用機外信息資源將是今后一個顯著特點。通過數據鏈在編隊飛機之間或電子戰飛機和攻擊機之間進行實時數據傳輸，例如美國海軍提出的“協同作戰能力”（CEC）概念。此外，預計到2020年，有人駕駛飛機與無人駕駛飛機混合編隊作戰將成為現實，飛機上的綜合航電系統將成為海、陸、空、天綜合立體網上的一個節點。

開放式航電系統結構的研究與應用

開放式系統結構是由開放系統接口標準定義的一個結構框架，它的優點是：便于構成分布式系統；便于不同廠家生產的、不同型號的計算機或其他硬件之間的互連、互通和互操作；也便于硬件、軟件的移植；便于系統功能的增強和擴充。此外，開放式系統結構還支持系統可變規模，有利于縮短研制開發周期。在計劃開發、采購、維修及更新時能降低成本。其原因是它增加了可重新使用機會，更有可能使用商用貨架產品（COTS）技術，還能快速建立系統模型。采用該結構后，就能較好地解決系統的功能擴充、修改，及元器件的更新換代。　美國空軍把應用軍用技術和商用技術實現系統從傳統的封閉式結構向經濟上可承受的、靈活的開放式結構轉變視為當前一項挑戰。這是因為開放式系統結構由民用向軍用推廣存在著爭論，主要是由于標準和最佳性能不能兼顧，一些領域還不能完全滿足軍事上的需要，這就要求制訂和貫徹各種標準接口，使不同的產品研制、生產單位都要遵循公開一致的標準和規范。此外，開放式系統結構不僅涉及硬件，也涉及軟件。軟件開放系統、軟件可重復使用、軟件可變規模與硬件的開放性同樣重要，也是降低系統壽命周期費用、縮短研制開發周期的重要措施。因此，新一代綜合航電系統的軟件包括操作系統、應用程序、數據庫、網絡、人機界面等應遵循統一的系列標準、規范研制開發，軟件的可重用、標準化、智能化、可移植性、質量、可靠性等都應列入表征軟件技術的特征參數之中。　因此，今后十年，開放式工業標準向軍用過渡趨勢會更加明顯，開放式系統結構向軍事上應用的轉移不可逆轉。

廣泛采用COTS技術

未來十年，COTS技術的應用研究將進一步加強。　為了實現經濟上可承受、性能、可改進性和重新使用能力的四大指標，在新一代綜合航電系統中將會更加強調采用COTS技術。COTS技術具有如下特點：顯著減少專用器件、專用組件或模塊、專用軟件等的數量，從而降低科研生產成本；采用通用的、開放的技術標準，兼容性好；技術先進，符合技術發展潮流；具有良好的技術支持，便于擴充和升級，產品更新換代快；可以直接在商品貨架上采購，供貨渠道有保障；采購費用低廉；研制、生產周期短；產品維修和后勤保障較為方便，維修保障費用低；無須投入專項科研經費等。　在綜合航電系統結構中采用COTS技術的主要目的還是降低成本。如JSF的綜合核心處理機（ICP）將廣泛采用COTS互連裝置。預計處理機的能力要比F—22的高一個數量級，但成本只有后者的幾分之一。此外，在開放式系統結構支持下，更新周期很短的商用產品，采用公開一致的民用標準，使其易于更新、易于發展、易于采用新技術。

實現高度的模塊化

解決綜合航電系統采用開放式系統結構既要節省費用又要提高作戰任務性能的矛盾，方法之一是模塊化。　模塊化是綜合航電系統發展的又一重要特征。模塊化是實現結構簡化和綜合化的基礎，也是實現系統重構的基礎。集成電路和電子技術的高速發展已經能夠使各種完整的功能“濃縮”于一個標準電子模塊之中。　模塊化航電系統的主要特征是結構分層。系統結構分層和綜合化的關鍵，也是影響資源利用率的重要因素，在頂層設計時必須要折衷和權衡系統結構層次。模塊化是為了系統重構、擴張、修改和維護，可大幅度地提高可用性，保證飛機隨時處于可以起飛作戰狀態；通用化是為了最大限度地利用模塊、部件、元件以減少品種降低成本。　標準模塊（SEM）是模塊化的基礎。采用集成機柜、標準模塊后，取消了外場可更換單元（LRU），全面采用通用的、標準的外場可更換模塊（LRM）；整個航電系統由三級維修變成二級維修，簡化了航空電子維修，減少維修人員和地面維修設備，實現延期的維修或定期維修，從而大大減少了后勤保障費用。由于模塊的標準是公開發布的，這對成本競爭和元器件的過時更改非常有利。每一個標準模塊用若干個多芯片模塊（MCM）或微波單片集成電路（MMIC）構成，而每個MCM或MMIC至少又有幾十個VHSIC和ASIC芯片組成。利用通用模塊可開發系統或子系統，即利用通用模塊組合構成任一功能的航電子系統。

戰斗機傳感器進一步綜合化

先進戰斗機傳感器的綜合化趨勢發展極為迅速。從本世紀初服役的F—22和JSF等第四代戰斗機傳感器來看，機上傳感器實現全部綜合化已近在咫尺。　由于新一代航電系統傳感器的種類、數量、復雜性及數據量的增加，超出了駕駛員有效使用和管理傳感器的能力，從而使傳感器的綜合成為一個突出的課題。多傳感器綜合（MSI）的目標是：改變目前各種傳感器分立的狀態，實現互為補充、互為備份、揚長避短、綜合使用各傳感器提供的信息；對多傳感器實現綜合的控制和管理，在現有的硬件和軟件水平上獲得比任何單獨的傳感器性能更高的傳感器系統。　美國空軍F－22戰機傳感器系統的天線及射頻前端功能仍是分立的，雷達、RWR/ESM、CNI各有自己的天線及前端處理功能，綜合起來完成雷達、EW、CNI等功能。而“寶石臺”計劃主要是要解決傳感器區的綜合問題。雷達艙內的設備已不是傳統意義上的雷達，而是集雷達、CNI、EW、敵我識別（IFF）、無線電高度表、導彈制導數據鏈等功能于一體的綜合射頻系統。該計劃提出用13個天線提供所有CNI/EW/雷達所需的功能。光電傳感器的孔徑也要綜合，前視紅外、紅外搜索跟蹤系統、導彈告警功能的綜合，實現分布孔徑紅外系統（DAIRS）。傳感器的信號處理和數據處理部分也要實現綜合，使用統一的中頻進行處理，A/D變換盡量向前端推移，使用標準的共用模塊。完成信號處理和數據處理，然后通過統一航空電子網絡，連接到綜合核心處理機（CIP），在CIP中進行數據融合。對傳感器的控制和功率管理也可通過這個通道完成。傳感器區的充分綜合將是一個很大的進步，在上述的各方面都將獲得極大的收益。　將于2010～2040年陸續裝備美國空軍、海軍及其盟國部隊的JSF戰斗攻擊機的傳感器系統將打破未來戰斗機所需的雷達、電子戰和其他關鍵功能的界線。這意味著，用于掃描和跟蹤目標這些傳統雷達任務的有源電子掃描陣（AESA）在同一時刻也用于干擾、電子情報、通信和其他任務。而且AESA收集的數據將與機外數據源（如預警機、電子戰飛機和衛星），以及機上的光電系統的信息進行融合。若2架或4架JSF在一起工作時，其能力遠比同等數量的飛機單獨工作要強。當陷入困境時，單架JSF也具有完成任務和自我生存的能力。