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航空电子系统技术发展趋势

关键词:IMA - 综合模块化航空电子系统(IntegratedModular Avionics)

从目前来看,IMA必将成为航空电子系统发展的趋势。航空综合系统的概念产生于70年代,近些年来,随着微电子技术、总线技术、容错技术和自动控制技术的迅速发展,航空综合系统正在不断完善之中。可预见的发展方向是:①系统硬件结构采用标准化的模块设计;②系统软件模块化并采用标准化的实时系统高级编程语言;③采用光导纤维传输线作为数据总线的传输信道介质和采用复用技术同时传送图像和语音信号等;④人-机接口部分采用触敏显示、语音识别控制、头盔显示等技术等。所有这些都体现了综合模块化航空电子系统(IMA)已经是大势所趋。

IMA 为飞行系统提供了一个实时计算机网络。从硬件角度考虑,这个网络由支持不同苛刻级别的应用计算机模块以及航空电子专用总线组成。如模块化计算机,及模块间的通信总线,或共享的外部网络,1553B,ARINC429 AFDX、反射内存或TTE/TTP等。从软件角度分析,IMA模块特性简化了航电软件的开发过程,IMA 使得应用软件在通用硬件平台间的移植变的容易,结构形式满足专用操作系统下的多种需求。同时,因为模块化网络结构是统一的,强制使用通用的API介入硬件和软件资源,因而简化了硬件和软件的综合。

需要注意的是没有完全的硬件和软件标准定义IMA中的强制组件。但是,IMA网络中的API已经实现标准化,例如,用于航电软件实时操作系统移植的ARINC653, 用于数据网络总线的AFDX等等。

我们提供系列3U和6U规格此类模块,支持VPX、VMEbus和CompactPCI,PMC等形式,这些产品大都提供苛刻加固设计,以应对军用和航空航天领域的各种恶劣环境中的IMA系统设计需求。Vx78是一种模块化计算机,采用Intel Core 2 Duo处理器,针对ARINC653设计。ARINC 653广泛用于诸如空中客车、波音、洛克希德·马丁等公司生产的新型民航飞机和新型军用飞机。航空电子设备供应商也表达了在支线飞机、商用飞机和私人飞机以及无人航空系统和飞机(UAS和UAV)上使用ARINC 653 APEX(应用程序执行)的愿望,这些应用中体积、重量、能耗(SwaP)都是极其重要的。

通过IMA结构保障飞行航电系统的多功能性、可靠性、适应能力、可维护性等。下图是关于A380中使用AFDX的IMA结构设计。这种设计既保证了引擎、飞控、燃油&起落架、座舱、货舱等系统间航电信息交互的准确性 ;同时又提供高了传统方

A380AFDX模块化设计机构

式所不能提供的有效通信带宽、减少了系统设备载荷。这是一个典型的IMA的案例,在未来的设计中,不管是用于各分系统间信息交互的航空电系统,还是单个子系统内部,如飞控系统、驾驶员座舱系统、起落架控制系统等,都会采用IMA的设计思想。可靠、方便、易用、可维护、低成本等因素会推动IMA理念的普遍化、基础化。

总之,航空电子的发展不会象十年前,甚至五年前那样以定制化/客制化为主了,模块化/标准化航空电子设计、中心IMA/分布IMA在未来的飞行系统设航电计中将会成为绝对的主角。我们会尊循这一理念支持、并逐步推动航空电子系统设计走向真正的IMA。

文章分类: 空天一体