现代导航 ２０１６钲 通用航空综合化航电系统技术研究与设计 贺星，王涛 （中电科现代导航（西安）科技有限公司，西安７１００６８） 摘要：本文主要围绕通用航空综合化航电设备的实际工程开发，研究了综合化航电系统总 体技术，阐述了综合化航电系统架构的总体方案设计，给出了综合化航电机架的和主要通信、导 航、监视ＬＲＭ航电组件的设计方法。 关键词：通用航空；综合化航电系统 中图分类号：Ｖ２４３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４—７９７６一（２０１６）０１—０４０—０７ Ｓｔｕｄｙ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｎ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ａｖｉｏｎｉｃｓ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｇｅｎｅｒａｌ Ａｖｉａｔｉｏｎ ＨＥＸｉｎｇ，ＷＡＮＧ Ｔａｏ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｐｒｏｊｅｃｔ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｇｅｎｅｒａｌ ａｖｉａｔｉｏｎ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ａｖｉｏｎｉｃｓ ｉｓ ｍａｉｎｌｙ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｐｔｕａｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ａｖｉｏｎｉｃｓ ｉｓ ｓｔｕｄｉｅｄ，ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｌ ｓｃｈｅｍｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ａｖｉｏｎｉｃｓ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｓｉｎ ｇａｐｐｒｏａｃｈ ｏｆＬＲＭ Ａｖｉｏｎｉｃｓ ｕｎｉｔ ｏｆｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ｎｄ ａｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ（ＣＮＳ）ａｒｅ ｇｉｖｅｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｇｅｎｅｒａｌ Ａｖｉａｔｉｏｎ；Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ａｖｉｏｎｉｃｓ Ｓｙｓｔｅｍ 要特征是采用高度集成的体系架构，集成了导航、 ０引言 先进航电系统是民用飞机安全性、经济性和舒 适性的重要保障。国外通用飞机的航电系统产品体 系完备，型号很多，总体上可分为两类：高端公务 通讯、航向、姿态和显示等高集成度电子组件，并 通过ＲＳ２３２瓜Ｓ４８４５、ＡＲＩＮＣ４２９、高速以太网等总 线进行组件互联和数据交换，显著减小了体积，减 轻了重量。 国内通用航空综合化航电设备发展较为滞后， 机和轻型多用途飞机。高端公务机航电系统与商用 飞机相似，体现出高性能特征。轻型多用途飞机综 合了飞行测量系统、ＣＮＳ系统、座舱显示系统等， 体现出高集成度特征。霍尼威尔公司的Ｅｐｉｃ／Ａｐｅｘ 一目前只有国产海鸥３００型水陆两栖飞机采用了具备 定国产化程度的航电系统，但在适用于通航航空 飞机的系统架构设计、功能集成化设计、小型化设 计和低成本化设计方面尚属起步阶段。本文设计的 综合化航电系统架构综合了ＧＡＲＭＩＮ Ｇ１０００和霍 尼韦尔Ｐｒｉｍｕｓ Ｅｐｉｃ／Ａｐｅｘ的设计理念，同时引入北 斗导航技术，形成一套具有完全自主知识产权的通 产品，其主要特点是采用集成机架和现场可更换模 块ＬＲＭ，实现了模块航空电子单元（ＭＡＵ）；泰勒 斯公司的ＴｏｐＤｅｓｋ航电系统主要针对小型通用飞 机，采用标准的ＡＲＩＮＣ ４２９数据总线，实现了显示、 飞行管理、自动飞行控制、数字地图、中央维护等 功能的综合；ＧＡＲＭＩＮ公司的Ｇ１０００产品，其主 用航空综合化航电设备。 １航电系统总体架构设计 通用航空综合化航电系统的研究和设计是在 传统陆基导航、卫星导航、应答机、甚高频通信和 收稿日期：２０１５．１１－２６。贺星（１９８４．１一），山西人，工程 师，研究方向：民用航空电子技术。资助信息：陕西省科技 统筹创新工程计划项目，课题编号：２０１３ＫＴＺＢ０１．０２．０２。 ·４２· 现代导航 ２０１６正 表１综合化航电系统主要组件配置表 系统单元 功能组件 配置套数 备注 综合显控单元 ＰＦＤ（主飞行显示器） （ＤＥＵ） ＭＦＤ（多功能显示器） ＧＮＳＳ导航组件 兼容Ａ／Ｃ／Ｓ应答机功能的ＡＤＳ．Ｂ监视组件 ＶＨＦ话音通信组件 模块化综合 ＲＤＳＳ应急通信组件 １套或２套 ３显示器配置时配置２套ＰＦＤ １套 ２套 １套 ２套 １套 ＬＲＭ模块 ＬＲＭ模块 ＬＲＭ模块 ＬＲＭ模块 航电机架 （ＭＡＵ） ＶＯＲ／ＩＬＳ双模接收组件 飞机信息综合处理组件 飞行测量组件 总线信号综合处理组件 ＡＤＳ．Ｂ上天线、下天线 ＧＮＳＳ多频点天线 １套 １套 ＬＲＭ模块 ＬＲＭ模块 １套或２套 ＬＲＭ模块，３显示器配置时配置２ 套飞行测量组件 １套或２套 ＬＲＭ模块，双显示器和３显示器配 置时配置２套总线组件 天线单元 （ＡＵ） Ｉ ＳＳ天线 甚高频天线（ＶＯＲ、ＶＨＦ、ＬＯＣ） 下滑天线（ＧＳ） ２．１综合化航电机架设计 综合化航电机架（ＭＡｕ）整机架构依据中华人 民共和国航空行业标准《民用飞机综合模块化航空 电子系统封装与接口》（ＨＢ７７０４．２００１）标准设计的 ＡＴＲ机箱；框架内ＬＲＭ功能模块尺寸依据欧洲联 合标准化航电系统架构协会（ＡＳＡＡＣ）定义的先进 航空电子体系结构标准设计。 产品整体结构由设备机架、功能模块、链接线 缆等组成。设备机架外形尺寸及安装尺寸依据标准 ＡＴＲ机箱尺寸设计，根据模块数量和安装环境调 整。机箱后面板部件：模块接口转接板、接地柱＋ 搭铁线、扭子开关及航空插座组成。转接板用于实 现模块现场拔插和输出射频和低频信号转接。 机架内适配ＡＳＡＡＣ标准结构尺寸的ＬＲＭ功 能模块，模块和机架及连接器的适配采用引导槽和 导销组合方式实现，引导槽将模块引导进入导销， （ＡＣＰ），其中主飞行显示器和多功能显示器采用 两台完全相同的显示器，可以互换。综合显控组件 框图如图３所示。综合显控组件（ＤＥＵ）应具备的 主要功能见表２。 电源转换模块与机上电源系统交联，对机上电 源进行抗尖峰、浪涌、断电处理后产生显示器内部 其他各模块工作需要的电源。显示信息处理模块对 接收的数据进行运算，由图形模块产生相应的画 面，送到液晶显示模块上显示。数字地图模块生成 视频信息后送至视频处理模块，与图形产生模块产 生的画面进行叠加显示。导光板组件根据环境光数 据控制液晶显示模块的亮度。 ２．２．２ ＡＤＳ．Ｂ监视组件（兼容Ａ／Ｃ／Ｓ应答机功能） 目前，机载数据链应答机从Ａ／Ｃ应答机、Ｓ模 式应答机开始向ＡＤＳ．Ｂ设备全面过渡，同时，针 对未来地空开放后管制空域、监视空域和报告空域 等不同空域对机载应答机装备的不同要求，以及各 区域的地面设备配置的不同等特点，机载监视设备 需在全面发展ＡＤＳ．Ｂ ＯＵＴ和ＩＮ功能的同时兼容传 统Ａ／Ｃ模式应答机、Ｓ模式应答机的功能，从而更 全面、更广泛的适应不同飞行空域对于空域管理的 不同需求，同时利用ＡＤＳ．Ｂ ＩＮ的空．空监视机制增 强飞行自主空情监视和告警能力，进一步保障飞行 安全。 导销将模块与连接器精确对接。模块槽位组合方式 和模块宽度可根据需求灵活调整。 ２．２主要ＬＲＭ组件设计 ２．２．１综合显控组件 综合显控组件（ＤＥＵ）是综合化航电系统的客 户接入交互平台，综合显控组件包含主飞行显示器 （ＰＦＤ）、多功能显示器（ＭＦＤ）和音频控制组件