軍用航空電子系統(tǒng)幾大關鍵趨勢

COTS技術的應用

　　自1976年以來，集成電路的銷售量由于它們在計算機、電信設備和電子消費品中應用的增多而增加了40倍。這些集成電路的絕大多數(shù)（98%）是塑料封裝的微電路（PEM）。PEM首先是在60年代引入的，由于它們的低成本、小尺寸和輕重量而得到廣泛應用。隨著它們的應用及可靠性的增加，導致它們也用在航空電子、汽車和其他長壽命的設備中。在這同一個時期，集成電路在航空電子設備中的應用保持平穩(wěn)，引起其市場份額從17%跌到不到1%，使軍事部門再也不能影響電子器件的發(fā)展。軍用級部件市場的萎縮以及要對它們進行篩選以滿足MIL-STD-883所需的費用已導致許多大制造商，如摩托羅拉、英特爾和飛利浦關閉了它們的軍用電子元件生產(chǎn)線。這顯著減少了密封封裝的軍用規(guī)范部件的供應量，特別是最新的和技術上最先進的集成電路緊缺，迫使防務工業(yè)考慮采用商業(yè)技術的PEM部件。美國國防部已于1994年制訂政策，鼓勵采用最好的商業(yè)部件，以便在軍用設備中早日使用經(jīng)濟上負擔得起的前沿電子技術產(chǎn)品。

　　美國國防部把COTS（commercia-l of-f the-shelf），即商業(yè)貨架器件定義為是在市場上銷售的產(chǎn)品，并在制造商的產(chǎn)品目錄中以確定的價格出現(xiàn)，而且可直接從制造商或通過制造商的銷售網(wǎng)供應給任何公司或個人使用。COTS器件有標準的件號和描述其機械、電氣和環(huán)境性質(zhì)與極限的技術規(guī)范。COTS產(chǎn)品可分成消費品/工業(yè)用、軍用和航天用等類。在PEM中，半導體芯片采用模壓塑料技術被封裝在一個殼體中。

　　盡管PEM具有顯著的優(yōu)點（如新產(chǎn)品，性能好，投放市場的時間短和首批成本低），它們也有一些缺點，如密封性差，抗熱循環(huán)和沖擊的性能差及較小的工作溫度范圍。制造工藝的變化，甚至制造商和批量的變化，可導致其性能變化越出規(guī)定的性能數(shù)據(jù)。

　　未來戰(zhàn)斗機的設計人員正在全力對付航空電子設備過時的問題。這個問題因防務預算減少以及軍機市場萎縮而造成的研制和生產(chǎn)時間延長而變得更加嚴峻。在軍用航空電子系統(tǒng)中，采用民用0開放0型系統(tǒng)硬件和軟件被看作是對付日益增長的電子元部件過時的重要措施。如果改用COTS技術，航空電子產(chǎn)品將不再一成不變， 其處理器芯片每過18個月就有改進。

　　在航空電子和計算機方面，商業(yè)貨架（COTS）技術已是很有市場。單是美國軍用機的處理機改進項目就包括：F-14和F/A-18的AN/AYK-14任務計算機采用COTS 技術的改進，F(xiàn)-16的新的模塊式任務計算機（MMC），供另一些F-16使用的M372通用處理火控計算機，F(xiàn)-15新的大氣數(shù)據(jù)處理機和新的IBM CP-1075C VH-SIC中央計算機及F-14新的GEC-馬可尼公司的數(shù)字式飛行控制系統(tǒng)。

　　美國海軍陸戰(zhàn)隊在其0開放系統(tǒng)民用航空電子設備要求0（OSCAR）計劃中準備用民用處理機來代替AV-8B中的任務計算機，在航空電子設備改用COTS 技術方面起了帶頭作用。麥道公司（現(xiàn)已被波音公司收購）是OSCAR計劃的主承包商，其轉(zhuǎn)包商CDI公司正在采用PowerPC民用處理器研制AV-8B 的AYK-14任務計算機的代用計算機。新計算機的研制型定于1997年3月初交付并在實驗室中進行試驗，生產(chǎn)將于1997年年底前開始，而對AV-8B 的改進將在1998年初開始。民用處理機的性能將比AYK-14提高兩個數(shù)量級。美國海軍也在尋找代替F-18上使用的AYK-14的民用處理機。

　　OSCAR改進計劃將采用具有商業(yè)標準接口（VME底板和符合POSIX的操作系統(tǒng)）的公共模塊，最初的作戰(zhàn)能力預定在2001年實現(xiàn)。某些OSCAR硬件和軟件將被用于F-15新的先進顯示核心處理機（ADCP）中。它將與F-15E的多用途顯示處理機（MDPD）和VHSIC綜合在一個電子箱內(nèi)，用在 F-15C/D上的組裝中將有一些不同。

　　諾斯羅普#格魯門公司的工程師們正在修改美空軍E-8C飛機上的電子設備，以容納數(shù)量增加的COTS元部件。在過去3年里，E-8C的航空電子設備已從采用專門技術，如DEC公司的VAX計算機和國際器件公司的可編程信號處理機發(fā)展為采用開放系統(tǒng)部件，如DEC公司的Alpha微處理器，VME底板數(shù)據(jù)總線和FDDI（光纖分布數(shù)據(jù)接口）。進一步采用COTS技術可能將包括Windows NT操作系統(tǒng)，模擬器件公司的21060 SHARC數(shù)字信號處理機、水銀計算機系統(tǒng)公司發(fā)明的工業(yè)標準的Raceway高速微處理器互聯(lián)裝置。

　　F-22的研制人員已在對付可能要到2004年以后才能投入使用的F-22的電子零件過時的問題，雖然在2004年以前，該機不會進入美國空軍服役。洛克希德#馬丁/波音集團已編了一個在F-22投入使用時，很可能不再生產(chǎn)的400多個部件的目錄，以便用購買零件的生產(chǎn)線和插入新技術等方法來解決這個問題。

　　洛克希德#馬丁/波音已為改進F-22的CIP制訂了一個發(fā)展規(guī)劃，這個計劃準備引入民用技術來代替已經(jīng)停產(chǎn)的零件，并利用民用航空電子設備的迅速發(fā)展來提高性能。其第一