航空技术论文

航空技术论文（精选8篇）

航空技术论文篇1

航天员在高空长时间作业，视野内可谓空无一物，所看到的只有机舱内的环境。当完成作业着陆后，航天员的眼睛往往很难适应地面的景物，科学上称为“高空空虚被动近视”。针对这一问题，国家航空视觉研究所发明了“航空眼锻炼技术”。经航空实验证明：该方法能消除空虚近视，提高航天员的目视距离。

航空眼锻炼技术背景

航天员在高空作业，不管观察视野中照明是强还是弱，是明还是暗，只要视野中没有足以吸引视觉产生锐利集焦的目标细节存在，两眼就会发生不自主性调节，即睫状肌的痉挛紧张程度不自觉加重。处于这种状态的两眼，不但有轻度的调节障碍，还合并轻度内集，从而导致空虚被动近视的发生。眼睛在没有参照物体存在的高空中可引起近视，如果在完全无目标的视野中进行观察搜索，不但会产生轻度调节和集合，而且还会因失去了两眼可视的参照物，引起负面的心理反应，严重者出现恶心、眩晕和酒醉的感觉。在航天员高空作业完毕后，为消除这种“空虚被动近视” 航天员需进行视觉训练，以便恢复正常裸眼视力。基于裸眼视力训练项目的必要性，航空眼锻炼技术应运而生。

航空眼锻炼技术原理

航空技术论文篇2

我们把地球大气层内的一些活动统称为航空活动, 测控技术就是测量和控制, 航空中的测控技术主要是只对火箭、卫星等飞行器的跟踪和探测, 如果能够实现精确的测量, 再采取一定的控制手段, 就能够极大地提高工作效率。

2 航空数字测控技术概述

在航空技术发展的带动下, 航空测控技术随之发展起来。二十世纪初期国外航空技术研究者已经开始了对测控技术的研究, 而我国受经济和科技水平的限制, 在上世纪八十年代才开始对航空测控技术进行研究。航空测控技术是一项复杂的航空科学技术, 其研究过程涉及大量的数据计算, 因此航空技术的发展需要高科技设备的支撑, 传统的人力计算是无法满足研究需求的。我国在航空技术的发展初期, 缺乏与国外先进国家的技术交流, 发展速度十分缓慢, 计算机水平与发达国家存在较大差距, 当时还没有形成超级计算机的概念, 所以数据的获取和处理还是通过计算机计算完成的。近年来, 随着集成电路和超集成电路的发展, 电子行业的发展实现了极大的技术突破, 在电子行业的推动下, 航空测控技术也实现较大的飞跃。

通常我们将航空测控技术分为两类, 即飞行器轨道数据的测量以及工作状态等参数的测量。我国的航空技术在经过长期的技术和实践研究后, 取得了较快发展, 航空测控技术达到了世界先进水平。多年前, 我国采用的测控设备和技术大部分都是引进西方发达国家, 而西方国家实行技术封锁, 难以与其进行技术交流。前苏联和俄罗斯对我国航空技术的发展起到了极大的促进作用, 俄罗斯先进的空气动力学使其成为航空领域当之无愧的老大。目前我国的航空技术仍然存在技术优于材料的现象, 在航空测控设备水平上, 还与发达国之间存在一定的差距。

3 航空数字测控技术现状及发展趋势

3.1 航空数字技术现状

我国的工业和科学技术水平已经达到世界先进水平, 作为世界第二大经济体, 我国在航空领域取得了极大的技术突破。数字测控技术在科学发展的多个领域取得了广泛的应用, 在此形势下, 数字测控技术自身取得了较快发展。美国以先进的数字测控技术为支撑, 具备很高的航空水平, 如今的飞行器能够到达火星来实现科学技术的研究, 例如GPS导航系统具有极高的精确性, 是航空领域的一个重大技术发明。因此我们可以得出, 数字测控技术是航空技术中的重中之重, 我国充分认识到了数字航空测控技术的重要性, 对此投入了大量的人力物力, 从国外引进了先进的设备和技术, 经过大量的实践探索和研究, 取得了一定的成绩, 但是仍然有大量先进的数字测控技术没有应用到实际航空领域中去。目前航空中数字测控技术的应用主要有以下两方面:

3.1.1 航空控制程序

数字测控技术的应用离不开技术人员的实际操作, 人工智能和自动化技术的发展使得电子设备的自动运行成为了现实。在设定好轨道路线后, 飞行器能够沿着预定的轨道飞行, 智能控制芯片是电子设备自动运行的关键, 在智能芯片内写入控制程序后, 来执行相应的命令。随着信息技术水平的不断提高, 电子设备越来越复杂, 相应的控制程序也就越复杂, 因此对程序写入人员的要求越来越高, 不仅掌握设备操作流程, 还要熟悉程序的结构和模块设计情况。

3.1.2 数字测绘技术

数字测绘技术作为一项新的信息技术在航空领域取得了普遍的应用, 与普通的纸制地图相比, 电子地图具有方便快捷、使用效率高的特点, 对于周围地点的搜索更加精确。在飞机等航拍设备的协助下, 地图的精度得到了保障。数字测绘技术不仅能够用于绘制地图, 还可以用于地质的勘测。但是由于数字测绘技术应用成本较高, 而且技术尚不成熟, 其应用效果并不理想。我国在引入了国外先进的测绘设备和技术后, 结合我国实际情况进行一系列的实践研究, 完善了测绘方式, 一定程度上促进了我国数字测绘技术的发展。

3.2 航空数字技术发展趋势

3.2.1 大力发展基础技术

作为一项精密电子技术, 航空测控技术离不开集成电路、数控技术、数字信号处理技术等, 因此要加强对这些基础技术的研究和发展。数控技术是一项重要的自动化控制技术, 在电子时代的今天, 大部分电子设备应用领域离不开对设备位置、速度等参数的精密控制, 这种高精度的控制需要靠自动控制技术来实现。数控技术是航空测控技术的一项基础技术, 外部飞行轨迹以及内部温度调整等都离不开数控技术, 因此要提高对数控技术的重视程度。

3.2.2 发展通用的航空测控设备

在航空测控中, 会根据不同的测控目标来建立相应的测控系统, 虽然目前市场上已经出现了一些测控系统, 但是这些系统在实际应用中受限制的因素较多。针对性较强的测控系统使用起来非常不便, 我们不能因为一次航空探测任务而采购或者设计一个系统, 这样会造成人力和财力的浪费, 要想改变这种局面, 就要加强测控技术和相关设备的通用性, 设计出一个测控标准化通用系统, 来提高系统应用的适应性。

4 总结

航空技术是一项重要的尖端技术, 航空技术中的航空数字测控技术又是航空技术中的关键性技术, 因此, 我们要加强对其的研究和应用, 发展好集成电路技术、数控技术、数字信号处理技术等基础技术;加强对航空测井技术设备的研发创新, 设计出通用的航空测控设备, 促进我国航空事业的发展。

摘要：二十世纪, 航空数字测控技术的出现对航空事业的发展起到的极大促进作用, 全世界范围内也对该技术引起了高度重视。航空技术是上世纪最为重要的科学技术之一, 也成为了衡量一个国家科技水平的一个标志。本文在介绍了航空数字测控技术的基础上, 分析探讨了航空数字测控技术的现状以及未来的发展趋势。

关键词：航空技术,数字测控技术,现状,发展趋势

参考文献

[1]孙先逵.远程测控技术的发展现状和趋势[J].仪器仪表学报, 2004.

[2]曲卫.我国航天测控系统体制与技术现状以及发展[J].科技信息, 2010.

[3]微凉, 七丁.航空测控技术与设备应用调查报告[J].航空制造技术, 2008 (02) .

关注航空航天技术篇3

2010年10月1日18时59分57秒“嫦娥二号”卫星在西昌卫星发射中心由长三丙火箭发射升空，并获得了圆满成功。

“嫦娥二号”原本是“嫦娥一号”的备份星。因为“嫦娥一号”出色完成了探月一期工程目标，没有必要再发射备份星。为最大限度节省国家的资金，科学家对这颗“嫦娥一号”的备份星进行了一系列技术改进，把它改造成了探月二期工程的先导星“嫦娥二号”。从外观来看，“嫦娥二号”和“嫦娥一号”大小和形状几乎完全一样，可谓孪生姊妹。“嫦娥二号”环月后，进入了100千米×15千米的椭圆轨道飞行，这就是说，卫星距离月球最近时仅有15千米，呈现在大家面前的将是更为清晰的“月球的脸”。

旅行者二号到达太阳系边缘

1977年，美国发射了“旅行者”1号和2号探测器，它们是对太阳系的外层行星进行探测的最早的太空探测器。“旅行者”1号在1980年完成土星观测后就结束了它的最初使命。从那以后，它就开始挺进外层空间。在1998年，它越过了“先锋者"10号探测器，成为距地球最远的人造物体。

2010年11月5日(北京时间11月6日)，NASA宣布，“旅行者”1号太空探测器已经到达太阳系的边缘，并且正在飞入一个此前从没有探测过的太空区域。“旅行者”1号的旅程是一个科学上的里程碑。这是第一次，一个人造物体旅行了135亿千米(84亿英里)，大约相当于从地球到太阳的距离的90倍。

航空航天特殊材料加工技术篇4

——激光切割加工工艺在航空航天领域的应用

激光制造技术在国防和航空航天领域的产业化应用前景远大，具有效率高、能耗低、流程短、性能好、数字化、智能化的特点，本文主要介绍了激光切割加工的组成、工作原理及各激光切割加工工艺技术在航空领域中的应用。针对现状，我国将继续发挥激光制造技术的优势，改变我国航空航天领域的关键器件和技术主要依赖进口的现状，最终形成我国新一代激光制造产业链。

激光切割加工的组成及工作原理

激光加工有四部分组成，分别是激光器、电源、光学系统、机械系统。工作原理：

激光加工利用高功率密度的激光束照射工件,使材料熔化气化而进行穿孔、切割和焊接等的特种加工。早期的激光加工由于功率较小，大多用于打小孔和微型焊接。到20世纪70年代，随着大功率二氧化碳激光器、高重复频率钇铝石榴石激光器的出现，以及对激光切割加工机理和工艺的深入研究，激光加工技术有了很大进展，使用范围随之扩大。数千瓦的激光切割加工机已用于各种材料的高速切割、深熔焊接和材料热处理等方面。各种专用的激光切割加工设备竞相出现，并与光电跟踪、计算机数字控制、工业机器人等技术相结合，大大提高了激光加工机的自动化水平和使用功能。

随着激光制造技术的发展，桥梁、船舶等结构都由传统的铆接工艺发展到采用激光焊接技术，但先进的激光焊接技术难以在飞机制造中开展广泛的应用。长久以来，飞机结构件之间的连接一直采用落后的铆接工艺，主要原因是飞机结构采用的铝合金材料是热处理强化铝合金（即高强铝合金），一经熔焊后，热处理强化效果就会丧失，而且晶间裂纹难以避免。因此，普通氩弧焊等熔焊方法在飞机制造中的应用成为禁区。另一方面，在80年代初，铝及其合金的激光加工十分困难，被认为是不可能的。主要是由于铝合金存在对10.6mm波长激光的高反射和自身的高导热性。在当时，激光加工主要使用波长为10.6mm的CO2激光器，而铝对CO2激光的反射率高达97%，通常作为反射镜使用。但是，激光加工的优越性又极大地吸引着从事激光材料加工的科研工作者。他们为此付出了大量的时间和精力来研究铝合金激光加工的可能性。

目前，高强铝合金激光焊接成果已经成功应用于欧洲空中客车公司飞机制造中，其铝合金内隔板均采用激光加工，实现了激光焊接取代传统铆接工艺。激光焊接技术的采用，大大地简化了飞机机身的制造工艺，使机身重量减轻18%，成本下降21.4%~24.3%，被认为是飞机制造业的一次技术大革命。空客A380的制造就采用了激光焊接技术，极大地减轻了飞机自重，增加了载客量。德国政府2006年公布的科技发展计划中将激光焊接技术列为航空工业两大尖端发展技术之一。

航空技术论文篇5

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电子束加工

摘要:电子束加工技术是近年发展起来的一种先进制造技术。由于它所具有的各种独特的优点，已在众多的工业领域得到了非常广泛的应用，其在材料表面改性、机械加工等方面的应用已受到广泛关注。主要介绍电子束在打孔、熔炼、显微技术和焊接等方面的工业应用。

关键词:电子束；加工原理；工业应用

1引言

近年来，许多国家对电子束加工原理及方法进行了大量的实验研究，并在工业上得到一定的实际应用，使得该技术得到了飞速发展。本文主要针对电子束加工技术的发展、研究现状和应用进行理论分析和探讨。电子书技术在国内外的发展现状

电子束技术是一种非接触加工的高能束流加工技术。它利用经高压静电场和电磁场加速与会聚的高能量电子流作为热源，对工件或材料实施各种特殊的加工。由于它具有能量密度极高、热效率高、精密易控及多功能等等特点，在工业领域的各个行业得到了广泛的应用，是高科技发展不可缺少的特种加工手段之一。

1948年，德国物理学家SteigerwaldK.H发明了第一台电子束加工设备(主要用于焊接)。1949年，德国首次利用电子束在厚度为0.5mm的不锈钢板上加工出直径为0.2mm的小孔，从而开辟了电子束在材料加工领域的新天地。1957年法国原子能委员会萨克莱核子研究中心研制成功世界上第一台用于生产的电子束焊接机,其优良的焊接质量引起人们广泛重视。20世纪60年代初期，人们已经成功地将电子束打孔、铣切、焊接、镀膜和熔炼等工艺技术应用到各工业部门中，促进了尖端技术的发展。微电子学的发展对集成电路元件的集成度要求不断提高，因而对光刻工艺提出了更高的要求，扫描电子束曝光机研制成功。并在20世纪70年代进入市场，使得制造掩膜或器件所能达到的最小线宽已小于0.5μm。近年来，国外对电子束焊接及其他电子束加工技术的研究主要在于以下几个方面： 1)完善超高能密度电热源装置； 2)掌握电子束品质及与材料的交换行为特性，改进加工工艺技术； 3)通过计算机CNC控制提高设备柔性以扩大应用领域。

我国自20世纪60年代初期开始研究电子束加工工艺,经过多年的实践，在该领域也取得了一定成果。大连理工大学三束材料改性国家重点实验室，采用电子束对材料表面进行照射，研究其对材料表面的改性。郝胜志等以纯铝材为基础研究材料，深入研究不同参数的脉冲电子束轰击处理对试样显微结构和力学性能的影响规律，进而获得强流脉冲电子束表面改性的一些微观物理机制，通过载能电子与固体表面的相互作用过程，建立较为合理的实际加工中的物理模型，利用二维模型数值计算方法模拟计算试样中的动态温度场及应力场分布，并选用1Cr18Ni9Ti和GCr15进行初步的改性应用尝试性工作。吴爱民等以H13和D2模具钢为基材，通过脉冲电子束直接淬火和电子束表面合金化等方法进行表面改性处理试验。

虽然电子束加工目前已在仪器仪表、微电子、航空航天和化纤工业中得到应用，电子束打孔、切槽、焊接、电子束曝光和电子束热处理等也都陆续进入生产，但从电子束加工技术现状及新的发展趋势可以看出，我国在该领域的研究与世界先进水平差距很大，今后的任务还很艰巨。电子束加工原理

电子束流是由高压加速装置在真空条件下形成束斑极小的高能电子流，属于高能密度束流(HEDB)，真空电子束的功率密度大于10W /cm，极限功率为300 kW。电子束加工是以高能电子束流作为热源，对工件或材料实施特殊的加工，是一种完全不同于传统机械加工的新工艺，其加工原理如图1所示。按照电子束加工所产生的效应，可以将其分为两大类：电子束热加工和电子束非热加工。

3.1 电子束热加工

电子束热加工是将电子束的动能在材料表面转化成热能，以实现对材料的加工,其中包括： 1)电子束精微加工。可完成打孔、切缝和刻槽等工艺，这种设备一般都采用微机控制，并且常为一机多用； 2)电子束焊接。与其他电子束加工设备不同之处在于，除高真空电子束焊机之外，还有低真空、非真空和局部真空等类型； 3)电子束镀膜。可蒸镀金属膜和介质膜；4)电子束熔炼。包括难熔金属的精炼，合金材料的制造以及超纯单晶体的拉制等； 5)电子束热处理。包括金属材料的局部热处理以及对离子注入后半导体材料的退火等。上述各种电子束加工总称为高能量密度电子束加工。

电子由电子枪的阴极发出，通过聚束极汇聚成电子束，在电子枪的加速电场作用下，电子的速度被提高到接近或达到光速的一半，具有很高的动能。电子束再经过聚焦线圈和偏转线圈的作用，汇聚成更细的束流。束斑的直径为数微米至1mm，在特定应用环境，束斑的直径甚至可以小到几十纳米，其能量非常集中。电子束的功率密度可高达10W /mm。当电子束轰击材料时，电子与金属碰撞失去动能，大部分能量转化成热能，使材料局部区域温度急剧上升并且熔化，甚至气化而被去除，从而实现对材料的加工。3.2 电子束非热加工

电子束非热加工是基于电子束的非热效应，利用功率密度比较低的电子束和电子胶(又称电子抗蚀剂，由高分子材料组成)相互作用产生的辐射化学或物理效应对材料进行加工。其应用领域主要是电子束曝光。电子束曝光原理如图2所示，是先在待加工材料表面，涂上具有高分辨率和高灵敏度的化学抗腐蚀涂层，然后通过计算机控制电子束成像电镜及偏转系统，聚焦形成高能电子束流，轰击涂有化学抗腐蚀涂层的材料表面，形成抗腐蚀剂图形，最后通过离子注入、金属沉淀等后续工艺将图形转移到材料表面。

电子束加工的特点

根据电子束流的产生原理，电子束加工具有如下特点： 1)电子束发射器发射的电子束流束斑极小，且可控，可以用于精密加工；2)对于各种不同的被处理材料，其效率可高达75% ~98%，而所需的功率则较低； 3)能量的发生和供应源可精确地灵活移动，并具有高的加工生产率； 4)可方便地控制能量束，实现加工自动化;；5)设备的使用具有高度灵活性，并可使用同一台设备进行电子束焊接、表面改善处理和其他电子束加工； 6)电子束加工是在真空状态下进行，对环境几乎没有污染;；7)电子束加工对设备和系统的真空度要求较高，使得电子束加工价格昂贵，一定程度上限制了其在生产中的应用。电子束加工在材料加工中的应用

由于电子束流具有以上特点，目前，已被广泛地应用于高硬度、易氧化或韧性材料的微细小孔的打孔，复杂形状的铣切,金属材料的焊接、熔化和分割，表面淬硬、光刻和抛光，以及电子行业中的微型集成电路和超大规模集成电路等的精密微细加工中。随着研究的不断深入，电子束加工已成为高科技发展不可缺少的特种加工手段之一。5.1 电子束焊接

电子束焊接技术是一种利用电子束作为热源的焊接工艺，它利用经高压静电场与电磁场加速与会聚的高能量密度电子束轰击焊件表面，将电子的动能大部分转变为热能，使焊件接头处的金属熔融，达到焊接的目的。电子束焊接的工作原理见图3。

图3真空电子束焊机工作原理示意图

电子束焊接有着无可置疑的优越性：(1)电子束能量高度集中，密度为10~10W/cm，约为普通电弧或氩

692弧的10～100万倍。因此可以实现深而窄的焊缝型式，可将200～300mm厚的钢材一次焊成，而用电弧焊则需堆焊150次以上。

(2)电子束焊接所需线能量小而焊接速度又高，因此焊件热影响区小，焊件变形也就小，常可用于精加工后的焊接。焊缝的深宽比可达20∶1，采用高压枪或特殊焊接工艺，深宽比可高达50∶1。

(3)电子束焊接一般不需加填料，焊接过程在真空中进行，当真空度为10-2Pa时，空气中的剩余气体(H2、O2等)含量小于0.132ppm，而一般高纯惰性保护气体的杂质含量为50ppm。因此电子束焊接的焊缝化学成份非常纯净，焊接的接头强度高，常可高于母材的强度，焊缝质量是其它任何焊接所无法比拟的。

(4)电子束焊接可适用于几乎所有的金属材料，如普通碳钢、不锈钢、合金钢、铜、铝、难熔金属及活泼金属等。

(5)电子束焊接的工艺参数可精确控制，结合现代计算机技术，可实现复杂焊缝和变截面焊缝的焊接、焊缝自动跟踪及焊接过程的自动化等。5.2 电子束熔炼

电子束熔炼主要用于材料的提纯、真空浇铸以及贵金属的回收重熔，还可以用于制取半导体材料和难熔金属及其合金的单晶等。

电子束熔炼也是利用高能量密度的电子束在轰击金属时产生高温使金属熔化。由于这一过程是在真空中进行，并且材料处于熔融状态的时间可按需要控制，因此可以获得较好的提纯效果，容易获得高纯度的材料。这是电子束熔炼优于其它真空熔炼的一个重要特点。此外由于电子束能量密度高，能量调节方便,特别适用于熔炼难熔金属。对于金属钽,经电子束一次熔炼后，总气体含量可下降88%，经二次电子束熔炼后，总气体含量可降低99%；对于金属铌，一次熔炼可使总气体含量降低89%，二次熔炼可降低96.5%；对于金属钨，一次熔炼可使总气体含量降低96%，二次熔炼降低99%。由此可见电子束熔炼的提纯效果是十分显著的，对于其它金属材料如钼、镍基合金、高强钢等,都有很好的提纯效果。5.3 电子束打孔

用电子束对材料进行打孔加工时,要求电子束的能量密度需大于10W /cm,每个电子束脉冲打一个孔,脉冲宽度一般只有几毫秒,脉冲的速率快,打孔的速度可以达到每秒几个到3000个孔。电子束脉冲的能量高,不受材料硬度的限制,没有磨损,可以对难熔、高强度和非导电材料进行打孔加工。并且电子束的束斑形状可控,能加工包括异形孔(见图4a、图4b)、斜孔(见图4c)、锥孔(见图4d)和弯孔在内的各种孔,加工效率高,加工材料的适应范围广,加工精度高、质量好,无缺陷,一般不需要二次加工。目前,电子束打孔的范围是:实际生产中,加工直径为0.1~0.8mm,最大深度为5mm;在实验室中,加工直径为0.05~1.5mm,最大深度为10mm。28

图4 电子束加工几种典型孔的形状

5.4 电子束显微技术现代微电子技术领域中，产品的设计和研究都需要对样品的内部结构和表面形貌进行成像观察，以及对样品表面或界面的微观结构和化学成分进行定性和定量分析。为此，人们利用电子束显微技术研制了各种电子光学仪器，它利用电子束轰击样品材料，对产生的各种携带物理和化学信息的粒子经过接受、转换和处理获得关于样品的物理结构和化学成分信息的信号，而达到材料微观结构和化学成分的定性定量分析。

由于电子的波长很短,因此电子光学仪器的分辨率都比较高，如光学显微镜的放大倍数受衍射影响和限制，只能做到放大率≤2000，这对材料微观结构的研究是不可能的；而电子显微镜的放大倍数已达80万倍以上，可十分清晰地进行材料的微观观察与分析。

在大规模集成电路的研制和生产中，当采用电子束曝光、光刻时就可以不用掩模板，直接用电子束光刻图形相当灵活，其分辨率可高达0.05μm，而用一般光学曝光方法的分辨率只能达到1μm左右。又如俄歇电子谱仪是一种对分析样品非破坏性的分析仪器，能定性和定量地分析材料表面的化学成分，是一种性能优良的电子表面探针。电子束技术在工业中的应用并不限于本文所述，电子束技术在不断的发展，其应用领域也在不断拓宽，许多研究工作还在深入，电子束技术在工业中的应用存在巨大的潜力。结语

电子束加工属于特种加工的一部分，其在工业生产中的应用还有很多，随着电子束技术的不断发展，以及科技人员更深入的研究，电子束技术的应用领域也在不断拓宽，在工业中的应用前景值得期待。

参考文献

航空技术论文篇6

一、农、林业飞行作业质量技术标准(一)、播树种、草种

1、播种量：其播种量误差不超过设计亩播量的±10％。

2、漏播率：

(1)播撒树种，漏播率不超过播区面积的15％；

(2)播草种或树、草种混播，漏播率不超过播区面积的10％。

3、设计播幅(即生产播幅)横向落种均匀度(用变异系数表示)：(1)播树种，其变异系数不大于50％；(2)播草种，其变异系数不大于40%。

4、设计播幅(即生产播幅)：

(1)播草种：运五型飞机航高40—60米，设计播幅为30—40米；

(2)播树种：运五飞机航高80—120米，设计播幅为40—50米；运十二飞机航高100—150米，设计播幅为60—70米。(二)、播水稻种。

1、播种量：其误差不超过设计亩播量的±10％； 2．漏播率：不超过播种面积的±5％；

3、设计播幅横向落种均匀度(用变异系数表示)不大于30％。

4、设计播幅：运五飞机航高20—30米．设计播幅为18—22米。(三)、防治农、林业病虫与施肥。

1、喷撤(洒)量：

(1)喷撤干物料：其喷撒量误差不超过设计亩喷撒量的±10％。(2)喷洒液体：

常量、低量：其喷洒量误差不超过设计亩喷洒量的±5％；超低量：其喷洒量误差不超过设计亩喷洒量的±10％。

2、有效喷幅：

(1)喷粉：运五飞机航高5—7米，风速在5米／秒以内，喷幅为60—70米；(2)喷液：运五飞机航高5—7米，风速在5米/秒以内，喷幅为40—50米；(3)撒肥料：运五飞机航高20—30米，喷幅为20—25米；(4)撒毒饵：运五飞机航高20—30米，喷幅为25—30米。

3、设计喷幅内横向均匀度(用变异系数表示)：(1)喷粉：待定：(2)喷液：

低量、常量：其变异系数不大于70％；超低量：其变异系数不大于60％。

4、复盖密度：

(1)农业：运五飞机航高5—7米时：超低量：每平方厘米雾滴不少于15个；低量：每平方厘米雾滴不少于20个；常量：每平方厘米雾滴不少于25个。(2)林业：运五飞机航高15—20米时：超低量：每平方厘米雾滴不少于10个；低量：每平方厘米雾滴不少于15个；常量：每平方厘米雾滴不少于20个。

5、防治病虫效果：在条件相同情况下(指病虫种类、防治时期、用药种类、有效剂量等)飞机防治病虫平均效果与地面药剂防治病虫平均效果相近。(四)、航空护林。l、巡护飞行：

(1)飞机调到护林基地后24小时内作好准备，处于能执行正常巡护飞行任务的状态；(2)正常巡护飞行时．飞机实际起飞时间不应晚于预报时间20分钟；(3)机组接到紧急火情通知后，在正常情况下40分钟内飞机起飞；(4)飞机正常巡护飞行时，在能见条件下偏航不得超过15公里。

2、化学灭火：

(1)最低飞行高度30一40米；(2)喷撒灭火剂准确率不低于70％；(3)喷撒设备工作正常率不低于90%。

二、工业飞行作业质量技术标准

(一)航空摄影：质量技术标准必须符合《1∶5千、1∶1万、1∶2．5万、1∶10万比例尺地形图航空摄影规范》和《1∶500、1∶1000、1∶2000比例尺地形图航空摄影规范》的有关规定。(二)航空探矿：

1、航高：见附表1，其中：

1指高差小于100米的平原区； 2指高差100—200米的丘陵区； 3指高差200—400米的低山区； 4指高差400—600米的高山区； 5指高差大于600米的高山区。

航空探矿一般在海拔2000米以下的地区作业；海拔2000米以上地区，仅飞1∶20万、1∶50万、1∶100万比例尺的航空磁法测量。在航空探矿外吊吊舱、探头时，其最低飞行高度(指吊舱、探头距地面的真高)为70米。

2、飞行高度合格率：见附表2，其中： 1指高差小于100米的平原区； 2指高差100—200米的丘陵区； 3指高差200—400米的低山区； 4指高差400—600米的高山区； 5指高差大于600米的高山区。

表中所示的飞行高度合格率是指整个测区统计的平均值，仅适合于海拔2000米以下地区检查作业质量时使用。

3、航迹偏离差：

(1)1∶10万—1∶100万航空探矿飞行，航迹偏离差不超过线距的四分之一；(2)1∶5万航空探矿飞行，航迹偏离差不超过线距的三分之一；(3)1∶2.5万航空探矿飞行，航迹偏离差不超过线距的五分之二。

（三）、海上、陆上石油勘探服务飞行： 1.飞机出勤率不低于90%；

2.除不可抗拒原因外，起飞时间与预计起飞时间之差不超过30分钟。附表1 探矿方法使用航空器测量比例

尺平均飞行高度（米）12345航空磁法、航空放射性测量法固定翼机1∶25万50—7070—90100—1201∶5万60—8090—110140—1601∶10万80—100110—130160—2001∶20万300400400—600400—8001∶50万300400400—600400—8001∶100万400500600—800400—1200旋翼机1∶25万50—7070—9090—100100—120120—1401∶5万50—7070—9090—100100—120120—140 附表2 使用航空器平原区 1丘陵区 2低山区

航空电子数据总线技术研究篇7

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

参考文献

[1]SAE.MIL-STD-1553B.Digital ti me division command/re-sponse multiplex data bus notice 2[S].USA:SAE,1993.

[2]LITTLE R.Advanced avionics for military needs[J].Com-puting&Control Eng.,1991,2:29-34.

[3]KI MJ H,BONE b R K,HARRANJ P,et al.Burst2 modebit error rate characterization of dual rate MIL-STD-1773transceiver[J].IEEE Photon Technical Letter,1997,9:238-240.

[4]GILLEN A,SHELTONJ.Introduction of 3910 high speeddata bus[C]//Proc.IEEE MILCOM’92.USA:IEEE,1992:956-960.

[5]BROWN D R.Issues concerning the i mplementation of highspeed optical data bus systems[C]//Proc.IEE Colloquiumon Future Military Avionic Architectures.London:[s.n.],1990:1-3.

航空微电子技术及产业分析篇8

航空微电子及关键技术

以集成电路为核心的微电子技术，在军事通信、军事指挥、军事侦察、电子干扰和反干扰、无人机、军用飞机、导弹，雷达、自动化武器系统等方面得到广泛应用，覆盖了军事信息领域的方方面面。因此，现代信息化战争又被称为“芯片之战”。出于国防装备的需要，世界军事强国不仅重视通用微电子技术发展，也十分重视专用微电子技术的发展。这是因为专用微电子产品不仅在国防装备中应用广泛，而且对国防装备的作战效能起着关键作用。美国提出，在其防务的技术优势中，集成电路是最重要的因素。20世纪80年代美国就将集成电路列为战略性产业。决定航空电子系统成本和技术的关键和核心，是以航空关键集成电路和元器件为核心的航空微电子技术和产品。

当前微电子科学技术一个重要的发展方向，就是由集成电路（IC）向集成系统（IS）转变，并由此产生了微系统。微系统有两重含义：一是将电子信息系统集成到硅芯片上，即信息系统的芯片集成——片上系统或System on-a-Chip（SoC）。另一含义就是微电子机械系统（MEMS）和微光机电系统。

SoC将一个基于PCB上实现的系统功能尽可能的转化为基于功能、性能高度集成的基于硅的系统级芯片实现。因此，SoC尽可能多的集成系统的功能，可以减小系统体积重量，提高系统的性能，提高系统的可靠性，并能降低系统的制造成本。

MCM（Multi-Chip Module）是利用先进的微组装技术将多个（2个或以上)集成电路管芯及其他微型元器件组装在单一封装外壳内，形成具有一定部件或系统功能的高密度微电子组件。基于MCM基础上发展起来的系统级封装SIP（System in Package），是将整个应用系统中所有的电路管芯和其他微型元器件组装在单一封装外壳内的技术。MCM/SIP技术的开发应用将是突破传统封装固有瓶颈的一种有效途径，实现信息技术的发展对集成电路的封装密度、处理速度、体积、重量及可靠性等方面提出新的应用要求。

上世纪90年代，美国NASA为实现太空飞船小型和微型化提出先进飞行计算机计划（AFC），将MCM 作为在微电子领域保持领先地位的重要技术加以发展，并确定其为2010年前重点发展的十大军民两用高新技术之一。日本一直以来都是MCM 技术的推崇者，他们建立的MCM技术协会进一步促进多芯片组件的发展与应用。

虽然SoC可以集成多种功能IP，但多工艺混合的IP难以采用SoC在单一硅片上实现, 因此虽然SoC发展迅速，但并不能取代MCM/SIP技术，一定程度上来讲，MCM/SIP技术是对SoC实现小型化的重要补充。因此，SoC/MCM（SIP）技术固有的技术优点，是航空电子系统低功耗、高性能、高可靠、超小型化的发展的永恒追求，也是航空电子系统发展迫切需要的核心技术之一。

航空微电子产业的国内外现状

航空电子系统所用关键集成电路与元器件的基本上可以分为四大类别：通用高端芯片、航空专用集成电路、机载任务子系统专用处理芯片、航空核心元器件。

1、通用高端芯片，主要是指处理类、存储类、电源类、A/D、D/A、OP等类别的集成电路。高端通用芯片决定航空电子系统的整体性能，是航空系统中不可缺少的一类重要器件。由于武器装备发展的需求超前于我国集成电路的研制和国产化，各项主战装备进入设计定型时，国内出现无“芯”可用的状况，导致定型装备的高端通用芯片基本依赖于进口，在重点型号中几款用量大的CPU芯片大都要依靠进口，只有少数是国产化的CPU芯片，而且性能都比较低。

2、航空专用集成电路，主要包是指总线网络及相关标准协议，以及使用MCM、SIP设计的模块。航空专用集成电路一般分为两种：第一种是满足航空标准、协议和规范的专用电路，如支持ARINC429协议、1553B协议、光纤通道FC-AE协议等的电路，它决定了航空电子系统的体系结构。这类芯片主要是总线协议处理类芯片，是航空电子系统的“中枢神经”，遍布飞机的各个部件和角落。第二种是满足飞机应用环境要求的专用集成电路。这类芯片是面向航空电子系统的应用需求特点开发的芯片。欧美新一代飞机研制中，广泛使用了SoC/MCM(SIP)技术手段，实现低功耗、高性能、高可靠性、超小型化的最终目标。为了达到F-22等新一代飞机综合核心处理机（ICP）对“性能/体积”方面的要求，美国“宝石台”计划中定义了多达12种MCM。

3、机载任务子系统专用处理电路，主要包括弹载计算机小型化核心芯片、头显定位处理系统芯片、头/平显畸变校正芯片、机载专用远程激光测距芯片以及机载防撞系统综合信号处理芯片等。机载任务子系统专用处理电路是决定航电任务子系统或设备某些特定性能的专用集成电路，如弹载计算机、头显定位处理系统芯片、头/平显畸变校正芯片、机载专用远程激光测距芯片和机载防撞系统综合信号处理芯片。目前国内该类任务子系统多采用专用电路板卡实现，缺点主要在于体积大、功耗高、集成度低、数据处理时间长等。

4、航空核心元器件，包括航空专用传感器、制导与导航器件、连接器、断路器、T/R组件等，这是在航电系统或设备中有重要作用的元器件，如光电探测器、光电收发器、航空连接器、航空专用压力传感器敏感元件及处理芯片、GNC电路、相控阵雷达中的超薄三维集成射频模块等。

航空微电子国内外产业发展

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以航空关键集成电路和元器件为核心的航空微电子技术和产品，具有以下特点：品种多、用量少、环境可靠性要求高；研发、验证及全机寿命维护周期长；对体积、功耗、寿命、性能要求高；投资巨大，技术风险大。

上述特点与微电子产业要求的批量经济规律相违背，为了降低装备成本，国外率先开始了通用商用芯片（COTS）应用于军事工业的研究。根据美国国防部“保持信息优越性”的战略要求，国防科学部需要提供可信任的、长期的、及时供应的集成电路以及持续提高芯片处理能力和获取军事价值信息的新方法。美国国防部针对商用芯片如何应用于军事需求，也非常慎重。美国国防科学委员会和美国国会认为芯片的离岸制造是一种安全隐患。在目前高度全球化的集成电路产业供应链中，产品定义和代码属于可信范围，IP、库、EDA工具属于半可信，加工制造属于不可信。美国国防预研局（DARPA）于2006年启动了芯片可信任（Trust in IC）计划，意图找到一种对芯片的评估和测试方法以确认芯片的安全性和可信性，内容涉及包括IC的设计、制造和封装。

为支撑航空工业发展需求，基于对航空专用微电子产业的认识，为保持在航空工业技术及相关产品的绝对优势，欧美发达国家各主要飞机制造公司都有自己微电子技术研发力量和产业链，一般包括设计、生产、封装和测试等各个环节。

国内集成电路相关基础产业环境薄弱，航空微电子技术和产业远远滞后于系统的应用需求，航空电子系统大量使用商业器件且高端芯片大都依靠进口。但事实上商用集成电路和元器件无法完全满足军事及航空应用的需求，且存在重大技术、安全隐患：

★不能满足持久、可控的自主保障能力

·战争情况下能否依赖别人？库存能够支持多久的战争？

·能否具备航空武器全寿命周期保障性？

★恶劣环境、各种“极端”条件下，不能满足系统功能完整性、确定性

·必须考虑恶劣环境、各种极端条件系统环境适应性和瞬态可靠性；

·恶劣环境、特殊需求的关键物理指标的满足。

★不能满足未来信息化装备在恶劣应用环境下对高性能、高可靠等需求

·嵌入式高性能计算机可以达到100GFlops量级，网络带宽需求可以达到100Gb/S，存储容量100G，即3个100G的需求，2020年可能达到3个1000G；

·军事需求对于实时性、可靠性等都有严格的要求，商用器件难以满足。

★系统应用支撑能力

·航空电子系统是复杂软硬一体、高安全性的实时系统，对于开发环境及各种EDA工具、开发过程、验证过程手段和方法学都提出高安全性的要求。

★商用产品可能存在安全隐患

总结

在竞争激烈的21世纪，面向新一代飞机研制，国内以中航计算所为代表的相关单位，基于目前新一代飞机航空专用集成电路需求牵引，以机载总线网络接口芯片（高速1553B/FC/AFDX/ARINC659/Mil-1394）、机弹载计算机小型化和航空多媒体研制为核心，以先进的SoC/SIP(MCM)/ASIC(IP) /FPGA(SOPC)为技术手段，采取以设计为核心的Fabless/Chipless发展模式，开展航空专用集成电路技术和产品的研制工作，已经具备一定的研制能力，但仍然没有建立完整的航空专用集成电路的技术和产品谱系，尚有很多关键技术有待突破，加之国内相关产业基础薄弱，航空专用集成电路的研发还处于艰难的初级阶段。

“一代器件，一代整机，一代装备”形象地说明了集成电路的重要性。没有先进、可靠的航空专用器件与集成电路就谈不上有先进、可靠的航空武器装备。大力发展航空微电子技术和产业，借鉴国外发展的先进发展经验，尽快建立我国大航空、强航空配套的一个自主创新、能力不断提高、产业规模不断扩大的技术和产业体系，不仅是突破国外产品和技术封锁的需要，更是实现航空电子系统自主设计、核心技术自主保障、取得航空产业技术和商业成功的发展需要。这对于保障航空武器装备国防实力，推动社会进步，具有极其重要的战略意义和现实意义。希望通过本文抛砖引玉，有效推动我国航空微电子技术快速发展，全面提升航空电子的核心竞争力。

（作者单位：中航工业西安航空计算技术研究所）

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