軍用航空電子系統幾大關(guān)鍵趨勢

COTS技術(shù)的應用

　　自1976年以來(lái)，集成電路的銷(xiāo)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（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(zhù)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(chē)和其他長(cháng)壽命的設備中。在這同一個(gè)時(shí)期，集成電路在航空電子設備中的應用保持平穩，引起其市場(chǎng)份額從17%跌到不到1%，使軍事部門(mén)再也不能影響電子器件的發(fā)展。軍用級部件市場(chǎng)的萎縮以及要對它們進(jìn)行篩選以滿(mǎn)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(guān)閉了它們的軍用電子元件生產(chǎn)線(xiàn)。這顯著(zhù)減少了密封封裝的軍用規范部件的供應量，特別是最新的和技術(shù)上最先進(jìn)的集成電路緊缺，迫使防務(wù)工業(yè)考慮采用商業(yè)技術(shù)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(shù)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(chǎng)上銷(xiāo)售的產(chǎn)品，并在制造商的產(chǎn)品目錄中以確定的價(jià)格出現，而且可直接從制造商或通過(guò)制造商的銷(xiāo)售網(wǎng)供應給任何公司或個(gè)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(shù)規范。COTS產(chǎn)品可分成消費品/工業(yè)用、軍用和航天用等類(lèi)。在PEM中，半導體芯片采用模壓塑料技術(shù)被封裝在一個(gè)殼體中。

　　盡管PEM具有顯著(zhù)的優(yōu)點(diǎn)（如新產(chǎn)品，性能好，投放市場(chǎng)的時(shí)間短和首批成本低），它們也有一些缺點(diǎn)，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定的性能數據。

　　未來(lái)戰斗機的設計人員正在全力對付航空電子設備過(guò)時(shí)的問(wèn)題。這個(gè)問(wèn)題因防務(wù)預算減少以及軍機市場(chǎng)萎縮而造成的研制和生產(chǎn)時(shí)間延長(cháng)而變得更加嚴峻。在軍用航空電子系統中，采用民用0開(kāi)放0型系統硬件和軟件被看作是對付日益增長(cháng)的電子元部件過(guò)時(shí)的重要措施。如果改用COTS技術(shù)，航空電子產(chǎn)品將不再一成不變， 其處理器芯片每過(guò)18個(gè)月就有改進(jìn)。

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

　　美國海軍陸戰隊在其0開(kāi)放系統民用航空電子設備要求0（OSCAR）計劃中準備用民用處理機來(lái)代替AV-8B中的任務(wù)計算機，在航空電子設備改用COTS 技術(shù)方面起了帶頭作用。麥道公司（現已被波音公司收購）是OSCAR計劃的主承包商，其轉包商CDI公司正在采用PowerPC民用處理器研制AV-8B 的AYK-14任務(wù)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(shí)驗室中進(jìn)行試驗，生產(chǎn)將于1997年年底前開(kāi)始，而對AV-8B 的改進(jìn)將在1998年初開(kāi)始。民用處理機的性能將比AYK-14提高兩個(gè)數量級。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(jìn)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）的公共模塊，最初的作戰能力預定在2001年實(shí)現。某些OSCAR硬件和軟件將被用于F-15新的先進(jìn)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(gè)電子箱內，用在 F-15C/D上的組裝中將有一些不同。

　　諾斯羅普#格魯門(mén)公司的工程師們正在修改美空軍E-8C飛機上的電子設備，以容納數量增加的COTS元部件。在過(guò)去3年里，E-8C的航空電子設備已從采用專(zhuān)門(mén)技術(shù)，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(kāi)放系統部件，如DEC公司的Alpha微處理器，VME底板數據總線(xiàn)和FDDI（光纖分布數據接口）。進(jìn)一步采用COTS技術(shù)可能將包括Windows NT操作系統，模擬器件公司的21060 SHARC數字信號處理機、水銀計算機系統公司發(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(guò)時(shí)的問(wèn)題，雖然在2004年以前，該機不會(huì )進(jìn)入美國空軍服役。洛克希德#馬丁/波音集團已編了一個(gè)在F-22投入使用時(shí)，很可能不再生產(chǎn)的400多個(gè)部件的目錄，以便用購買(mǎi)零件的生產(chǎn)線(xiàn)和插入新技術(shù)等方法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

　　洛克希德#馬丁/波音已為改進(jìn)F-22的CIP制訂了一個(gè)發(fā)展規劃，這個(gè)計劃準備引入民用技術(shù)來(lái)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(lái)提高性能。其第一