飞机上有4种二级功率(能源)系统,即电能、液压能、气压能和机械能,每种二次能源都包括独立的能量产生、转换、调节、控制、保护、分配和传输等环节,都各自形成一个结构复杂和完整的系统。几种能源共存的现象导致了飞机和发动机附件复杂、内部结构臃肿、安装空间紧张、检修维护不便,大大降低了飞机和发动机的性能和可靠性。
随着飞机的现代化进程,机电系统在飞机中所占的比重越来越大,其技术水平的高低直接影响到飞机的整体性能。国外在公共设备管理系统这个概念提出之前,各机载机电系统也是独立发展的,机上能量不能综合利用,各机电系统的控制信息无法共享,各系统在布局上分散,硬件多、利用率低、布线复杂,显示仪表和控制开关过多,飞行员负担过重。为解决上述问题,发展了机电综合技术,通过优化设计、综合控制、按照信息重要度先后显示,实现提高系统性能、减少零部件数量、减轻飞机重量、降低研制成本、高效利用飞机能源、减轻飞行员负担等目标。
机电综合包括控制、能量、功能和物理等方面的综合,大致经历了4个阶段。第一阶段,在数字电子技术迅速发展的基础上,机电系统首先在控制方面实现了综合化,从而在飞机上出现了一个新系统,即公共设备管理系统。第二阶段,进一步实现机电系统在控制、能量方面的综合,在此阶段主要是针对新型高性能作战飞机的隐身要求、电子设备热载荷大等特点,机电系统采用综合环境控制/热管理系统。第三阶段,进一步实现机电系统在控制、能量和功能方面的综合,多电飞机技术(当时称全电飞机技术)是这一阶段的典型代表,在多电飞机上将尽可能用电力作动系统来取代当前飞机上使用的液压、气动和机械作动系统。第四阶段,实现机电系统在能量、功能、物理和控制方面的全面综合优化,以能量优化飞机技术为代表,从全机层面考虑能量的优化,解决未来飞机面临的能量和热管理等严峻问题。