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机载电子硬件

/airborne electronic hardware; AEH/
条目作者田莉蓉

田莉蓉

最后更新 2023-01-07
浏览 116
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航空飞行器上能在特殊的航空环境下完成预期功能的电子硬件,通常也称为航空电子硬件。

英文名称
airborne electronic hardware; AEH
又称
航空电子硬件
所属学科
航空宇航科学与技术

机载电子硬件是构成电子系统的所有物质,如元器件、部件、设备等物理装置的总称,这些物理装置按系统结构的要求构成一个有机整体,为电子系统的运行提供物质基础。2000年发布的《机载电子硬件设计保证指南》(DO-254)中对机载电子硬件的定义为:“物理存在的单元,通常指外场可更换设备,电路板、电源以及元器件”,这也是被航空界广泛接受的机载电子硬件的定义。但在民机适航领域机载电子硬件通常特指可编程逻辑及其载体。

机载电子硬件的具体物理形态可以分为外场可更换设备(LRU,通常指可直接独立在航空器上安装的机载产品)、电路板或者车间可更换部件(SRU,通常指需要在维修车间安装和维修的机载设备内部的独立印制板模块)、可编程逻辑(FPGA/CPLD/ASIC中驻留的硬件逻辑)以及电子元器件等(见图)。

机载电子硬件组成机载电子硬件组成

机载电子硬件是电子技术在机载领域的应用成果,其发展过程和电子技术的发展密切相关。伴随着电子技术的发展,机载电子硬件的发展大致可分为以下三个阶段。①以模拟电路及二极管处理器为代表的第一代机载电子硬件,典型代表为模拟仪表。②以大规模集成电路为代表的第二代机载电子硬件,典型代表为数字处理硬件。③以超大规模集成电路为代表的第三代机载电子硬件,典型代表为大规模可编程硬件,多核数字处理硬件等。

除第一代电子硬件外,机载电子硬件通常并不能独立完成飞机功能,它往往是某一机载系统的组成部分,和机载软件共同完成特定的飞机功能。

根据应用系统的不同,机载电子硬件安全等级可分为A-E等5个级别,其中A级机载电子硬件的失效或异常行为造成的系统功能失效会导致飞机处于灾难级失效状态;B级机载电子硬件的失效或异常行为造成的系统功能失效会导致飞机处于危险级失效状态;C级机载电子硬件的失效或异常行为造成的系统功能失效会导致飞机处于重大级失效状态;D级机载电子硬件的失效或异常行为造成的系统功能失效导致飞机处于微小级失效状态;E级机载电子硬件的失效或异常行为不会对飞机运行能力及机组人员的工作负担造成影响。

机载电子硬件是完成系统功能的物质基础。随着机载电子硬件的发展,短短几十年间,机载系统从功能到结构都发生了巨大的变化。机载电子硬件在机载硬件中所占比例越来越大,不仅包含传统概念上的机载无线电设备(通信、导航、雷达、遥测、遥感、电视、电子侦察与干扰等),还包括各类机载计算机、数据处理、显示与记录设备等,更广义地还涉及某些光电设备、光纤设备、激光设备和红外设备,甚至飞机结构件和蒙皮材料中都嵌入了大量传感器和电子硬件。机载电子硬件的发展对机载系统能力的提升起到了极大的促进作用。

  • 金德锟,等.民用飞机航空电子系统.上海:上海交通大学出版社,2011.

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