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第1章 飞机的军事用途 1

1.1 导言 1

1.2 空中优势飞机 2

1.2.1 用途 2

1.2.2 主要性能特点 3

1.2.3 机组定员 4

1.2.4 系统结构 4

1.2.5 空优飞机类型 5

1.3 地面攻击飞机 7

1.3.1 用途 7

1.3.2 主要性能特点 7

1.3.3 机组定员 7

1.3.4 系统结构 8

1.3.5 地面攻击机类型 9

1.4 战略轰炸机 10

1.4.1 用途 10

1.4.2 主要性能特点 10

1.4.3 机组定员 11

1.4.4 系统结构 11

1.4.5 战略轰炸机型号 12

1.5 海上巡逻飞机（MPA） 13

1.5.1 用途 14

1.5.2 对水面部队的作战（ASuW） 15

1.5.3 对潜艇的作战（ASW） 16

1.5.4 搜寻与救援（SAR） 17

1.5.5 专属经济区防护 21

1.5.6 主要性能特点 22

1.5.7 机组定员 23

1.5.8 系统结构 23

1.5.9 海上巡逻机类型 24

1.6 战场监视飞机 25

1.6.1 用途 26

1.6.2 主要性能特点 26

1.6.3 机组定员 26

1.6.4 系统结构 26

1.6.5 战场监视飞机类型 28

1.7 空中预警飞机 29

1.7.1 用途 29

1.7.2 主要性能特点 29

1.7.3 机组定员 30

1.7.4 系统结构 30

1.7.5 空中预警机类型 31

1.8 电子战飞机 32

1.8.1 用途 32

1.8.2 电子对抗措施（ECM） 32

1.8.3 电子支持措施（ESM） 33

1.8.4 信号情报（SIGINT） 33

1.8.5 主要性能特点 35

1.8.6 机组定员 35

1.8.7 系统结构 35

1.8.8 飞机类型举例 37

1.9 空中照相侦察飞机 38

1.9.1 用途 38

1.9.2 主要性能特点 39

1.9.3 机组定员 39

1.9.4 系统结构 39

1.9.5 典型的飞机类型 39

1.10 空中加油飞机 41

1.10.1 用途 41

1.10.2 主要性能特点 43

1.10.3 机组定员 43

1.10.4 系统结构 43

1.10.5 加油机类型 44

1.11 部队和物资运输飞机 45

1.11.1 用途 45

1.11.2 主要性能特点 46

1.11.3 机组定员 46

1.11.4 系统结构 46

1.11.5 典型的运输机 48

1.12 无人驾驶飞行器（UAV） 48

1.13 教练机 51

1.13.1 典型的教练机 52

1.14 特殊用途飞机 53

1.14.1 特殊用途举例 53

1.15 总结 54

推荐阅读书目 55

第2章 技术与结构 57

2.1 航电系统结构的演变 57

2.1.1 分布式模拟结构 60

2.1.2 分布式数字结构 62

2.1.3 联合式数字结构 64

2.1.4 综合积木式结构 67

2.1.5 开放式结构问题 69

2.1.6 数字系统的影响 70

2.1.7 军方对数字航电系统的解决方法 71

2.1.8 对COTS的需求 73

2.2 航空专用数据总线 76

2.2.1 Tornado串行数据总线 76

2.2.2 ARINC429数据总线 79

2.2.3 军标1553B数据总线 81

2.2.4 STANAG3910数据总线 85

2.3 JIAWG结构 89

2.3.1 JIAWG的一般结构 89

2.3.2 高速数据总线（HS Data Bus） 91

2.3.3 并行接口总线（PI Bus） 93

2.3.4 测试和维护总线（TM Bus） 93

2.3.5 面临淘汰的问题 94

2.4 COTS数据总线 95

2.4.1 光纤信道 96

2.4.2 光纤信道选择 99

2.4.3 IEEE 1394火线 99

2.5 实时操作系统 100

2.5.1 主要特点 101

2.5.2 安全性 101

2.5.3 软件划分 104

2.5.4 软件语言 106

2.5.5 保密性 106

2.6 射频集成 108

2.6.1 雷达的主要发展 108

2.6.2 JIAWG射频子系统集成 113

2.7 Pave Pace/F-35共享天线结构 121

参考文献 125

第3章 基本雷达系统 127

3.1 雷达的基本原理 127

3.2 雷达的天线特性 135

3.3 主要雷达模式 138

3.3.1 空对空搜索 138

3.3.2 空对空跟踪 140

3.3.3 空对空边扫描边跟踪 141

3.3.4 地形测绘 142

3.4 天线的方向性特性 143

3.5 脉冲雷达的结构 144

3.5.1 脉冲雷达部件 144

3.5.2 脉冲调制 146

3.5.3 接收机的特性 149

3.5.4 雷达距离方程 156

3.6 多普勒雷达 158

3.7 雷达的其他用途 159

3.7.1 频率调制范围 159

3.7.2 地形跟踪雷达 160

3.7.3 连续波照射 162

3.7.4 多模工作 162

3.8 目标跟踪 164

3.8.1 距离跟踪 164

3.8.2 角度跟踪 165

参考文献 171

第4章 高级雷达系统 172

4.1 脉冲压缩 172

4.1.1 相干发射 174

4.1.2 傅里叶变换 177

4.2 脉冲多普勒的实现 178

4.2.1 距离模糊 182

4.2.2 PRF对频谱的影响——多普勒模糊 184

4.2.3 距离模糊和多普勒模糊 185

4.3 脉冲多普勒雷达的实现 189

4.3.1 接收机 190

4.3.2 信号处理器 192

4.3.3 雷达数据处理器 195

4.4 高级天线 197

4.4.1 相控阵原理 198

4.4.2 平面阵列 199

4.4.3 电扫描阵列（ESA） 200

4.4.4 有源电扫阵列（AESA） 202

4.5 合成孔径雷达（SAR） 207

4.6 低可观测性 217

4.6.1 影响RCS的因素 219

4.6.2 降低RCS 226

4.6.3 RCS值的比较 227

4.6.4 LPI的工作机理 228

参考文献 230

第5章 光电系统 231

5.1 引言 231

5.2 电视 234

5.3 夜视镜 239

5.4 红外成像 242

5.4.1 红外成像器件 246

5.4.2 旋转扫描器 248

5.4.3 平面成像 249

5.4.4 焦平面成像阵列（“凝视阵列”） 250

5.4.5 红外探测器技术 251

5.5 红外跟踪 256

5.5.1 红外寻的头 256

5.5.2 成像跟踪 259

5.5.3 红外搜索与跟踪系统 260

5.6 激光 262

5.6.1 工作原理 262

5.6.2 激光传感器应用 267

5.6.3 美国空军机载激光系统（ABL） 271

5.6.4 激光的安全问题 272

5.7 集成系统 274

5.7.1 光电传感器融合 274

5.7.2 吊舱安装 277

5.7.3 塔式装置 283

5.7.4 内置安装 286

参考文献 288

第6章 电子战 290

6.1 引言 290

6.2 信号情报（SIGINT） 295

6.2.1 电子情报（ELINT） 296

6.2.2 通信情报（COMINT） 300

6.3 电子支援措施 302

6.4 电子对抗措施与电子对抗反措施 305

6.4.1 噪声干扰 306

6.4.2 欺骗式干扰 310

6.4.3 干扰平台的部署 312

6.4.4 低截获概率（LPI）雷达 313

6.5 防御设备 314

6.5.1 雷达告警接收机 315

6.5.2 导弹告警接收机 317

6.5.3 激光告警系统 318

6.5.4 电子对抗投放器 319

6.5.5 综合防御辅助系统 321

参考文献 326

第7章 通信与识别 327

7.1 通信、导航和识别的定义 327

7.1.1 射频频谱 328

7.1.2 通信控制系统 329

7.2 射频传播 330

7.2.1 高频（HF） 332

7.2.2 甚高频（VHF） 334

7.2.3 卫星通信（SATCOM） 336

7.3 无线应答机 339

7.3.1 空中交通管制（ATC）应答机——S模式 340

7.3.2 空中交通避撞系统（TCAS） 343

7.3.3 自动相关监视—寻址模式（ADS-A） 347

7.3.4 自动相关监视—广播模式（ADS-B） 347

7.3.5 敌友识别系统（IFF） 347

7.4 数据链 349

7.4.1 JTIDS运用 350

7.4.2 其他数据链 353

7.5 网络中心战 354

参考文献 357

第8章 导航 358

8.1 导航原理 358

8.1.1 导言 358

8.1.1 基本导航 359

8.2 无线电导航 362

8.2.1 越洋导航 364

8.3 惯性导航基本原理 365

8.4 卫星导航 366

8.4.1 差分GPS系统 367

8.4.2 广域增强系统（WAAS） 368

8.4.3 局域增强系统（LAAS） 369

8.5 组合导航 370

8.5.1 不同飞行段的传感器应用 371

8.5.2 GPS全程导航 373

8.5.3 GPS接收机的种类 373

8.6 飞行管理系统（FMS） 374

8.6.1 飞行管理系统和控制显示单元（FMS CDU） 375

8.6.2 FMS功能 378

8.6.3 横向导航（LNAV） 381

8.6.4 航线导航 382

8.6.5 区域导航 382

8.6.6 垂直导航（VNAV） 383

8.6.7 四维导航 383

8.6.8 全工作模式导航 384

8.6.9 FMS程序 384

8.6.10 空中交通避撞系统（TCAS） 384

8.6.11 近地告警系统（GPWS）和增强型近地告警系统（EGPWS） 385

8.7 导航设备 387

8.7.1 自动方位搜寻（ADF） 388

8.7.2 伏尔（VOR） 388

8.7.3 测距设备（DME） 389

8.7.4 塔康（TACAN） 390

8.7.5 伏塔康（VORTAC） 391

8.7.6 双曲线无线电导航系统——罗兰C 391

8.7.7 仪表导航着陆系统（ILS） 392

8.7.8 微波导航着陆系统（MLS） 397

8.8 惯性导航系统（INS） 398

8.8.1 运行原理 398

8.8.2 独立惯性导航系统 400

8.8.3 空气数据和惯性参考系统（ADIRS） 402

8.8.4 惯性平台的实现 405

8.8.5 空间坐标轴到格林威治子午线的变换 407

8.8.6 地球坐标轴到地理坐标轴的变换 407

8.8.7 地理坐标轴到大圆的变换（导航） 408

8.8.8 大圆弧／导航坐标轴到飞行器自身坐标轴的变换（捷联式） 408

8.8.9 平台校准 409

8.8.10 惯性平台发展应用的历程 412

8.9 全球导航卫星系统（GNSS） 413

8.9.1 GNSS介绍 413

8.9.2 工作原理 415

8.9.3 完整特性 417

8.9.4 GPS卫星几何分布 417

8.10 全球航空运输管理（GATM）系统 418

8.10.1 通信 419

8.10.2 导航 421

8.10.3 监视 428

参考文献 428

第9章 武器投送与制导 431

9.1 引言 431

9.2 F-16“战隼” 433

9.2.1 F-16的发展史 435

9.2.2 F-16中期寿命升级（MLU） 438

9.2.3 F-16E/F（F-16“布洛克-60”型） 441

9.3 AH-64 C/D“长弓阿帕奇” 444

9.3.1 原始系统 445

9.3.2 “长弓阿帕奇” 446

9.3.3 TADS和PNVS的现代化 449

9.3.4 武器 450

9.4 欧洲“台风”战斗机 452

9.4.1 传感器与导航系统 453

9.4.2 显示和控制系统 455

9.4.3 飞行控制系统 456

9.4.4 公用控制系统 456

9.4.5 系统集成 457

9.4.6 救生／对抗系统 457

9.4.7 武器系统 458

9.5 F/A-22“猛禽”战斗机 458

9.5.1 简介 458

9.5.2 有源电子扫描阵列雷达 463

9.5.3 电子战与电子支援措施 463

9.5.4 通信、导航和识别（CNI）系统 465

9.5.5 显示系统与驾驶员座舱 466

9.5.6 飞行器管理系统（VMS） 467

9.5.7 武器系统 467

9.6 “猎迷”MRA4 469

9.6.1 导航和显示系统 471

9.6.2 公用控制系统 472

9.6.3 通信系统 473

9.6.4 任务系统与传感器系统 473

9.6.5 辅助防御子系统（DASS） 474

9.6.6 武器和弹舱 474

9.7 F-35联合攻击战斗机（JSF） 475

9.7.1 集成通用处理器（ICPs） 475

9.7.2 有源电子扫描阵列雷达（AESA） 477

9.7.3 集成电子战／通信、导航识别系统和光电系统 477

9.7.4 显示系统 478

9.7.5 飞行器管理系统（VMS） 478

9.7.6 武器系统 478

9.7.7 火炮 479

9.8 符合军标1760的标准外挂接口 479

9.9 空对空导弹 483

9.9.1 AIM-9“响尾蛇”导弹 483

9.9.2 AIM-120先进中程空对空导弹（AMRAAM） 485

9.9.3 AIM-132先进短程空对空导弹（ASRAAM） 485

9.10 空对地武器 486

9.10.1 风力修正弹药发射器（WCMD） 487

9.10.2 联合直接攻击弹药（JDAM） 487

9.10.3 AGM-88高速反辐射导弹（HARM） 488

9.10.4 空基反辐射导弹 489

9.10.5 “风暴阴影”与“斯卡耳普”导弹 489

参考文献 490

第10章 飞行器管理系统 491

10.1 引言 491

10.2 公用系统控制的发展史 493

10.3 公用系统小结 496

10.3.1 机械系统 496

10.3.2 机组系统 497

10.3.3 动力系统 497

10.3.4 燃料系统 497

10.3.5 空气系统 498

10.3.6 配电系统 498

10.3.7 飞行器管理系统（VMS） 498

10.3.8 故障预测和健康管理系统 499

10.4 公用系统控制 499

10.5 子系统介绍 504

10.5.1 机械系统 506

10.5.2 机组系统 511

10.5.3 动力系统 515

10.5.4 发电和配电 518

10.5.5 液压动力产生和分配 521

10.5.6 燃料系统 521

10.5.7 空气系统 524

10.5.8 电力公用系统 526

10.5.9 故障预测与健康管理 527

10.6 设计思想 528

10.6.1 综述 528

10.6.2 处理器和存储器 529

10.6.3 接口 530

10.6.4 软件 531

10.6.5 部件报废 531

10.6.6 人机交互界面 531

参考文献 533

推荐阅读书目 534

第11章 显示器 535

11.1 导言 535

11.2 乘员舱 536

11.2.1 “鹞”式GR.Mk1，GR.Mk3和AV-8A 537

11.2.2 F/A-18“大黄蜂”（Hornet） 538

11.2.3 欧洲“台风”战机 540

11.2.4 F-22“猛禽”（Raptor） 542

11.2.5 AH-64D“长弓阿帕奇” 544

11.3 抬头显示器（HUD） 545

11.3.1 抬头显示器原理 545

11.3.2 准直（折射光学）抬头显示器 546

11.3.3 视场 548

11.3.4 准直（折射）抬头显示器举例 550

11.3.5 瞳孔成像（折射／衍射）抬头显示器 552

11.3.6 瞳孔成像（反射／衍射）抬头显示器举例 554

11.3.7 抬头显示器的功能 562

11.3.8 图像生成 563

11.3.9 抬头显示器符号及其使用原则 564

11.4 头盔显示器（HMD） 570

11.4.1 头盔显示器的生理学考虑和外部条件 572

11.4.2 头部跟踪系统 574

11.4.3 头部光学跟踪系统 574

11.4.4 头部电磁跟踪系统 575

11.4.5 头盔显示器精确度和动态性能 576

11.4.6 头盔显示器光学构造 577

11.4.7 头盔显示器——举例 580

11.4.8 头盔显示器的功能 586

11.4.9 双目昼／夜型头盔显示器结构 588

11.4.10 头盔显示器的符号 589

11.4.11 头盔显示器作为主要飞行基准 590

11.5 俯视显示器（HDD） 590

11.5.1 CRT多功能俯视显示器（MHDD） 591

11.5.2 AMLCD多功能俯视显示器 598

11.6 新兴显示技术 606

11.6.1 微型显示器技术 606

11.6.2 高密度光源 606

11.6.3 透射式液晶显示器 607

11.6.4 反射式液晶显示器 607

11.6.5 数字微镜设备（DMD） 609

11.6.6 背投式“大图像”俯视显示器 610

11.6.7 固态头盔显示器 613

11.6.8 有机发光二极管 615

11.6.9 虚拟视网膜显示器 617

11.7 可见性标准 618

11.7.1 军用标准 618

11.7.2 美国国防部的定义和要求 623

11.7.3 欧洲定义和要求（欧洲战机“台风”） 624

11.7.4 可视性的例子 624

参考文献 630

附录A 参考书目、商业及军用标准 632

附录B 缩略语表 640