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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RCS226

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C391

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”MRA4469

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-8A537

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