航空电子（zǐ）是指飞机（jī）上（shàng）所有电子系（xì）统的（de）总和。一个最基本的航空电（diàn）子系统由通信、导（dǎo）航（háng）和显示管理等多个系统（tǒng）构成。航（háng）空电子设备（bèi）种类众多，针对不（bú）同用（yòng）途（tú），这些（xiē）设备从（cóng）最简单（dān）的警用直升机上（shàng）的探照灯到复杂如空中预警平台无所不包。航（háng）空电子研究正以惊人的速度（dù）改变着航空（kōng）航天技（jì）术。起（qǐ）初，航空电子（zǐ）设备只是一架（jià）飞（fēi）机的附属系统（tǒng）；而如（rú）今，许多飞（fēi）机存在的唯一目的（de）即（jí）为搭载这些设备。军用（yòng）飞机正日益成为一种（zhǒng）集成了（le）各种强（qiáng）大而敏感（gǎn）的传感器的战斗（dòu）平（píng）台。
历（lì）史（shǐ）
在（zài）上世纪70年代之前，航空电（diàn）子(Avionics)这（zhè）个词还没有出现。那时，航空仪表，无线电，雷达，燃油系统，引擎控制以及无线电导航（háng）都（dōu）是单独的，并且（qiě）大部分时候（hòu）属于机械系（xì）統。航空电子诞生于20世纪70年代（dài）。伴随着电子工业走向一体化，航空电子市（shì）场蓬勃发展起来。在70年代早期，全（quán）世界90％以上的半（bàn）导体产（chǎn）品应用在军用飞机上。到了90年代，这（zhè）个（gè）比例已不足1％。从70年代末开始，航空（kōng）电子已逐（zhú）渐成为飞机设计中一个部（bù）门。推动（dòng）航电技术发（fā）展的主（zhǔ）要（yào）动力来源于（yú）冷（lěng）战时期的军事需要而非民用领（lǐng）域。数量庞大的飞机变成了会飞的传感器平（píng）台，如何使（shǐ）如此众多的（de）传感器（qì）协（xié）同工作也（yě）成为了（le）一个新（xīn）的难题。时至今日，航电（diàn）已（yǐ）成为军机研发预算中最大的部分（fèn）。粗略地估（gū）计一下，F-15E、F-14有80％的预算花在了航电系统上。航空电子（zǐ）在（zài）民用市场也正在获得巨大（dà）的成长。飞行控制系统（线传飞控），苛刻空域条件带来（lái）的（de）新导航需求也促使开发成本相应上涨。随（suí）着越（yuè）来越多的人将飞机作为自己出行的首要交通工具，人们也不断开发出（chū）更为精细的控制（zhì）技术来保证飞（fēi）机在有限的空域（yù）环境下的安全性（xìng）。同时，民机天然要求将所（suǒ）有（yǒu）的航电系统都限制在（zài）驾驶仓内，从而使民（mín）机（jī）在预算和（hé）开发方面第一次（cì）影响到军事领（lǐng）域。
设（shè）计约束
飞（fēi）机上的（de）任何设备都必须满足一系列苛（kē）刻的设计约束（shù）。 飞机所面临的电（diàn）子环境是（shì）独特的，有时甚至是高度复杂的。制（zhì）造任何飞机都（dōu）面临许多昂贵，耗时，麻烦（fán）和困难的方面，而适航性认证则是（shì）其中之（zhī）一。随着（zhe）飞机及机组人员愈来愈依（yī）赖于航（háng）电系统，这些系统的健（jiàn）壮性（xìng）便（biàn）变（biàn）得非（fēi）常重要了。建造（zào）航空电子系统（tǒng）的一个必要因素就是要（yào）求飞行控制系统在任何时候都（dōu）不能失效。然而（ér），飞机上（shàng）任何一种系统（tǒng）都对健壮性有（yǒu）一定（dìng）程度的（de）要求。
集成
从航空电子工业的发轫时期开始，如何将（jiāng）及其众多的（de）电子系统（tǒng）连接起（qǐ）来，密切有效地使用各种（zhǒng）信（xìn）息就是（shì）一个令人头疼（téng）的（de）问题。当初（chū）如何在离（lí）散（sàn）数据线上（shàng）传（chuán）递开（kāi）关变量的简单问题，而（ér）今已（yǐ）演化为如何协调（diào）光线数据总线上传递的飞（fēi）行控制数据的（de）繁杂问（wèn）题。空前复杂的软（ruǎn）件也被（bèi）用以应付空（kōng）前苛刻的航空标准。 在今天，系统集（jí）成已成为飞（fēi）机工程师们所面临的最大（dà）问题。不管一架飞机如（rú）何小，一定（dìng）程度的（de）集（jí）成也是必不可少的（例如（rú）电力供应）。大型飞机项（xiàng）目（mù）（像（xiàng）军用及民用（yòng））经常需要数百名工程师来集成这些复杂系统。
物理环境
飞行环境不同，系统用途（tú）各异。某些系统（tǒng）需要比其他更为（wéi）健壮。今天所（suǒ）有的航空电子系统都需要通（tōng）过特定水平的环境测试。所（suǒ）以鲁棒性设计日益重要。测试的形式（shì）多种（zhǒng）多（duō）样（yàng），许（xǔ）多飞机生产商更（gèng）会预先（xiān）规定如（rú）何测试。随着航电设备的（de）广泛应用，各种（zhǒng）适航认证（如英国的（de）CAA或（huò）美国的FAA）制定了这些设备必（bì）须满足的性（xìng）能标准（zhǔn）。制造商（shāng）们则（zé）在此基（jī）础上（shàng）制定了这些设（shè）备必须满足（zú）的环境标（biāo）准。这些标准规定了航电制造商所必须遵循（xún）的飞机零（líng）件测试方法及等级。例如（rú）盐水喷射（shè），防水性，模具成长，以及外部污渍之类的测试。 目前（qián）提供给制造（zào）商的这类航电标准有BS 3G 100, MIL-STD-810, DEF STAN 00-35等等。在进行（háng）每一项单独（dú）测试（shì）前，我们首先得评（píng）估其（qí）是否适用。例如（rú），盐水喷（pēn）射测试对（duì）装在（zài）密封架内的设备就没有（yǒu）什么必要。制造商（shāng）们通过（guò）交叉引用这（zhè）些标准，维（wéi）护测试等级（jí），经（jīng）常会生成更为通用的需求。这些需求（qiú）并（bìng）不规定性（xìng）能，而是（shì）对设（shè）备（bèi）的（de）操作环境的一种描述。
电磁兼容（róng）性
众所周知（zhī），EEE, 电（diàn）磁兼容性(EMC)是一项评估（gū）电力（lì）电子系统相互影响的（de）活动。在飞机世界里，电磁兼（jiān）容性可导致各种各样的问题。飞（fēi）机及其设备一般使（shǐ）用测试范围更广的特定标准，如DEF Stan 59-41, MIL-STD-464等。
振动（dòng）
即使是最平稳的飞机（如民航（háng）干（gàn）线飞（fēi）机（jī）），振动（dòng）也是一个非常严重的问题，对可（kě）靠性影（yǐng）响（xiǎng）很大。更不用说像直升机那样颠簸（bò）的（de）飞机，振动已成为设计（jì）中最（zuì）主（zhǔ）要的（de）驱动因素。虽然（rán）有一些（xiē）针对（duì）振动问题的飞（fēi）机标准（zhǔn），但许多设计者们并没（méi）有意识到它们。共振问题对于每（měi）一架出厂飞机固然不同，更不用说对（duì）不同（tóng）型号的（de）飞机了。
系统安全性
飞机上的（de）所有零部件都要定期接收系统（tǒng）安全性分析。在航（háng）电领域（yù），这（zhè）项工作主要是由各个国家的适航认证部门来执行（háng）的。对于民机，总（zǒng）是由FAA或者（zhě）EASA(JAA)来认证其（qí）安全性。对于军机，虽然（rán）也有（yǒu）一些世界标准，但大（dà）部分军机买方认证（zhèng）执行的（de）是当地标准（如DEF Stan 00-56)。在（zài）飞机设（shè）计中（zhōng），安全（quán）性设（shè）计一般表述为（wéi）可靠性（xìng）及耐用性，极大地影响着飞机设计方法。任何应（yīng）用于（yú）航电系统的软（ruǎn）件都要接受严格的（de）安全性审查。
质量
航空电子设备的采购在（zài）全（quán）球范围内已被少数（shù）几（jǐ）大巨头所垄断。通过提（tí）供“盒装部件”，即所谓的LRU（航线（xiàn）可更换组件（jiàn）），打包，测（cè）试以及配置管（guǎn）理等（děng）活动，他们（men）几乎垄（lǒng）断了整个航空电子产业（yè）。 对于任何工业领（lǐng）域，质量（liàng）控制都是一个非常重要（yào）的部分。而（ér）在航空领域，航电产品供货商则可能毁了（le）整个方案（参看波音Chinook事件）。如今ISO 9001所（suǒ）颁（bān）布的质量标（biāo）准（zhǔn）虽然已被（bèi）主要工（gōng）业所采用，而主要的飞（fēi）机（jī）制（zhì）造商对于他们所（suǒ）交付的文（wén）档和硬件还有（yǒu）更为严格（gé）的标准。人（rén）们经常说飞机不（bú）是依靠燃油飞行，而（ér）是依靠文档工作（zuò）来飞行。因为任何一个LRU（一个无线电设备或仪器）都要产（chǎn）生（shēng）大（dà）量的文档（dàng）。
主要领域
如同（tóng）电子学一（yī）样，航（háng）空电子学（xué）是个庞大的学科，对其简单分类很不容易。下文试（shì）图介绍一些感（gǎn）兴趣（qù）的领域，由此你可以（yǐ）深入研（yán）究它（tā）们。
飞（fēi）机电子系统
在（zài）任何飞机上，驾（jià）驶舱都处于航电系统中最显著的位置（zhì）。这也是最困（kùn）难和最有争议的（de）问题。所（suǒ）有可（kě）以直接控（kòng）制（zhì）飞机安全飞行（háng）的系统都可（kě）以由飞行员（yuán）直接（jiē）控制（zhì）。那些对飞机安全性（xìng）很关键的系统（tǒng）也都指（zhǐ）向航电系统。
通信系统
也许是（shì）航电系（xì）统中最先出现的，飞机和地面的（de）通信（xìn）能力从一开始就（jiù）是至关重要的。远程通信爆发式的增长意味着飞机（民机和军（jun1）机）必（bì）须携带着一大堆的通（tōng）信设备。其中一小部（bù）分提供（gòng）了关乎乘客（kè）安全的空地通信系统。机（jī）载通信是（shì）由（yóu）公共地址（zhǐ）系统和飞机交互（hù）通信提供的。
导航系统
本文所关注的导航其含义为（wéi）如何确定地（dì）球表（biǎo）明以（yǐ）上的位置（zhì）和方向。在通（tōng）信系统出（chū）现不（bú）久，飞行能力（lì）就受限于上述这（zhè）些（xiē）条件了（le）。从早期开（kāi）始，为了飞行安全（quán）性，人们就开发（fā）出（chū）导航传感器来帮助飞行员。除了通信（xìn）设备，飞机上现在又安装了一大堆无线电导航设（shè）备。
显示系统
航电系统（tǒng）的独立出（chū）现是紧随这些（xiē）功能的集成（chéng）工作之后（hòu）的。很早之前，生产商们就努力开发更（gèng）可靠和更（gèng）好的系统来显示关键的飞行信（xìn）息。真正的玻（bō）璃驾驶仓是在最近5年才出现的。LCD或者CRT经常会（huì）倒退回传统的仪表。如今，LCD显（xiǎn）示的可靠性已足以让“玻（bō）璃”显示成为关（guān）键备份（fèn）。但这只是表面因素。显示系统负责检查关键的传（chuán）感（gǎn）器（qì）数据，这些数据能（néng）让（ràng）飞机在严苛（kē）的环境里安全的飞行。显示（shì）软件是以飞行控制（zhì）软件同（tóng）样的要求开发出来的，他们对飞行员（yuán）同等重要。这些显示系统（tǒng）以（yǐ）多种方式确定高度（dù）和（hé）方位，并安全方（fāng）便地将这些数据提（tí）供给（gěi）机组人员。
飞行控制系统
多年来，平直翼飞机（jī）和直升机的自（zì）动控制飞行的（de）方式是（shì）不（bú）同的。这些自动驾（jià）驶系（xì）统在大（dà）部分时间（jiān）里（lǐ）（比如巡航或直升机悬停（tíng）时）减少（shǎo）了飞行员（yuán）的工（gōng）作（zuò）负荷和可能（néng）出现的失（shī）误。第一（yī）个简单的自（zì）动驾（jià）驶仪用于控制（zhì）高（gāo）度及方向（xiàng），它可以有（yǒu）限地操（cāo）控一些东西，如（rú）发动（dòng）机推力（lì）和机（jī）翼舵面。在直升机（jī）上，自（zì）动稳定仪起同样的（de）作用。直到最（zuì）近，这些老系统仍（réng）自然而然地利用电子机械。
防撞系统
为了增强空中（zhōng）交通管制，大（dà）型运输机和略小些的使用空中（zhōng）防撞系统 (Traffic Alert and Collision Avoidance System 交通警告及防撞系统)，它可以检测出附近的其他（tā）飞机，并提供防止空中（zhōng）相撞（zhuàng）的指令（lìng）。小（xiǎo）飞（fēi）机也许会使用简单一些的空中警告系统（tǒng），如TPAS，他们（men）以一种被动方式工作，不会主动询问其他飞机的异频（pín）雷达收发器（qì）信号，也不提（tí）供解决冲撞的建议。为（wéi）了防止和地面相撞，飞（fēi）机上安（ān）装了诸如近地警告系统(GPWS, Ground Proximity Warning System),这（zhè）种系统通常含（hán）有（yǒu）一个雷达测高（gāo）计。新的系（xì）统（tǒng）使用gps和地形和障碍物（wù）数据库为轻型飞（fēi）机提供（gòng）同样（yàng）的功（gōng）能。
气象雷（léi）达
气象系统如（rú）气象雷达（典型如商用飞机上的ARINC 708)和闪电探（tàn）测器对于夜间飞行（háng）或者指（zhǐ）令指挥飞行非常重（chóng）要，因（yīn）为（wéi）此时飞行员无法看到前方的气（qì）象条件。暴雨（雷（léi）达可（kě）感知）或闪电都意味着强烈的对流和湍流，而气（qì）象系（xì）统（tǒng）则可以使飞行员绕过这些区域。在最近，驾（jià）驶（shǐ）舱气象系（xì）统（tǒng）有了三项最（zuì）重要的改革（gé）。首先，这些设备（尤其（qí）是（shì）闪电探测器如Stormscope或Strikefinder）已便宜了很多，甚（shèn）至可以装备在小型飞（fēi）机上了。其次，除了传统雷达和（hé）闪（shǎn）电探测器（qì），通（tōng）过连接卫星数据，飞行（háng）员可以获（huò）得远超过（guò）机载系统本身（shēn）能（néng）力（lì）的（de）雷达（dá）气（qì）象图像。最后，现（xiàn）代显示系（xì）统可以将气象信（xìn）息和移动地图，地形，交通等信息集成（chéng）在一个屏（píng）幕上，大大方便（biàn）了（le）飞行。
飞机管（guǎn）理系统
飞行管理系统出现在20世纪70年代，在原有（yǒu）的自动导航及（jí）通（tōng）信控制及其他电子系统的技术上发展起来的。柯林斯(Collins)和霍尼韦尔（ěr）(Honeywell)公司分别在其参与研发的（de）麦道和（hé）波音飞机上率先引入集（jí）成的飞行管（guǎn）理系统（tǒng）。随（suí）着技术的（de）进步，飞行管理系统的重（chóng）要性不断提（tí）高，成为飞机上最重要（yào）的人机交互接口。集成了（le）飞（fēi）飞（fēi）行控制计算机（jī），导航及性能计（jì）算（suàn）等（děng）功能。中央计算（suàn）机加上显示（shì）和飞行控（kòng）制系统，这三个（gè）核心系统使飞（fēi）机上的所有系统（tǒng）（不仅仅是航（háng）电系统）更易于维护，更易于（yú）飞行，更安全（quán）。引擎的监控（kòng）和管理很早就在（zài）飞机地面维护方面取得了一定（dìng）进（jìn）展。如今这种（zhǒng）监控管理已经最（zuì）终（zhōng）延伸到飞机（jī）上的（de）所有（yǒu）系统，并且延长了这些系统和零部件的寿命（同时降（jiàng）低（dī）了成本）。集成了（le）健康及使用状况（kuàng）监控系统（HUMS，Health and Usage Monitor Systems）后（hòu），飞（fēi）机管理计算机就可以及时报告那（nà）些需要（yào）更换的零件（jiàn）。有了飞（fēi）机管理计算机（jī）或者飞行管理系统，机（jī）组人员就再也用不着（zhe）一张张地图（tú）和复杂的公式了。再加上数字飞行公文（wén）包，机组人（rén）员可以管理（lǐ）到小至（zhì）每一个铆钉的任（rèn）何方（fāng）面。虽然航电（diàn）设备（bèi）制造商（shāng）提供了飞行管理系统，不（bú）过目前还是倾向于由飞（fēi）机制造商（shāng）提供飞机管理和（hé）健（jiàn）康及使用状况监控系统。因为这些软件依赖于它们装（zhuāng）载（zǎi）在何种飞机上。
战（zhàn）术任务系统
航（háng）空电（diàn）子的（de）主要发（fā）展方向已转（zhuǎn）向“驾驶（shǐ）舱（cāng）背（bèi）后”。军用飞机或（huò）者是用来发（fā）射（shè）武器，或者（zhě）是（shì）变成其他武器系统的眼睛和耳朵。缘（yuán）于战术需要，大堆的传（chuán）感器装（zhuāng）在军用飞机上。更大的会飞（fēi）的（de）传感器平台（如E-3D, JSTARS, ASTOR, Nimrod MRA4, Merlin HM Mk 1)除了飞机管理系统，还会安装（zhuāng）任务管理系统。随（suí）着精巧的军用传感（gǎn）器的广泛应用，它们已变（biàn）得（dé）无所不在，甚至已流（liú）入军火黑市。警用飞机和电子侦察机如今则携带着更为精密（mì）的战术传感器。
军用（yòng）通信（xìn）系统
民机通信系统为安全飞行提供了骨干支持（chí），而军用通信系统（tǒng）则主要用于适应严酷（kù）的战场环境。军用（yòng）极高频（UHF）, 甚（shèn）高频(VHF)（30－88Mz）通信和使用ECCM方法的卫（wèi）星（xīng）通信，再加上密码学，一起（qǐ）构成了战场上安全的通信环境。数据链（liàn）系统，如Link 11, 16, 22和（hé）BOWMAN, JTRS, 甚至是（shì）TETRA提供了数据（如图像，目标信息等）传输（shū）方法。
雷达
空中雷达是主要（yào）的（de）作战传感器之（zhī）一。它和（hé）其（qí）地面基站（zhàn）一起（qǐ），如今已发展得非常复杂（zá）。空中雷达最引人注目的一个变（biàn）化就是可以在超远距（jù）离内提供高度信息。这类雷（léi）达从早期（qī）预警雷达(AEW)，反（fǎn）潜雷达(ASW)，一直（zhí）到气象雷达(ARINC 708)和近地雷达。军用（yòng）雷达有（yǒu）时用来帮助高速喷气（qì）飞（fēi）机低（dī）空飞行。虽然民用市场（chǎng）上的气象雷（léi）达偶尔也作此（cǐ）用，但都有严格的限制。
声纳（nà）
声纳是紧随着雷（léi）达出现的。好多军（jun1）用直升机上安（ān）装（zhuāng）了探水声纳，他们可以保护舰队免（miǎn）遭来自潜艇（tǐng）和水（shuǐ）面敌舰的攻击。水上支援飞机可（kě）以释（shì）放主动或被动式声纳（nà）浮标，他们也用以确（què）定敌方潜水艇（tǐng）的位置。
光电系（xì）统
光电系（xì）统覆盖（gài）的设备范围很广，其中包括前视红外系统（Forward Looking Infrared）和被动式红外设备（bèi） （Passive Infrared Device, PIDS）。这些设备都可以给机组（zǔ）提（tí）供红（hóng）外图像。这些图像可以获得（dé）更好（hǎo）的目标分辨率，从而用于一切搜救活动（dòng）。
电子预警（jǐng）
电子（zǐ）支援（ESM, Electronic Support Measure)以及防（fáng）御支援（yuán）(DAS, Defensive Aids)常用于搜集威胁物或潜在威胁（xié）物（wù）的信息。它们最终用于发（fā）射武（wǔ）器（有时是自动发射）直（zhí）接攻击敌机。他们（men）有时也用以确认威胁物的状态，甚（shèn）至是（shì）辨识它们（men）。
机载网络
不管是军用（yòng）的，商用的，还（hái）是民用先进机型的电子（zǐ）系统（tǒng）都是通过（guò）航空（kōng）电子总线相互连接起来的。这些网（wǎng）络在功（gōng）能上（shàng）和家用（yòng）电脑网络十分（fèn）相似，然而在通（tōng）讯和电子协议上区（qū）别很大。下面简要列出最常见的航空电子总线（xiàn）协议及其主（zhǔ）要应用：
Aircraft Data Network (ADN): 飞机数据网络
AFDX: 商用飞机上 ARINC 664 的特（tè）定实现
ARINC 429: 商用飞机
ARINC 664: 参照上（shàng）述（shù）ADN
ARINC 629: 商用飞机（jī）(波（bō）音 777)
ARINC 708: 商用（yòng）飞机上的气（qì）象雷达
ARINC 717: 商用（yòng）飞机上的飞行（háng）数据（jù）记录仪
MIL-STD-1553: 军用（yòng）飞机
警用及（jí）空中救护
警用（yòng）及空中救护飞（fēi）机（大部（bù）分属直升（shēng）机）现（xiàn）在（zài）已成（chéng）为一（yī）个重要的市场。军机现在也常常用来帮（bāng）助应对民间的非暴力不合作事件。警用直升（shēng）机几乎都安装了视频（pín）或红（hóng）外热成像仪，这样就可以追踪嫌（xián）疑（yí）犯或任何他们感兴趣的东西。警用直升机也安（ān）装了探照灯和扩（kuò）音喇（lǎ）叭，这和警车上（shàng）的用途是一样的。很（hěn）显然，空中救护或急救直升（shēng）机（jī）上需要（yào）医疗器械，而这些很少被当作航（háng）空电（diàn）子设备。然而，很多急（jí）救和警用直升机需（xū）要在一些令人不安的环境中飞行（háng），这就需要（yào）更多（duō）的传感器，其中一些直到最近还（hái）被认为是纯（chún）粹的军机设备。（国防（fáng）科技网）
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