多年来，随着飞行平台的不断发展，机载航空电子系统分系统和设备的数量也在不断增多，大体经历了分立式航电系统、联合式航电系统、先进综合式航电系统等几个发展阶段。目前，包括以美国F-22、F-35、以及中国歼-20为代表的第五代战斗机均采用了综合式航空电子系统。
苏-75的现代化座舱
航空电子系统的综合化首先是对系统结构的综合，即运用先进的航空电子技术将系统中传统的雷达、通信、导航、电子战、敌我识别、武器火控等各个分系统及传感器综合设计在一起，构成一个多频谱、多手段、自适应的综合一体化火控电子系统。其次则是对系统功能的综合，即对系统功能按层次划分，采用多种传感器的综合及信息处理、融合、显示技术和辅助决策技术，使飞行员能够获得全面的战场态势，把精力集中在高层的战术决策上。
航电系统的综合化不但在简化设备，节省安装空间、减轻战斗机负荷等方面取得显著效果，而且可使不同设备、不同频谱的信息实现战优综合、融合和无缝链接。传感器综合是航空电子系统综合的关键技术之一，主要包括射频传感器综合和光电传感器综合，将系统的通信导航识别、电子战、雷达、红外搜索跟踪、前视红外、激光测距/照射等各自独立的传感器，按射频和光电两个频段综合为一个系统。
射频传感器综合主要是孔径综合，即把飞机上的数十跟天线按照频段功能归并、重构为数量尽可能少的天线，并对天线和模拟电路、控制电路、连接网络进行综合处理。光电传感器综合主要是对红外搜索跟踪、前视红外、激光测距/照射等光电传感器进行功能综合，组合成具有不同功能的标准模块。
射频传感器综合主要是孔径综合
此外，第五代战斗机航空电子系统的综合化还充分考虑到现代电子技术发展迅速的特点，使系统有不断升级的能力，以持续提升系统的技术性能。简而言之，航空电子系统综合技术是对系统中所有分系统和设备的高度集成，是充分利用系统资源、提高系统性能、降低系统成本、减少安装空间、减轻飞行员负担的重要发展途经。
具有更高的信息化程度是第五代战斗机航电系统的又一显著特征。第五代战斗机的航空电子系统是由各种机载信息采集设备（包括传感器和数据链）、信息处理设备、信息管理和显示控制设备、以及相应软件组成的网络。
F-35的先进综合式航电系统
以美国F-22、F-35、以及中国歼-20为代表的第五代战斗机通过装备先进的有源相控阵火控雷达、新型数据链通信系统、综合核心处理器、高速数据总线以及高度综合的座舱显示系统，不仅提高了平台自身的信息获取、处理和传输能力，同时大大增强了平台内外信号的交互、利用和共享能力。从而使五代机成为整个战区网络的一个重要节点，能够方便地获取包括卫星、预警机、地面指控中心、友邻部队乃至其它作战平台等各种机内外信息资源，飞行员通过座舱显示器即可随时掌握战场态势，做出正确判断和决策。
五代机具备较强的信息交互、利用和共享能力
第五代战斗机航空电子系统按功能区划分，采用高度模块化设计，采用高速数据总线，和高度综合化的座舱显示系统，大规模应用软件技术，采用先进传感器并进行多传感器信息融合，实现了系统容错和重构功能。
以美国F-22战斗机为例，其航空电子系统采用了功能分区概念，将系统划分为传感器区、任务处理区、座舱显示控制区和飞行控制区，与此前第四代战斗机航空电子系统广泛采用的总线对各分系统互连方式相比，大大提高了系统的综合化程度。
F-22的航空电子系统由许多可在外场更换的通用和专用模块组成，在物理结构上实现了高度的模块化。这些模块是超高速集成电路技术发展的成果，具有低故障率、高故障检测和隔离能力。为提高系统的可靠性，降低系统的使用维护费用奠定了基础。
F-22模块化的武器挂载系统
高度模块化还是实现系统容错和重构功能的前提条件，这种结构打破了传统航空电子系统按功能划定分系统的任务处理方式，通过软件的动态加载，将任务动态地分配给某个外场可更换模块执行，因而从结构上实现了系统容错和重构功能。
采用高速数据总线是第五代战斗机航空电子系统的一个重要特征，也是实现系统高速大容量数据传输、以及容错、重构和资源共享的关键。如F-22的高速数据总线采用“令牌”环网访问控制协议，每个终端都有获取“令牌”的机会，实现对总线的存取访问。而F-22采用的高速数据总线为50兆比特/秒的光纤网络，较先前四代机广泛采用的联合式航空电子系统的1553B总线传输速度（1兆比特/秒）高50倍。
另外，大量采用软件技术也是五代机航空电子系统有别于四代机的联合式航电系统的典型特征。如F-22的软件系统由系统执行程序、核心执行程序、分布式执行程序组成。软件技术的大规模采用标志着综合航空电子系统已经由电子机械密集型转向软件密集型。系统容错和实时动态重构技术也是五代机综合航空电子系统的关键技术之一。
通过资源共享、功能分区和采用模块化结构设计，实现了系统的实时动态重构，使单个故障的影响被系统所包容而不会危及多个功能，如此既改善了系统故障容错特性，同时较好地解决了系统在性能可用性及成本之间的矛盾。而由于第五代战斗机的航空电子系统具有高度的模块化结构和自检测功能，可实现故障的快速定位和隔离，甚至将故障定位到某个可在外场更换的模块。飞机维护人员只需更换故障模块即可排除故障。从而大大方便了系统的维护，提高了飞机的可维修性和再次出动能力。
F-35战斗机的航空电子系统则是由F-22基础上发展起来的、技术性能更先进的综合航空电子系统。采用统一航空电子网络替代高速数据总线，进一步提高了信息传输速度；采用综合核心处理机替代共用综合处理器，提高了数据、信号、和图像的处理速度；采用AN/APG-81有源相控阵雷达替代AN/APG-77型相控阵雷达，在降低成本的同时增强了对地功能；采用软件规模是F-22的3倍；并采用更先进的触摸式大屏幕座舱显示和头盔瞄准显示系统，进一步提高了飞机的人机功效；同时通过采用大量商用货架产品，有效降低了系统的成本和采购价格。
F-35的地面模拟系统
F-35高度综合的智能化座舱显示系统，主要包括全息广角平视仪、大屏幕有源触摸式液晶显示器、语音告警/控制器、握杆操纵控制器、正前方控制器等技术，以及多平台、多传感器数据融合技术和飞行员辅助决策人工智能技术。可为飞行员提供全面的战场态势信息和相关飞行信息，具有良好的人机界面和较高的人机功效。其平视显示器为广角全息显示器，下视显示器可根据需要显示通信导航识别、飞行、战场态势攻击、防御、外挂武器及投放物等信息。
F-35系列战斗机的航空电子系统由于采用了触摸式屏幕显示、先进的头盔瞄准显示等系统，为飞行员提供了更加舒适的工作环境。飞行员无需再操作数量众多的开关及旋钮，也不必上下左右检查各种仪表显示，而只需轻触屏幕就会即刻得到所需要的信息，因而能够将更多的时间和精力去思考战术决策等事项。第五代战斗机的航空电子系统还采用了飞行员辅助决策技术，一旦遇到新的情况，系统会自动提示飞行员并生成多种备选对策，辅助飞行员进行决策，从而大大减轻了飞行员的工作负担乃至心理压力。
航空电子系统的综合化和信息化使第五代战斗机无论是进行超视距空战、单机多目标攻击、近距格斗、对地攻击、电子战、以及夜战，还是协同作战能力都获得了极大提升。由于装备了先进的有源相控阵火控雷达，并通过数据链与飞机外部信息源相交联，使五代战斗机能够在更远的距离实现先敌发现、以及超视距多目标先敌攻击。
F-35飞行员的第三代HDMS头盔
通过采用先进的头盔瞄准显示系统、分布式红外探测系统、以及有源相控阵火控雷达，可以实现空对空导弹正负90度的大离轴发射。同时由于机载雷达的对地合成孔径成像具有更高的分辨率，是战机具备了中、近程防区外对地精确打击的作战能力。通过装备新型电子战系统，使战机具备了对相控阵体制和红外成像体制探测系统实施有效干扰的作战能力。
五代机普遍装备的新型分布式红外探测系统和先进的头盔瞄准显示系统，也能显著提高战机的夜战能力。而第五代战斗机航空电子系统具有高度的信息处理和信息融合功能，显著增强了平台的协同作战能力，使战机能够在信息化战场环境下执行各种作战任务。
尽管F-35不具备F-22所拥有的超声速巡航和超机动性能，但凭借更先进的APG-81有源相控阵雷达和综合孔径光电系统、遍布机身的传感器，具备了大范围探测和全向态势感知能力，同时通过新一代综合通信系统，F-35实现了与卫星、预警机、其他作战飞机、无人机、水面舰船、乃至地面装甲车辆等各种外部战斗平台和设施的信息互通，从而使之拥有了观察整个战场的巨大“眼睛”，其可以利用整个作战网络的资源实时了解战场情况。
该机可作为空中混合机群、无人机、乃至战区其他作战平台的指挥系统，将自己获取的信息与己方预警机及其他侦察系统探测的信息进行处理整合，对作战目标进行威胁等级评估，确定跟踪优先级、跟踪精度和攻击排序及导弹分配等，从而在显著提高了自身的战场态势感知能力的同时，并能够为战区其他作战平台完成信息整合工作，这意味着F-35的服役和大量出口将使美国及其盟国建立起一种全新的力量结构和协同作战样式，乃至塑造全新的区域战略态势。
通过运用网络化联合作战体系，F-35机群可实施分布式作战
由此可见，F-35战斗机可被视为一款隐身的、同时能够以360度全景视野操作和管理战场空间，作战半径超过1287千米的飞行作战及指挥平台，其对战场信息的收集、整合、分发能力比10多年前交付服役的F-22强大的多。
相对于突出制空作战的F-22，F-35实际上已经拥有传统的战斗机、轰炸机、电子战飞机、侦察机，甚至特殊的电子和空中预警及控制系统平台所具备的能力。战时F-35可以利用其隐身性强、机载探测设备先进的优势潜入敌方控制空域乃至战线后方，为其他战机或远程打击武器提供目标信息和战场态势，或利用其雷达的无源探测功能及其他光电传感器设备侦察己方预警机无法看到的敌方地面及空中目标，通过数据链与其他作战平台共享，使其可以先敌发现，直观地了解战场敌我态势，并根据实际情况提早占据有利发射位置，提高攻击的突然性和有效性。
F-35还可运用网络化的联合作战体系，成为隐身和高度机动的分布式作战管理系统节点，还具有在战场上直接指挥引导其他作战平台和武器打击敌方目标的作战能力。
因此，F-35在战时既可以协同F-22空中优势战斗机争夺战场制空权，并利用其隐身特性突入敌方空域压制敌方防空系统以及岸防系统，也可以利用其能够在分布式网络中进行操作的探测系统提供情报、监视和侦察，在有效压制敌方防空系统的前提下，使更多的现役第四代战机也得以比较安全地投入作战。F-35可以有效地指挥引导编队中的其他战斗机避开威胁区域，集中打击需要优先摧毁的目标。
而通过与F-35的态势感知系统实现联网，其他四代战斗机飞行员在空战中也能够更加专注于作战而不是雷达操作、信息获取情况以及导弹有效攻击范围之类的信息分析处理，从而大幅度提升作战效能和生存能力。
F-35可以通过数据链与其他作战平台共享战场信息
那么当今世界非西方国家唯一能够满足第五代先进战斗机标准的中国歼-20的综合作战能力与之相比又当如何？
从公开报道看，目前已大批服役的国产歼-20为单座、双发、具备高隐身性、高机动性以及高态势感知的重型制空战斗机。该机采用了独具特色的鸭式布局，同时有着与美国F-22非常类似的菱形头部和机身，大后掠角小展弦比机翼，大外倾V形全动垂尾，DSI发动机进气口加S形弯曲进气道，内埋式弹仓。结合歼-20应用的新型材料以及隐身涂层等技术措施，使该机的隐身性能达到了较高水准。
相关报道称有国外航空研发机构采用歼-20模型所进行的隐身性测试表明，该模型的表现相比F-22仅略微逊色，但明显比F-35优越，这还仅仅是模型测试。而且后发研制的歼-20由于充分着眼未来国防能力建设和发展需求，在尺寸上明显大于F-22，意味着歼-20具有更大的载油量和续航能力，在无需空中加油状态下具有更大的作战半径和任务范围。
航空电子技术方面，截止目前仍未见诸于有关歼-20航空电子系统的相关介绍，但外界普遍认为，歼-20配备了先进的国产机载有源相控阵雷达、分布式综合光电系统以及信息通信系统。从国内雷达科研单位在国际性防务会展期间展示的同类产品看，国产新型机载有源相控阵雷达具有探测距离大、可同时跟踪数十个目标、以及扫描速度快、可有效减小被敌方截获和识别概率等优点，并具有电子对抗、数据通信等多种功能，综合性能具有国际先进水平。其分布式综合光电系统可使战机在不开启雷达的情况下全向掌握周围空情，并对接近的空中目标进行有效的探测和识别。座舱内采用的大尺寸液晶显示系统，可为飞行员提供来自各种机载传感设备乃至机外其他信息平台传输的战场态势，并提供战术辅助决策。
外界分析，歼-20的综合航电系统及战场态势感知能力远超十年前服役的F-22而与最新的F-35系列极为接近。而歼-20在隐身性、机动性方面则优于F-35系列，同时并对目前部署在中国周边的大量四代战机具有压倒性作战能力优势，因此歼-20的大批量服役标志着中国空军开始在主战装备技术性能方面进入当今世界先进行列。不仅使中国空军主战兵力装备具备了可与当今世界最强大空军可比肩的制空作战能力和进攻性突防作战能力，同时昭示中国空军现代作战体系将在力量结构、作战样式、作战理论、作战原则、甚至编制体制等各方面开始发生重大变化。
2024年10月03日 11:10
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