战鹰之神-ICNI系统和我国作战飞机

   近日网上出现了一组我国运-8电子试验飞机的图片，两个奇怪的机翼出现飞机上面，有的说是机载襟翼雷达，有的是说是综合电子系统，众口纷纭。

   对照片经过初步的分析，结合国外相关飞机后，笔者推测这两个机翼可能是国产CNI系统的试验设施，它是我国第四代隐身飞机采用综合化航空电子系统的又一个证明。

CNI是（Communication、Navigation an、Identification）三个单词缩写，意为机载通信、导航、识别综合系统，所以被称为ICNI系统，我们知道战斗机友机和外部指挥引导系统配合才能发挥出应用的作战效能力，如何与友机或者外部指挥引导系统相联系，这就需要机载通信、导航及识别系统，最初战斗机的的相关系统非常简单，可能只有一部通信系统，但是随着技术发展的，战斗机的相关系统种类越来越多、也越来越复杂，一架现代作战飞机的CNI系统可能包括通信系统、战术空中导航系统、仪表着陆和敌我识别系统，系统越来越多，这与作战飞机对于相关系统体积和重量的要求形成了矛盾。

三代机以前机载通信、导航、识别系统所采用的设计方法都是一次只设计一个功能设备的那种方法，由此带来一系列的问题。首先其所得到的设备都是些一个个相对独立、各自完成某个特定战术功能、相互不能替代的专用设备，这样就造成机载通信、导航、识别系统设备过多，而现代作战飞机的空间是有限，并且对重量十分敏感，即使是重型作战飞机也希望尽可能减少相关系统的数量和重量，以增加载荷和航程。另外由于不同系统可能由多个承包商设计， 因此， 即使是完成同一战术功能的设备，也可能是不完全相同的。这样，就导致设备类型繁杂、设备数量激增。从而增加了产品设计、采购及使用维护的成本， 具体体现在以下几个方面：(在设计每个新功能设备中，重复了本来可以不需重复进行的设计；一个功能， 个设备，不可能有功能扩展能力，要扩展必须重新设计；由于各功能设备间相互不能替代， 因而为保证故障时不致突然丧失功能 只能增加备份设备；‘后勤保障所需的非标准部件激增，维护所需的备件费用及维护人员的训练费用增大；由于一个功能一种设备， 因而每个功能系统都需要有各自专用的测试、保障设备等。

上世纪70年代美国空军为了解决机载通信、导航识别系统的体积和重量日益增加的问题，提出了多功能多波段枫载无线电系统-MFBARS计划，希望能够研制综合性的CNI系统，经过前期的技术性探索，美国空军发现综合性的CNI系统在体积和重量方面比原来的分散系统有较大的下降，并且性能有较大的提高，受到此成果的激励，美国空军决定在第四代作战飞机采用ICNI系统，我们知道对于第四代作战飞机来说，它采用了波束控制原则来设计飞机外形，其中一个重要的措施就是避免机体有突起或者鼓包，以避免照射电波 的散射，在这种情况下ICNI的优点就得到充分的体现，配备在F-22上面的ICNI系统采用了宽带天线及射频处理技术、中频及信号、数据处理系统实现数字化、通用CNI处理机信号、数据和通信保密处理机等新技术，通过高速数据总线与机载综合处理系统相联，成为机载航空电子重要组成部分，根据相关资料；F-22的ICNI系统可以完成以往作战飞机16个分散系统的功能，是一种高度数字化的软件可编程的综合无线电系统，它的功能包括：（1）通信方面：HF通信、VHF AM/FM通信和UHF AM通信、联合战术信息分配系统（JTIDS）、抗干扰保密话音通信（Seek Talk）、单信道地面和机载无线电系统（SINCGARS）、空-地-空抗干扰VHF 通信（Have Quick）、卫星通信（AFSATCOM）和UHF舰队卫星通信（FLTSATCOM）；（2）导航方面："塔康"（TACAN）、全球定位系统（GPS）、伏尔（VOR）/仪表着陆系统（ILS）、Link11、Link4/航空母舰自动着陆系统（ACLS）、威胁告警和防撞系统（TCAS）及增强型定位和报告系统（EPLRS）；（3）识别方面：敌我识别（IFF）、S模式应答机和离散地址信标系统（DABS）。与以往系统它的优点体现在：首先系统体积和重量大为降低，可以安装在一些狭小的空间内，比如F-22等作战飞机都安装在机翼里面，节约了宝贵的机内空间，功耗也较小，，另外成本和费用也减少，通过采用通过的射频及信号、数据处理模块，需要研制、采购的相关系统也大为减少，部队后勤维护及保障难度及负担降低，可靠性、经济性等性能得到有效的改善。正是因为ICNI系统表现出来的优越性能，美国空军不但在F-35上面继续采用，还打算移植到现有的三代作战飞机，主要设想是将用于F-22飞机的ICNIA 系统中的CNI功能隔离出来，进一步提高模块化水平，然后组成一个新的综合CNI子系统（ICNIS）。ICNIS可以通过不同的编程软件适应各种机型和执行不同任务的机种，无须更改系统硬件。这个计划一旦实施成功，对于现役作战飞机来说，无疑将会有效的增加其作战能力。俄罗斯在其第五代（美标第四代）作战飞机PAK-FA上面也采用了ICNI，就是我们经常听说的那个L波段机翼雷达，尽管俄罗斯声称它是PAK-FA的机翼L波段有源相控阵雷达，其实对这个东西分析一下就可以看出它实际上是一个ICNI，首先雷达最重要的两个参数是孔径*功率，工作在L波段的雷达，由于波长较长，它需要较大的孔径*功率才能得到较好的探测距离等性能，而机翼和作战飞机所能提供的功率也比较低，另外就是机翼的厚度和空间是有限，这样就产生了两个问题；一个是天线增益不足，天线增益和波长的平方呈反比，由于L波段的波长较长，因此要较大的天线才能得到一定的增益来保证雷达的探测距离，这对于机翼雷达天线几乎是无法解决的，另外考虑到作战飞机的发电机功率比较有限，恐怕也难以支持较大的功率，所以我们可以看到这个所谓的机翼雷达不论是功率、孔径和增益都很低，因此探测距离等战术技术指标估计很难理想，此天线的高度有限，这样出现的雷达电波在高度方向上非常发散，那么目标高度方面的精度是非常差的，这个可以参照一下机载预警雷达，由于天线高度有限，它在最大探测距离处目标高度误差可能有数千米之多。所以笔者觉得PAK-FA那个东东探测目标可能只是一个副业，主要功能还是ICNI。

我国对于CNI系统的关注是非常早的，早在上世纪70年代末，相关部门就将CNI列为重要的预研课题进行攻关，由空研究院组织成立CNI系统方案组，航空电子所为组长航空单位，负责CNI系统的总体、系统联试和时分多址扩频通信机的研制，并明确各参加单位的任务和分工。1980年7月，航空电子所参照有关资料制订出CNI系统研制方案，在方案初审会上通过后，各单位即按分工进行关键技术的研究。1981年10月，三机部在上海召开规划调整会议，明确CNI系统作为航空电子综合系统的一个分系统，整个研究工作分3个阶段进行。翌年6月，三机部在上海召开的工作会议上，进一步明确CNI系统的第一阶段目标是研制出时分多址、扩频通信（包括数字话音和数据传输）兼有无源测距功能的原理样机。1984年7月，方案通过审定后，各单位即开始研制原理样机的分机，上世纪80年代末，各单位先后将研制的分机集中到航空电子所。完成系统联试和性能测试，证明各分机间的连接正确，主要技术指标与方案要求基本一致。同年8月，CNI系统第一阶段原理样机通过技术鉴定。专家们认为样机具有时分多址、全双工话音、数据通信和在有源校时基础上测距功能，具有一定的抗干扰和反截获能力，达到CNI系统第一阶段预定的技术指标，在此基础上我国开始了CNI工程样机的研制，并且制订了我国CNI相关的军用标准，也就是国军标GJB 2719-1996。

根据相关资料，我国机载CNI系统是综合航电火控系统的一个分系统。综合航电火控系统的DCSS(显示控制分系统)通过一级总线(GJB289A航空数据总线)与CNI系统交联，并对其进行管理和数据处理。而CNI系统的CCU (中央控制器)则通过二级总线(GJB289A航空数据总线)与下挂的通信、导航设备交联，对下挂设备进行综合化管理与数据处理。CNI系统的主要任务是提供飞机与外界的通信、数据传输、无线电导航和进场着陆引导、敌我识别及音响告警。飞行员通过UFCP(正前方控制板)控制CNI系统通信、导航设备的工作状态，在HUD (平视显示器)上显示起飞、导航、着陆画面，在MFD (多功能显示器)上显示水平状态画面。CNI系统的下挂设备有超短波抗干扰通信电台(COM1)、短波自适应通信电台(COM2)、数传／导航设备(DT／NAV)、无线电高度表(ALT)、敌我识别／空管应答机(IFF／ATC)、微波着陆设备(MLS)、自动定向仪(ADF)、信标机(XB)、CCU、备份控制器(BPU)及内部总线(-级总线)等。CNI系统有空空和空地之间的话音通信功能、地空和空地的数据传输功能、无线电导航功能、进场着陆引导功能、机内通话与音响告警功能、空管、应答与敌我识别等功能，该系统的试飞表明我国已经掌握了机载CNI系统的关键技术，为正式运用型号打下了坚实的基础。

从运-8航空电子试验飞机的相关图片来看，我国此次试飞的机载CNI系统可能与F-22的ICNI相近，采用综合射频系统、通信/导航/识别通用信号处理系统，系统安装方式可能也基本相同，都是安装在机翼里面，因此需要对相关结构进行试飞，以了安装了天线以后，对于机翼气动参数、结构是否有影响，机翼内的环境对于相关电子系统是否有影响，所以相关的测试机翼我们同样也能在F-22的波音757和F-35的波音737的试验机上面看到。所以机载CNI系统的测试表明我国歼-20的设计对于隐身要求较高，而CNI的埋入式天线的确提高了歼-20的隐身能力，增加了其整体作战能力，同时还可通过移植到现役的歼-10、歼-11等作战上面，同样可以有效的提高它们的作战能力。

机载CNI系统的空中测试，表明我国歼-20隐身作战飞机的研制正在有条不紊的推进之中，为早日设计定型装备部队打下了坚实的基础。
   近日网上出现了一组我国运-8电子试验飞机的图片，两个奇怪的机翼出现飞机上面，有的说是机载襟翼雷达，有的是说是综合电子系统，众口纷纭。

   对照片经过初步的分析，结合国外相关飞机后，笔者推测这两个机翼可能是国产CNI系统的试验设施，它是我国第四代隐身飞机采用综合化航空电子系统的又一个证明。

CNI是（Communication、Navigation an、Identification）三个单词缩写，意为机载通信、导航、识别综合系统，所以被称为ICNI系统，我们知道战斗机友机和外部指挥引导系统配合才能发挥出应用的作战效能力，如何与友机或者外部指挥引导系统相联系，这就需要机载通信、导航及识别系统，最初战斗机的的相关系统非常简单，可能只有一部通信系统，但是随着技术发展的，战斗机的相关系统种类越来越多、也越来越复杂，一架现代作战飞机的CNI系统可能包括通信系统、战术空中导航系统、仪表着陆和敌我识别系统，系统越来越多，这与作战飞机对于相关系统体积和重量的要求形成了矛盾。

三代机以前机载通信、导航、识别系统所采用的设计方法都是一次只设计一个功能设备的那种方法，由此带来一系列的问题。首先其所得到的设备都是些一个个相对独立、各自完成某个特定战术功能、相互不能替代的专用设备，这样就造成机载通信、导航、识别系统设备过多，而现代作战飞机的空间是有限，并且对重量十分敏感，即使是重型作战飞机也希望尽可能减少相关系统的数量和重量，以增加载荷和航程。另外由于不同系统可能由多个承包商设计， 因此， 即使是完成同一战术功能的设备，也可能是不完全相同的。这样，就导致设备类型繁杂、设备数量激增。从而增加了产品设计、采购及使用维护的成本， 具体体现在以下几个方面：(在设计每个新功能设备中，重复了本来可以不需重复进行的设计；一个功能， 个设备，不可能有功能扩展能力，要扩展必须重新设计；由于各功能设备间相互不能替代， 因而为保证故障时不致突然丧失功能 只能增加备份设备；‘后勤保障所需的非标准部件激增，维护所需的备件费用及维护人员的训练费用增大；由于一个功能一种设备， 因而每个功能系统都需要有各自专用的测试、保障设备等。

上世纪70年代美国空军为了解决机载通信、导航识别系统的体积和重量日益增加的问题，提出了多功能多波段枫载无线电系统-MFBARS计划，希望能够研制综合性的CNI系统，经过前期的技术性探索，美国空军发现综合性的CNI系统在体积和重量方面比原来的分散系统有较大的下降，并且性能有较大的提高，受到此成果的激励，美国空军决定在第四代作战飞机采用ICNI系统，我们知道对于第四代作战飞机来说，它采用了波束控制原则来设计飞机外形，其中一个重要的措施就是避免机体有突起或者鼓包，以避免照射电波 的散射，在这种情况下ICNI的优点就得到充分的体现，配备在F-22上面的ICNI系统采用了宽带天线及射频处理技术、中频及信号、数据处理系统实现数字化、通用CNI处理机信号、数据和通信保密处理机等新技术，通过高速数据总线与机载综合处理系统相联，成为机载航空电子重要组成部分，根据相关资料；F-22的ICNI系统可以完成以往作战飞机16个分散系统的功能，是一种高度数字化的软件可编程的综合无线电系统，它的功能包括：（1）通信方面：HF通信、VHF AM/FM通信和UHF AM通信、联合战术信息分配系统（JTIDS）、抗干扰保密话音通信（Seek Talk）、单信道地面和机载无线电系统（SINCGARS）、空-地-空抗干扰VHF 通信（Have Quick）、卫星通信（AFSATCOM）和UHF舰队卫星通信（FLTSATCOM）；（2）导航方面："塔康"（TACAN）、全球定位系统（GPS）、伏尔（VOR）/仪表着陆系统（ILS）、Link11、Link4/航空母舰自动着陆系统（ACLS）、威胁告警和防撞系统（TCAS）及增强型定位和报告系统（EPLRS）；（3）识别方面：敌我识别（IFF）、S模式应答机和离散地址信标系统（DABS）。与以往系统它的优点体现在：首先系统体积和重量大为降低，可以安装在一些狭小的空间内，比如F-22等作战飞机都安装在机翼里面，节约了宝贵的机内空间，功耗也较小，，另外成本和费用也减少，通过采用通过的射频及信号、数据处理模块，需要研制、采购的相关系统也大为减少，部队后勤维护及保障难度及负担降低，可靠性、经济性等性能得到有效的改善。正是因为ICNI系统表现出来的优越性能，美国空军不但在F-35上面继续采用，还打算移植到现有的三代作战飞机，主要设想是将用于F-22飞机的ICNIA 系统中的CNI功能隔离出来，进一步提高模块化水平，然后组成一个新的综合CNI子系统（ICNIS）。ICNIS可以通过不同的编程软件适应各种机型和执行不同任务的机种，无须更改系统硬件。这个计划一旦实施成功，对于现役作战飞机来说，无疑将会有效的增加其作战能力。俄罗斯在其第五代（美标第四代）作战飞机PAK-FA上面也采用了ICNI，就是我们经常听说的那个L波段机翼雷达，尽管俄罗斯声称它是PAK-FA的机翼L波段有源相控阵雷达，其实对这个东西分析一下就可以看出它实际上是一个ICNI，首先雷达最重要的两个参数是孔径*功率，工作在L波段的雷达，由于波长较长，它需要较大的孔径*功率才能得到较好的探测距离等性能，而机翼和作战飞机所能提供的功率也比较低，另外就是机翼的厚度和空间是有限，这样就产生了两个问题；一个是天线增益不足，天线增益和波长的平方呈反比，由于L波段的波长较长，因此要较大的天线才能得到一定的增益来保证雷达的探测距离，这对于机翼雷达天线几乎是无法解决的，另外考虑到作战飞机的发电机功率比较有限，恐怕也难以支持较大的功率，所以我们可以看到这个所谓的机翼雷达不论是功率、孔径和增益都很低，因此探测距离等战术技术指标估计很难理想，此天线的高度有限，这样出现的雷达电波在高度方向上非常发散，那么目标高度方面的精度是非常差的，这个可以参照一下机载预警雷达，由于天线高度有限，它在最大探测距离处目标高度误差可能有数千米之多。所以笔者觉得PAK-FA那个东东探测目标可能只是一个副业，主要功能还是ICNI。

我国对于CNI系统的关注是非常早的，早在上世纪70年代末，相关部门就将CNI列为重要的预研课题进行攻关，由空研究院组织成立CNI系统方案组，航空电子所为组长航空单位，负责CNI系统的总体、系统联试和时分多址扩频通信机的研制，并明确各参加单位的任务和分工。1980年7月，航空电子所参照有关资料制订出CNI系统研制方案，在方案初审会上通过后，各单位即按分工进行关键技术的研究。1981年10月，三机部在上海召开规划调整会议，明确CNI系统作为航空电子综合系统的一个分系统，整个研究工作分3个阶段进行。翌年6月，三机部在上海召开的工作会议上，进一步明确CNI系统的第一阶段目标是研制出时分多址、扩频通信（包括数字话音和数据传输）兼有无源测距功能的原理样机。1984年7月，方案通过审定后，各单位即开始研制原理样机的分机，上世纪80年代末，各单位先后将研制的分机集中到航空电子所。完成系统联试和性能测试，证明各分机间的连接正确，主要技术指标与方案要求基本一致。同年8月，CNI系统第一阶段原理样机通过技术鉴定。专家们认为样机具有时分多址、全双工话音、数据通信和在有源校时基础上测距功能，具有一定的抗干扰和反截获能力，达到CNI系统第一阶段预定的技术指标，在此基础上我国开始了CNI工程样机的研制，并且制订了我国CNI相关的军用标准，也就是国军标GJB 2719-1996。

根据相关资料，我国机载CNI系统是综合航电火控系统的一个分系统。综合航电火控系统的DCSS(显示控制分系统)通过一级总线(GJB289A航空数据总线)与CNI系统交联，并对其进行管理和数据处理。而CNI系统的CCU (中央控制器)则通过二级总线(GJB289A航空数据总线)与下挂的通信、导航设备交联，对下挂设备进行综合化管理与数据处理。CNI系统的主要任务是提供飞机与外界的通信、数据传输、无线电导航和进场着陆引导、敌我识别及音响告警。飞行员通过UFCP(正前方控制板)控制CNI系统通信、导航设备的工作状态，在HUD (平视显示器)上显示起飞、导航、着陆画面，在MFD (多功能显示器)上显示水平状态画面。CNI系统的下挂设备有超短波抗干扰通信电台(COM1)、短波自适应通信电台(COM2)、数传／导航设备(DT／NAV)、无线电高度表(ALT)、敌我识别／空管应答机(IFF／ATC)、微波着陆设备(MLS)、自动定向仪(ADF)、信标机(XB)、CCU、备份控制器(BPU)及内部总线(-级总线)等。CNI系统有空空和空地之间的话音通信功能、地空和空地的数据传输功能、无线电导航功能、进场着陆引导功能、机内通话与音响告警功能、空管、应答与敌我识别等功能，该系统的试飞表明我国已经掌握了机载CNI系统的关键技术，为正式运用型号打下了坚实的基础。

从运-8航空电子试验飞机的相关图片来看，我国此次试飞的机载CNI系统可能与F-22的ICNI相近，采用综合射频系统、通信/导航/识别通用信号处理系统，系统安装方式可能也基本相同，都是安装在机翼里面，因此需要对相关结构进行试飞，以了安装了天线以后，对于机翼气动参数、结构是否有影响，机翼内的环境对于相关电子系统是否有影响，所以相关的测试机翼我们同样也能在F-22的波音757和F-35的波音737的试验机上面看到。所以机载CNI系统的测试表明我国歼-20的设计对于隐身要求较高，而CNI的埋入式天线的确提高了歼-20的隐身能力，增加了其整体作战能力，同时还可通过移植到现役的歼-10、歼-11等作战上面，同样可以有效的提高它们的作战能力。

机载CNI系统的空中测试，表明我国歼-20隐身作战飞机的研制正在有条不紊的推进之中，为早日设计定型装备部队打下了坚实的基础。