ARQUITECTURA AVIONICA.La arquitectura avionica es la estructura de los componentes, sus relaciones, los principios y las
directrices que rigen su diseño y evolución en el tiempo. Mejorar definición
La arquitectura avionica debe ajustarse a la misión para la que esta diseñada.
La evolución de la arquitectura aviónica se divide en cuatro etapas o generaciones diferentes.
Analizaremos las características principales, que definen cada una de ellas.
Realmente lo que diferencia a cada generación son conceptos, que no definen exactamente
una arquitectura determinada, en otras palabras no se definen los sensores, computadores
interfaces, etc., de cada generación. Cada generación define una estructura de computadores
y de comunicaciones entre, ellos diferente.
Estas arquitecturas se han aplicado primero a las aeronaves militares y posteriormente se han
utilizado en las aeronaves civiles. Lo mismo ha sucedido con a las normativas standard y buses
de datos.
Los adelantos de la aviónica civil siempre provienen de la militar por lo que describiremos las
dos primeras arquitecturas en el campo militar y en la tercera y cuarta arquitectura, veremos
su aplicación en las aeronaves civiles.
Las arquitecturas se basan en los buses de datos para las comunicaciones intra e intersistema.
Las aeronaves de combate modernas están equipadas con una gran cantidad de sistemas de
RF, algunos de los cuales se enumeran a continuación:






Radar;
Guerra electrónica (EW);
Identificación de amigo o enemigo (IFF);
Alerta de radar en varias bandas de RF;
Ayudas a la navegación:
– TACAN,
– ILS,
– MLS,
– GPS.
Comunicaciones:
– VHF,
– UHF,
– HF,
– SatCom,
– Sistema de distribución de información táctica conjunta (JTIDS), Enlace 11;
radio segura.
Cada uno de estos sistemas tiene su propia antena de RF, procesamiento de señales y datos. El
resultado es una amplia variedad de módulos de hardware no estándar y a veces, con poca
fiabilidad (MTBF bajo).
Mejorar. La arquitectura aviónica es un área que requiere racionalización e integración
funcional utilizando un conjunto común de módulos. En el pasado, iniciativas como
arquitectura integrada de comunicaciones, navegación e identificación ICNIA Integrated
Communications, Navigation and Identification Architecture y la suite de guerra electrónica
integrada INEWS Integrated Electronic Warfare Suite han intentado abordar este problema.
Sin embargo, estos no lograron los beneficios buscados. Los avances en el procesamiento de la
tecnología de RF y buses de datos han permitido una integración más completa.
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Evolución de las arquitecturas avionica:

Primera generación. Arquitectura independiente. Décadas 1940’s – 1950’s.
– Arquitectura independiente (F-86).
– Arquitectura centralizada (F-4 Phantom, F-111).

Segunda generación. Arquitectura Federada. Décadas 1960’s – 1970’s.
– Arquitectura Federada (F-16 A/B).
– Arquitectura Distribuida (DAIS Digital Avionics Information System).
– Arquitectura jerárquica (F-16 C/D, EAP).

Tercera generación. Arquitectura Integrada. Décadas 1980’s – 1990’s.
– Pave Pillar Architecture (F-22).
– IMA Integrated Modular Avionics (A380, A350, B787).
– ARINC 629 (B777).

Cuarta generación. Arquitectura Integrada avanzada. A partir de 2005.
– Pave Pace Architecture JSF Joint Strike Fighter (f-35)
– Open System Architecture.
PRIMERA GENERACIÓN, DÉCADAS DE 1940’s, 1950’s.Arquitectura independiente. Se desarrolla durante y después de la 2ª guerra mundial.
Los primeros sistemas de aviónica eran cajas negras independientes en las que cada área
funcional tenía sensores, procesadores y pantallas independientes y dedicadas.
El medio de interconexión es el cableado de punto a punto.
El primer objetivo de la aviónica es reducir la carga de trabajo de las tripulaciones. Durante
esta generación las tareas que se realizaban en la aeronave eran muy básicas, por lo que no se
requerían muchos sistemas ni pantallas a bordo.
Por lo tanto la tripulación era quien debía controlar/integrar todos los sistemas de la aeronave.
Por lo tanto debía realizar las tareas de:
 Volar,
 Navegar,
 Mision:
– Localizar enemigos y
– Atacar.
Con las condiciones técnicas de esta generación, la precisión de los sistemas, tanto de ayudas a
la navegación como radar eran muy limitados.
La navegación, se resume en alguna radio ayuda como TACAN, INS, velocidad IAS, altitud.
La información de radar era básicamente visual con alguna ayuda de punto de mira y alerta de
misil.
El sistema lo integra la tripulación, además de realizar las tareas de pilotaje. Esto era factible,
debido a la naturaleza simple de las tareas a realizar y debido a la disponibilidad de tiempo.
La aeronave típica en esta categoría sería el F-86 Sabre, figura-X.
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La distribución de los sistemas se muestra en la figuras-X-Y.
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Arquitectura Centralizada. La arquitectura centralizada, utiliza los avances de los
computadores digitales. El F-111 es la primera aeronave en utilizar esta tecnología.
Básicamente un computador central de procesamiento CPC Central Processing Computer.
La tecnología es de los años 60’s y 70’s, por lo que el computador CPC, no tenía mucha
potencia de cálculo, la capacidad de memoria era muy reducida, por lo que los algoritmos y
software eran muy limitados, y tenían que estar muy optimizados.
El F-111, disponía de dos CPC’s por razones de redundancia. Figura-X
Todos los sensores proporcionaban información a los CPC’s, sin embargo el formato de las
señales era muy variado por lo que se requerían varios tipos de interfaces:
 Analógicos.
 Discretos.
 Señales diferenciales.
 Circuito abierto/masa.
 Etc.
Por lo que se requería un Signal/Data Converter para adaptar todas los sensores a un formato
digital adecuado para el computador CPC. Se requería mucho cableado para conectar todos los
sensores al Signal/Data Converter.
En el cockpit del F-111, hay algunas pantallas, que muestran la información integrada del CPC.
La tripulación no tenía que comprobar varios instrumentos para obtener la información.
Una de las principales desventajas es la gran variedad de diferentes interfaces.
La figura-X, muestra la cabina del F-111.
Ventajas
 Diseño simple.
 El software se puede escribir fácilmente.
 Las computadoras están ubicadas en el compartimento de aviónica de fácil acceso.
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Desventajas
 Mucha longitud de buses de datos.
 Los cambios de software son difíciles.
 Mayor vulnerabilidad al daño.
 Se necesitan diferentes técnicas de conversión en el interface Signal/Data Converter.
Esta tecnología pone en evidencia la necesidad de desarrollar un medio común para transmitir
todos los datos de los diferentes sensores a los computadores.
SEGUNDA GENERACIÓN. ARQUITECTURA FEDERADA 1960’s Y 1970’s
Arquitectura Federada. La siguiente etapa es típica de los sistemas que entraron en servicio
durante la década de 1960.
El federalismo es el sistema político por el cual las funciones de gobierno están repartidas
entre un poder central y unos estados asociados.
En la arquitectura federada, cada una de las funciones la realizan diferentes computadores.
Cada sistema actúa de forma independiente, pero comparten los datos por medio de un “bus”
común.
La conversión de datos se produce a nivel del sistema y los datos se envían en forma digital,
por los denominados sistemas de información de aviónica digital DAIS Digital Avionics
Information System.
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A menudo, se utilizan varios procesadores de datos Mission Computers, para realizar una
variedad de funciones, como navegación, gestión de armamento, administración de cargas
“stores” y control de vuelo.
Los sistemas están conectados en un bus de datos multiplexado por división de tiempo TDM
Time Division Multiplexing.
El bus MIL-STD-1553, se convierte en el estándar que utilizan todas las aeronaves de esta
generación y que actualmente se sigue utilizando incluso en las aeronaves civiles
Los OEM Original Equipment Manufacturer, pueden utilizar diferentes computadores y
software para realizar su función y por lo tanto evitar los fallos comunes si todos los
procesadores fueran los mismos.
Las pantallas muestran los datos computados en lugar de los datos proporcionados por los
sensores “Raw Data”, por lo que las indicaciones son más fáciles de interpretar por la
tripulación y además se muestran en formato gráfico.
La disponibilidad de buses de datos como el MIL-STD-1553 facilitó la tarea de integración y
eliminó gran parte del cableado de interconexión.
El sistema federado “multibus”, se empezó a utilizar en aeronaves de combate como en el F-16
Fighting Falcon y el F/A-18 Hornet en los Estados Unidos, en el Eurofighter Typhoon, SAAB
Gripen y Dassault Rafale en Europa. En las aeronaves de ala giratoria, el AH-64 Apache fue uno
de los primeros helicópteros en utilizar una red de buses múltiples MIL-STD-1553 para integrar
su sistema de armas.
En esta etapa, la tecnología digital, se puso de manifiesto, la necesidad de estandarización y
modularización de hardware y software.
El intercambio de recursos ocurre en el último eslabón de la cadena de información, a través
de controles y pantallas, figura-X.
Ventajas.
 A diferencia de la aviónica analógica: el procesamiento digital proporciona control de
vuelo, armas y sensores de combate electrónico.
 Compartir recursos.
 El uso de TDM ahorra cientos de libras de cableado.
 La estandarización de los protocolos hace que la intercambiabilidad de equipos más
fáciles.
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


Permite el diseño de sistemas independientes y la optimización de los principales
sistemas.
Los cambios en el software y el hardware del sistema son fáciles de realizar.
Aislamiento de fallos: los fallos en un sistema o unidad no se propagan a otros.
Desventajas
 Desperdicio de recursos.
La arquitectura federada se puede implementar de dos formas:
 Distribuida DAIS
 Jerárquica F-16
Arquitectura Distribuida. Tiene varios procesadores en toda la aeronave que están diseñados
para la computación en tiempo real en función de la fase de la misión y/o el estado del
sistema, figura-X.
Ventajas
 Menos buses y más cortos.
 Ejecución más rápida del programa.
Desventajas
 Potencialmente mayor diversidad en los tipos de procesadores que agrava generación
y validación de software.
 El procesamiento se realiza en los sensores y actuadores.
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Arquitectura jerárquica. Se basa en la topología de árbol. La mayoría de la aviónica militar que
vuela hoy se basa en la arquitectura jerárquica.
La arquitectura jerárquica, consta de una red principal y subredes. Distribuye las funciones en
redes diferentes en función de su prioridad. Por lo que conseguimos que fallos en una red no
se propaguen a otra. Figura-X
Ventajas
 Las funciones críticas se colocan en un bus separado y no críticas las funciones se
colocan en otro bus.
 Los fallos en partes no críticas de las redes no generan peligros para las partes críticas
de la red.
 La comunicación entre los subsistemas de un determinado grupo está confinado a su
grupo particular.
 Se reduce la sobrecarga de datos en el bus principal.
TERCERA GENERACIÓN. ARQUITECTURA INTEGRADA PAVE PILLAR. DÉCADAS 1980’s – 1990’s.
El Grupo de Trabajo Conjunto de Aviónica Integrada, JIAWG, un organismo encargado de
desarrollar una arquitectura de aviónica basada en los principios de Pave Pillar, Arquitectura
de Aviónica Avanzada A3, recibió el encargo del congreso de los EEUU, para desarrollar los
siguientes proyectos de finales de la década de 1980:
 Caza táctico avanzado de la Fuerza Aérea de EE. UU. / F-22 Raptor.
 Avión táctico avanzado de la Armada de los EE. UU. (ATA) / A-12.
– Cancelado a principios de la década de 1990.
 Helicóptero LH del Ejército de EE. UU. / RAH-66 Comanche.
– Cancelado a principios de 2004.
Nota. JIAWG Joint Integrated Avionics Working Group.
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La arquitectura “Pave Pillar”, trata solucionar las desventajas y problemas de la arquitectura
federada, con el siguiente enfoque:
 Integrar todos los procesadores en uno solo, para que desarrolle todas las funciones.
 En lugar de tener múltiples LRU’s, tener una sola.
– Se trata de evitar la redundancia de recursos Hardware y software.
La figura-X muestra la redundancia en hardware y software de la arquitectura federada.
La arquitectura Pave Pillar, debía proporcionar:
 Niveles más altos de integración de aviónica y uso compartido de recursos de sensores
y capacidades computacionales a través del desarrollo de procesadores integrados
comunes CIP Common Integrated Processors.
 Capacidad para un flujo rápido de datos dentro, a través y desde el sistema, así como
entre y dentro del sistema utilizando interfaces de fibra óptica y bus de datos de alta
velocidad HSDB High Speed Data Bus .
 El tripulante debía desempeñar el papel de un administrador de sistemas de armas en
lugar de un operador de subsistemas / integrador de información.
 Capaz de sostener operaciones diurnas, nocturnas y en cualquier meteorología, con un
soporte mínimo a la misión.
 Tolerancia a fallos mejorada debido al uso compartido de recursos.
 Reducción del tiempo de prueba y reparaciones de mantenimiento.
 Reparaciones mantenibles sin taller intermedio de aviónica
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Implementacion arquitectura Pave Pillar en el F-22 Raptor. El F-22, es la primera aeronave
militar en el mundo con una arquitectura aviónica “Pave Pillar”.
La implementación
 CIP’s Common Integrated Processor con tarjetas LRM Line Replaceable Modules en un
único “Cabinet” conectado por medio de “Backplane”.
– El CIP, No es un solo procesador, es una combinación de múltiples
procesadores.
– Un solo sistema operativo.
– Una sola fuente de alimentación
– Memoria compartida entre todos los procesadores. y con las siguientes
funcionalidades:
 Core Mission Computations.
 EW Electronic Warfare signal & Data Processing.
 CNI Communication Navegation Identification & Data Processing.
 Radar signal & Data Processing.
 Display & Video Processing
 Gateways and I/O Management.
 Integrated RF Processing Systems.
– Integrated Radar RF Processing.
– Integrated CNI RF Processing.
– Integrated EW RF Processing.
Los principales elementos funcionales de la arquitectura aviónica Pave Pillar son:
 Aperturas de radiofrecuencia (RF) y extremos frontales del sensor asociados con
electroóptica (EO), advertencia de misiles, radar, guerra electrónica / medidas de
apoyo electrónico (EW / ESM), y sistemas de comunicaciones, navegación e
identificación (CNI);
 Una red conmutada de fibra óptica que maneja datos de sensores preprocesados
entrantes;
 Racks de aviónica integrados que abarcan el procesamiento de datos y señales e
interconectados utilizando redes conmutadas, buses paralelos y buses seriales;
 Una red conmutada de fibra óptica que maneja datos de video destinados a pantallas;
 Sistemas de aviones y armas;
 Un bus de datos de alta velocidad (HSDB) (bus de fibra óptica) que interconecta la
aviónica principal sistemas a los armarios integrados.
La arquitectura de gabinete integrada seleccionada para la arquitectura Pave Pillar se
representa en forma genérica en la Figura-X.
En la arquitectura F-22, el procesador principal se llama procesador integrado común CIP
Commom Integrated Processor y dos gabinetes, con provisión de espacio para un tercero se
proporcionan.
El término procesador es un nombre inapropiado ya que la función CIP contiene un grupo de
procesadores (hasta siete tipos diferentes) trabajando juntos para realizar el procesamiento de
señales a nivel de aeronave y tareas de procesamiento de datos. Abrazos.
El gabinete F-22 tiene espacio para acomodar hasta 66 módulos de tamaño SEM-E, pero de
hecho sólo se utilizan 47 y 44 módulos respectivamente en CIP 1 y CIP 2; el restante 19/22
los módulos son crecimiento. La densidad del embalaje y la alta densidad de potencia
significan que Se utiliza refrigeración líquida en todos los gabinetes.
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Las comunicaciones necesarias para intercambiar datos con el donante y subsistemas
destinatarios, el gabinete se interconecta interna y externamente utilizando los siguientes
buses de datos:
HSDB High-Speed Data Bus. The high-speed data bus is a linear token ring FO bus operating at
80 Mbit/s. The protocol is in accordance with SAE AS4074.1, for a linear token passing
multiplexed data bus.
The key characteristics of the HSDB are:
 Manchester biphase encoding;
 Message length up to 4096 16 bit words;
 Ability to service up to 128 terminals.
PI Bus. El bus PI es un bus de backplane paralelo tolerante a fallas muy similar en estructura a
VME. La El bus funciona con un bus de 32 bits de ancho que se puede ampliar a 64 bits de
ancho. La tasa de transferencia es de 50 Mbit / sy la arquitectura JIAWG emplea una
implementación de doble redundancia. El PI El bus es compatible con las normas SAE 4710 y
STANAG 3997.
El bus TM. Es un bus en serie que consta de cinco cables que admite pruebas y diagnósticos
según al IEEE Std 1149.5-1995 que permite que un controlador maestro interactúe con hasta
250 unidades esclavas. Dependiendo de la implementación precisa del bus TM, el diagnóstico
puede ser logrado a nivel de placa (módulo) o chip (componente).
El objetivo era tener un radar de alta capacidad,
EW y CNI suite que permitiría a la aeronave sobrevivir y llevar a cabo su misión en un
entorno de alta amenaza, y para hacerlo utilizando técnicas de sigilo. La arquitectura
resultante y
conjunto de equipos, impulsado particularmente por la necesidad de llevar todos los sensores
y armas internamente
para preservar el sigilo, condujo a un sistema más complejo que otras "cuarta generación"
contemporáneas
luchadores que, a pesar de ser muy capaces por derecho propio, no pudieron satisfacer
todos los requisitos de la misión F-22. Estos aviones no tienen un
sistema de aviónica, que a menudo necesita agregar sensores "podded" adicionales para
funciones específicas y transporte
armas externamente.
Los principales subsistemas de RF del F-22 se consideran entidades separadas que contienen
procesamiento de RF dedicado, aunque el procesamiento de señales y el procesamiento de
datos de la misión es
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integrado dentro de los CIP. Estos subsistemas son:
Radar activo de matriz escaneada electrónicamente (AESA);
Suite de guerra electrónica (EW);
Equipos de comunicaciones, navegación e identificación (CNI).
La Figura 2.31 muestra la arquitectura F-22 / JIAWG, con estos subsistemas de sensores y
funciones de procesamiento centralizado resaltadas.
La tabla 2.4 ha sido compilada con la ayuda de la tecnología Joint Advanced Strike.
Definición de Arquitectura de Aviónica del Programa de 8 de agosto de 1994 y 9 de agosto de
1994. Es
representante de la implementación del JIAWG / F-22 y sirve para demostrar
la integración de la arquitectura de RF avanza durante la última década.
adoptó una enfoque modular, pero se encontró con problemas de obsolescencia de
componentes, como ya se ha descrito. Sin embargo, en esta generación de sistemas de
aviónica, la explosión del rendimiento se produjo en forma de sensores RF y electroópticos
(EO) adicionales. A estas alturas, las antenas de radar habían evolucionó de platos parabólicos
a platos planos y utilizó técnicas limitadas de "modelado de haz", pero la antena todavía
necesitaba ser movida mecánicamente.
El DNP Digital Signal Processing ha evolucionado para ofrecer una verdadera funcionalidad
multimodo, es decir, la capacidad de utilizar el mismo radar para intercepciones aéreas,
cartografía terrestre y guía de misiles, por ejemplo radares posteriores como los instalados en
la actualización F-15E, A / F-18E / F y la actualización del bloque 60 F-16 (F-16E / F) incluidos
una matriz activa escaneada electrónicamente AESA Active Electronically Scanned Array en
lugar de la antena de placa plana. Esta antena es fija, y los haces de radar se configuran y
dirigen de forma totalmente electrónica, sin la necesidad para cualquier parte móvil. Esto
también trajo un radar con muy pocas averías, de mayor rendimiento de alcance y multimodo
capaz de operar en varios modos simultáneamente. Los gabinetes comunes integrados del
procesador proporcionaron un recurso informático modular para todas las funciones de la
misión.
Sin embargo, como se verá, el contenido de RF del sistema de aviónica estaba aumentando y la
necesidad de una verdadera integración del sistema de RF, receptor compartido, procesador
de señal y transmisor recursos, se volvió más urgente. En consecuencia, los estudios de
tecnología que preceden a la articulación JSF Joint Strike Fighter se llevaron a cabo para
considerar el mapa de ruta para el desarrollo futuro. El programa conjunto JAST Joint
Advanced Strike Technology abarcó una serie de estudios y programas de demostración de
tecnología para identificar tecnologías adecuadas para JSF y reducir riesgo siempre que sea
posible.
Arquitectura PAVE PILLAR. Pave Pillar es una arquitectura conceptual genérica desarrollada
por la USAF específicamente dirigida a aeronaves de combate tácticos avanzados. En general,
para todas las aplicaciones de aeronaves militares, ya sea para misiones aire-aire y aire-tierra.
La aviónica del núcleo Pave Pillar consta de las siguientes áreas funcionales:
 Procesamiento de señales digitales.
 Procesamiento de la misión.
 Procesamiento de gestión de vehículos.
 Control de sistemas de aviónica.
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Área de procesamiento de la misión. Gestión de la misión y del sistema, como el control de
incendios, la adquisición de objetivos, la gestión de la navegación, la gestión de la defensa, la
gestión de las tiendas y la gestión de la estación de la tripulación.
El área de procesamiento de la misión recopila las performances y el estado de todos los
componentes de aviónica.
Área de sistemas de gestión de vehículos. Proporciona los recursos para respaldar las
funciones fundamentales de control relacionadas con el vuelo y la estructura del avión: Control
de vuelo, control de entrada, control de propulsión, control de empuje vectorial, medición de
datos aéreos, medición inercial de la aeronave, control de potencia eléctrica, sistemas de
servicios públicos (medición de combustible y Transferencia, sistema de escape de la
tripulación, sistema hidráulico, tren de aterrizaje, etc.).
Control de sistemas de aviónica. Es de todo el software del sistema.
Las funciones de control de los sistemas de aviónica del sistema operativo se dividirán en tres
elementos:
 El ejecutivo del sistema que proporcionará la supervisión del estado del sistema y la
reconfiguración en función de los requisitos de la misión y las fallas detectadas del
sistema;
 El ejecutivo distribuido que proporcionará el control del sistema descentralizado en
cada procesador;
 El ejecutivo del kernel que proporcionará las funciones del sistema operativo que son
comunes a todos los procesadores.
La arquitectura JAST destacó la adopción de una serie de tecnologías para ayudar a los
sistemas integración, pero quizás el más innovador fue el concepto de usar aperturas
compartidas y antena, como se muestra en la Figura 2.30, así como un enfoque modular para
el resto de la RF arquitectura. Gran parte del material obtenido de los estudios JAST,
combinado con la experiencia adquirida del JIAWG y el F-22 Raptor, se incorporará en el caza
de ataque conjunto F-35 programa. Para obtener más información, consulte el Programa
conjunto de tecnología de ataque avanzado.
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Definición de Arquitectura de Aviónica de 8 de agosto y 9 de agosto de 1994.
CUARTA GENERACIÓN. ARQUITECTURA INTEGRADA AVANZADA. A PARTIR DE 2005.
La integración de RF en el F-22 usando la arquitectura JIAWG es indicativa de la conservador
estado de la técnica hace 10 años cuando el programa F-22 entró en la ingeniería fase de
fabricación y desarrollo (EMD). El objetivo era tener un radar de alta capacidad, Suite EW y CNI
que permitiría a la aeronave sobrevivir y llevar a cabo su misión en un entorno de alta
amenaza, y para hacerlo utilizando técnicas de sigilo. La arquitectura resultante y conjunto de
equipos, impulsado particularmente por la necesidad de llevar todos los sensores y armas
internamente para preservar el sigilo, condujo a un sistema más complejo que otras "cuarta
generación" contemporáneas luchadores que, a pesar de ser muy capaces por derecho propio,
no pudieron satisfacer todos los requisitos de la misión F-22. Estos aviones no tienen un
sistema de aviónica, que a menudo necesita agregar sensores "podded" adicionales para
funciones específicas y transporte armas externamente.
Los principales subsistemas de RF del F-22 se consideran entidades separadas que contienen
procesamiento de RF dedicado, aunque el procesamiento de señales y el procesamiento de
datos de la misión es integrado dentro de los CIP.
Estos subsistemas son:



Radar activo de matriz escaneada electrónicamente (AESA);
Suite de guerra electrónica (EW);
Equipos de comunicaciones, navegación e identificación (CNI).
La Figura 2.31 muestra la arquitectura F-22 / JIAWG, con estos subsistemas de sensores y
funciones de procesamiento centralizado resaltadas.
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La tabla 2.4 ha sido compilada con la ayuda de la tecnología Joint Advanced Strike.
Definición de Arquitectura de Aviónica del Programa de 8 de agosto de 1994 y 9 de agosto de
1994. Es representante de la implementación del JIAWG / F-22 y sirve para demostrar la
integración de la arquitectura de RF avanza durante la última década.
La Tabla 2.4 identifica todas las aberturas - 64 en total - y da un breve resumen de las
subsistema, tipo de antena, número de elementos activos, banda de frecuencia (GHz) y
ubicación y un breve resumen de la función asociada. Una representación esquemática de
estas aberturas, ignorando la antena omnidireccional para mayor claridad, se muestra en
Figura 2.32.
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Las capacidades que ofrece este conjunto de aberturas, junto con la adecuada unidades
electrónicas, se resumen a continuación:
1. El radar AESA proporciona orientación activa y pasiva. Esto incluye 2000 activo elementos de
transmisión / recepción (TR). El radar AESA se trata en el Capítulo 4.
2. La suite de guerra electrónica (EW) utiliza matrices para proporcionar:


Alerta de radar y conocimiento de la situación (SA) alrededor de la aeronave usando
una combinación de antenas espirales en las bandas de frecuencia de 0,5 a 18 GHz. Un
total de 24 antenas en espiral están ubicados alrededor de la aeronave para
proporcionar una cobertura esférica completa para cualquier fuente de RF y
proporcionan capacidades de búsqueda de dirección para las señales detectadas.
La interferencia dirigida a la aeronave es detectada por otras dos antenas en espiral. El
avión puede, si lo desea, responder transmitiendo contramedidas electrónicas en los
2–12 GHz bandas utilizando un total de 12 antenas logarítmicas periódicas (LP)
ubicadas en la línea de flotación.
Los principios de EW se describen en el Capítulo 6.
3. Las funciones CNI están dirigidas por un total de 21 ranuras, arreglo lineal, LP, ferrita y en
fase. arreglo de antenas que proporcionan la capacidad CNI de la aeronave:
sistema de aterrizaje por microondas (MLS) - 2;








Interrogador IFF - 2;
TACAN / JITDS - 2;
GPS: 1 matriz con 4 elementos;
Senda de planeo, localizador y marcador ILS - 2;
UHF SatCom - 1;
Enlace de datos de banda alta común (CHBDL) - 3;
Capacidad de participación cooperativa (enlace de datos) - 3;
Comunicaciones HF y Link 11-2.
Los principios del equipo CNI se describen en el Capítulo 7.
4. Las unidades electrónicas asociadas con estas aberturas son:



Racks integrados de RF para proporcionar amplificación, detección y demodulación de
señal de RF para señales entrantes y la modulación y amplificación de potencia para
señales salientes. En esta arquitectura, el "front-end" de RF está dedicado a cada
subsistema.
Amplificadores de bajo ruido (LNA) ubicados en toda la aeronave para amplificar las
señales antes transmisión a los racks de RF.
Amplificadores de tubo de onda viajera (TWT) para proporcionar potencia para
contramedidas EW transmisiones y transmisores IFF para el interrogador IFF.
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La figura 2.33 no muestra la imagen completa. Para asegurar los mejores campos sin
obstáculos A la vista, muchas de las aberturas deben ubicarse en o cerca de los extremos de la
aeronave. A ilustrar este hecho, la Figura 2.33 muestra la provisión de las aberturas CNI
(aspecto superior) para el F-22. Esto da una verdadera impresión de la complejidad de instalar
un sistema de alta capacidad. respetando los factores restrictivos que impone la necesidad de
que la aeronave permanecer sigiloso acorde con su misión.
La situación con respecto a las aperturas EW es igualmente, si no más, compleja. Figura 2.34
indica un aspecto adicional de distribuir las aberturas de esta manera. Muchas aberturas
necesitan fuentes de alimentación dedicadas proporcionadas localmente y la provisión de LNA
para muchas funciones.
Las señales de RF que son recopiladas por las matrices tienen que alimentarse a través de la
aeronave al Racks de RF integrados que utilizan cableado coaxial para evitar una atenuación
indebida de la señal. El hecho de que la suite EW también incorpora transmisores de banda
ancha para proporcionar contramedidas electrónicas radiadas es un factor de complicación
adicional.
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2.7 Arquitectura de apertura compartida Pave Pace / F-35
Uno de los objetivos en el desarrollo de las arquitecturas Pave Pillar fue abordar la RF área
funcional y buscar la racionalización del receptor y la demodulación y modulación y funciones
de amplificación / transmisión. En la arquitectura JIAWG anterior, estos se manejan en un
subsistema, y el objetivo de Pave Pace es proporcionar un sistema de sensor de RF integrado: a
veces llamado sistema de sensor integrado (ISS). El intercambio de recursos entre los El
sistema funcional puede permitir ahorros significativos en costo, peso, volumen y onfiabilidad.
Los estudios han cuantificado estos ahorros comparando un ISS de tercera generación (JIAWG)
con un versión de cuarta generación (Pave Pace) como se muestra en la Tabla 2.5.
La base de una ISS RF de cuarta generación se muestra en la Figura 2.35. Las matrices
primarias pueden típicamente comprenden una gran matriz activa: matrices espirales de
brazos múltiples (MASA), matrices de ranuras y bucles multivuelta (MTL). Estos arreglos están
conectados a través de una interconexión de RF a una colección de recibir convertidores de
frecuencia que convierten la señal a frecuencia intermedia (FI). El si Las señales de recepción
se alimentan a través de una interconexión de FI a los módulos receptores. Después de la
detección, los componentes en fase (I) y en cuadratura (Q) de banda base se alimentan a
través de la fibra óptica interconectarse con el procesamiento central integrado.
Para la transmisión ocurre lo contrario, las señales se pasan a los moduladores multifunción ya
través de una interconexión de FI separada a los convertidores de frecuencia de transmisión.
Después de la modulación y amplificación de potencia, las señales de salida se pasan a través
de la interconexión de RF al arreglo (s) apropiado (s). Es el intercambio de estas funciones
dentro de un host de RF común lo que permite realizar los mayores ahorros. En la comparación
anterior se estima que Aproximadamente un tercio se logró mediante el uso de componentes
más avanzados y mejoras empaquetado mientras que el resto provino del proceso de
integración.
La documentación JAST ya mencionada produjo el Pave Pace equivalente de la La arquitectura
de RF JIAWG se muestra en la Figura 2.32 y se amplía en la Tabla 2.4 anterior.
La figura 2.36 muestra la racionalización de las aberturas que se pueden obtener de una cuarta
generación. sistema integrado, con un total de 22 aperturas frente a 64 aperturas para su
predecesor. La Tabla 2.6 enumera y agrupa estas aperturas por función.
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OPEN SYSTEMS INTEGRATED MODULAR AVIONICS (IMA).
"Sistemas abiertos" - Arquitectura (diseño) cuyas especificaciones se hacen públicas.
Aviónica modular integrada es un término utilizado para describir una red informática distribuida en
tiempo real a bordo de una aeronave. Esta red debe constar de varios módulos informáticos capaces de
admitir numerosas aplicaciones de diferentes niveles de criticidad de seguridad.
Una computadora central que realiza la mayoría de las funciones de aviónica. Mirando dentro de esta
computadora central, se pueden identificar varios módulos LRM Line Replaceable Module) que realizan
una función específica, como módulos de visualización, módulos de gestión de vuelo, módulo de piloto
automático, etc.
Funcionalidad dividida entre módulos (Módulos de fuente de alimentación, Procesamiento, IO, etc.).
Aviónica modular integrada – Características.
 Arquitectura en capas que utiliza capas de interfaz de programación estándar para ocultar el
hardware y las aplicaciones entre sí.

Reconfiguración de aplicaciones en los módulos.
– Esto puede ser una reconfiguración estática (mientras la aeronave no está en uso) o
– Reconfiguración dinámica (en vuelo).

Mecanismos de protección para permitir que recursos como la memoria sean compartidos por
múltiples aplicaciones de nivel de criticidad y para permitir que las aplicaciones se inserten /
alteren sin impacto en el resto del sistema.
– A esto se le llama particionamiento.

Reutilización y portabilidad del código.

Un sistema operativo para administrar las aplicaciones.
– Integración física de redes, módulos y dispositivos IO.
 El concepto de software también es modular, y comprende varios programas de aplicación que
se ejecutan bajo el control de un sistema operativo ejecutivo.
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