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　　北航畢業(yè)設(shè)計(jì)論文模板篇一

　　航空母艦發(fā)展“十誡”

　　本文綜合俄羅斯《海軍戰(zhàn)術(shù)匯編》、英國《簡氏情報(bào)評論》及美國《海軍戰(zhàn)爭學(xué)院學(xué)報(bào)》等權(quán)威刊物的論述與結(jié)論，總結(jié)出各國在發(fā)展航母中所要注意的“十誡”，僅供廣大軍迷參考。

　　一誡：航母是國家總戰(zhàn)略的附屬品

　　俄羅斯《海軍戰(zhàn)術(shù)匯編》在上世紀(jì)90年代的一期刊物上明確指出，航母發(fā)展戰(zhàn)略必須服從和服務(wù)于國家的總戰(zhàn)略與國防戰(zhàn)略，舍此無其他正途。美國執(zhí)行全球戰(zhàn)略，需要一支能在全球展開的海陸空天武裝力量，以航母為核心的海軍特混編隊(duì)又是其全球戰(zhàn)略的基石，所以必須發(fā)展具備準(zhǔn)戰(zhàn)略能力的航母戰(zhàn)斗群，從杜魯門到奧巴馬，歷任美國總統(tǒng)無一例外地重視航母發(fā)展，航母事實(shí)上成為支持美國戰(zhàn)略和外交政策的急先鋒。從某種意義上說，是航母改變了美國干涉朝鮮戰(zhàn)爭的局面，1950年6月25日戰(zhàn)爭爆發(fā)后，美國在頭兩個(gè)月里主要靠航母艦載機(jī)遏制住朝鮮人民軍的進(jìn)攻，為兵力集結(jié)和投送贏得時(shí)間，當(dāng)時(shí)被俘的朝鮮士兵承認(rèn)：“最可怕的是藍(lán)色飛機(jī)(即航母艦載機(jī)的涂裝)。”同樣，也是航母使美國從越南戰(zhàn)爭的泥潭里脫身，1975年當(dāng)南越政權(quán)總崩潰時(shí)，正是美國集結(jié)在南中國海的5艘航母把數(shù)以十萬計(jì)的美國僑民、南越軍政首腦及其家屬撤往菲律賓和關(guān)島，為超級大國留下最后一絲顏面。

　　已消失20年的蘇聯(lián)當(dāng)初之所以走上發(fā)展航母之路，也是為了支持它與美國爭霸的總戰(zhàn)略。執(zhí)行全球戰(zhàn)略的超級大國如此，執(zhí)行區(qū)域戰(zhàn)略的中等國家也不例外，這些國家都是為了自身的利益發(fā)展中輕型航母，能自己造的即使花重金引進(jìn)技術(shù)也在所不惜，無力造的甘愿買二流貨，也要維持其地區(qū)性大海軍的地位。以法國為例，它所執(zhí)行的政策是控制其蘇伊士運(yùn)河以東的領(lǐng)地，因此不僅發(fā)展常規(guī)動(dòng)力航母，還要搞出核動(dòng)力航母，如今即便為航母浩大的維持費(fèi)用所困，法國政府和軍方照樣不肯放棄。

　　說到底，一個(gè)國家必須有一套完整的戰(zhàn)略，航母發(fā)展戰(zhàn)略是在海軍戰(zhàn)略的總框架內(nèi)規(guī)劃的，因此建立科學(xué)的海軍發(fā)展戰(zhàn)略體系是首要的前提，即威脅評估、資源分配、海上戰(zhàn)場準(zhǔn)備、兵力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、科學(xué)技術(shù)對海軍發(fā)展影響的預(yù)測、有限目標(biāo)的選擇、后勤支援的籌劃、官兵培訓(xùn)以及戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)運(yùn)籌等，均需在一套嚴(yán)密的系統(tǒng)科學(xué)理論指導(dǎo)下進(jìn)行。也只有這樣，航母的發(fā)展才有可靠的基礎(chǔ)，不至于因人事更迭而受影響。

　　二誡：航母是藍(lán)水海軍“均衡性發(fā)展”關(guān)鍵

　　軍事強(qiáng)國都是按照軍事系統(tǒng)工程理論去制定航母發(fā)展政策的，以遠(yuǎn)洋為主要作戰(zhàn)舞臺(tái)的藍(lán)水海軍所追求的“裝備發(fā)展均衡性”恰恰是軍事系統(tǒng)工程理論的具體反映，而航母在藍(lán)水海軍“均衡”發(fā)展中處于中心地位，因?yàn)樗莾?yōu)化海軍兵力結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵艦種。

　　據(jù)粗略估算，一支航母編隊(duì)(含9～10艘驅(qū)護(hù)艦)所能控制的海域約80萬平方海里，若用普通驅(qū)護(hù)編隊(duì)控制同樣大小的海域，約需驅(qū)護(hù)艦艇300艘，其結(jié)果相差30倍。但若考慮它們的作戰(zhàn)能力，那就無法用倍數(shù)來衡量，原因是單純的驅(qū)護(hù)編隊(duì)無論如何也無法在高威脅環(huán)境下作戰(zhàn)。在1982年馬島海戰(zhàn)中，沒有有效航母艦載航空兵掩護(hù)的英國特混艦隊(duì)盡管有大批防空能力不錯(cuò)的驅(qū)護(hù)艦艇，但還是被在家門口作戰(zhàn)的阿根廷空軍揍得鼻青臉腫，差點(diǎn)輸?shù)魬?zhàn)爭，慘痛的教訓(xùn)足以說明沒有艦載航空兵的掩護(hù)，難以有效制空和早期預(yù)警的驅(qū)護(hù)編隊(duì)不能稱其為合格的現(xiàn)代化艦隊(duì)，承受不了哪怕是中等強(qiáng)度的空中突擊。也正是在馬島海戰(zhàn)后，英國保守黨政府否定了前任工黨政府的決定，把航母重新列入皇家海軍的序列。

　　三誡：航母具有不可替代性

　　美英等海軍強(qiáng)國的主流學(xué)術(shù)刊物均承認(rèn)，在可預(yù)見的將來，航母具有不可替代性。任何事物的發(fā)展都是有條件的，當(dāng)然航母的發(fā)展也不例外，那么為什么還說航母在相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)具有不可替代性呢?這要從航母發(fā)展中來考察，二戰(zhàn)以來，航母技術(shù)發(fā)展十分驚人，排水量成倍增加，高新技術(shù)裝備不斷上艦，其龐大軀體也是未來海軍有能力接納高精尖裝備的難得艦種，也就是說航母與高技術(shù)有最大的兼容性。從結(jié)構(gòu)耗散論觀點(diǎn)觀察，任何一個(gè)結(jié)構(gòu)要想維持其平衡，都必須有新的能量輸入，也就是說要想使一個(gè)結(jié)構(gòu)保持動(dòng)態(tài)平衡，就需要不斷吐故納新的能力。迄今為止，作為最復(fù)雜的軍事系統(tǒng)工程的航母在可預(yù)見的將來仍將具有這種能力，它將隨艦載航空兵的興衰而沉浮。

　　一言以蔽之，在取代飛機(jī)的作戰(zhàn)工具出現(xiàn)之前，航母不可能消亡，某些預(yù)言家斷言的“航母將成為恐龍”的時(shí)代遠(yuǎn)未到來。正是基于這一認(rèn)識(shí)，目前不僅美英法等大國競相發(fā)展航母，連印度這樣的新興國家也不甘人后。

　　四誡：不可人亡政息

　　航母的成敗，政策是基礎(chǔ)，領(lǐng)導(dǎo)是關(guān)鍵。縱觀航母近百年的發(fā)展，其成敗完全取決于所制定的政策及其執(zhí)行政策的人。以美國和英國為例，航母發(fā)展初期，無論從哪個(gè)方面來看，美國都不如英國，可是時(shí)至今日，兩國在航母上有天壤之別。造成今天局面固然有種種原因，但制定政策的客觀性和執(zhí)行政策的連貫性是其根本原因。

　　美國在二戰(zhàn)中一經(jīng)實(shí)踐認(rèn)識(shí)到航母的重要性后便抓住不放，制定了一套鼓勵(lì)其發(fā)展的政策。英國卻政出多門，領(lǐng)導(dǎo)體制變來變?nèi)?，?dǎo)致航母發(fā)展倍受摧殘，本來領(lǐng)先于世界的航母大國，卻在冷戰(zhàn)最激烈的上世紀(jì)70～80年代變成只有3條輕型航母的“小國”。上世紀(jì)50年代，英國國防部在軍事航空集中統(tǒng)一指揮的名義下，變相剝奪了海軍航空兵的發(fā)展權(quán)利，當(dāng)時(shí)倫敦認(rèn)為應(yīng)首先發(fā)展陸空軍的

　　飛機(jī)，然后再由陸空軍的飛機(jī)改成艦載機(jī)，其結(jié)果是事與愿違，因?yàn)楹＼婏w機(jī)要在更惡劣的環(huán)境中運(yùn)行，性能要求高，技術(shù)難度大，到后來英國沒有與自己的現(xiàn)代化大型航母“鷹”號和“皇家方舟”號(該艦名后被一艘“無敵”級輕型航母繼承)匹配的艦載機(jī)，出現(xiàn)了先進(jìn)的航母裝落后的飛機(jī)的局面，英國不得不轉(zhuǎn)而從美國引進(jìn)F-4“鬼怪”戰(zhàn)斗機(jī)應(yīng)急，但該機(jī)是按照美國大型航母的尺寸設(shè)計(jì)和戰(zhàn)術(shù)需要的，與英國航母搭檔在一起“挺別扭”，這也是后來英國放棄大型航母的一個(gè)重要原因。

　　五誡：量力而行

　　根據(jù)戰(zhàn)略需要量力而行，是航母發(fā)展中應(yīng)掌握的重要原則，那種不顧主觀條件，一味貪大求全，到頭來卻失去良機(jī)也是不無先例。上世紀(jì)50年代末，美國海軍的“合眾國”號(CV-58)航母就是因?yàn)樨澊螅捎貌m天過海的戰(zhàn)術(shù)少報(bào)建造經(jīng)費(fèi)和排水量，后被它的對手美國空軍向國會(huì)揭發(fā)，迫使它在動(dòng)工后不久就下馬了。上世紀(jì)60年代，英國海軍在對待其CVA-01號航母上也犯了不顧客觀條件的錯(cuò)誤，不斷要求高指標(biāo)，導(dǎo)致排水量一再增加，過高的造價(jià)使得工黨政府無法接受，英國空軍也出于自身利益考慮竭力反對，在雙重壓力下，CVA-01號大型航母的方案夭折了，連帶使得海軍序列里取消了大型航母的編制，進(jìn)而導(dǎo)致海軍航空兵的建設(shè)受到嚴(yán)重打擊，此后英國海軍不得不將勢力退縮回蘇伊上運(yùn)河以西去了。

　　六誡：以我為主

　　自力更生為主，爭取外援為輔，是所有航母大國能夠走通的唯一道路。不管是美國，還是往昔的日本，皆遵循這一方針。20世紀(jì)中葉，美國學(xué)習(xí)和借鑒了英國創(chuàng)造的諸如封艏、閉式機(jī)庫、斜角甲板、蒸汽彈射器、助降鏡等成果，在此基礎(chǔ)上研制出今日美國的超級航母。而二戰(zhàn)前的日本融合了歐洲國家的成就，創(chuàng)造出有日本特色的，一度稱霸亞太的航母艦隊(duì)。可見，只有照此方針辦理，才能建設(shè)一支具有戰(zhàn)斗力的航母艦隊(duì)，那種靠買航母來拼湊?；娇樟α康膰?，要么是仰仗人家淘汰的二手貨，要么是人家退役的老朽不堪的產(chǎn)品，都要受制于人，這些“變味航母”也只能在局部地區(qū)稱雄，根本無戰(zhàn)斗力可言，阿根廷航母“五月二十五日”號在馬島海戰(zhàn)中的無能表現(xiàn)，就是最有說服力的明證。

　　七誡：有效的組織領(lǐng)導(dǎo)

　　按照軍事系統(tǒng)工程學(xué)的原則原理組織領(lǐng)導(dǎo)航母工程，同時(shí)減少領(lǐng)導(dǎo)層次，是航母研制成功的組織措施，已被各航母擁有國所認(rèn)同。眾所周知，航母是迄今最為復(fù)雜的軍事系統(tǒng)工程，也是極為昂貴的“吞金獸”，美國“尼米茲”級航母造價(jià)已高達(dá)80億美元，這樣的工程若不按照科學(xué)原理組織領(lǐng)導(dǎo)和決策，其代價(jià)是十分昂貴。美國領(lǐng)導(dǎo)人十分重視航母工程的組織性，充分考慮海軍航空兵的特點(diǎn)，早在二戰(zhàn)期間就組建一個(gè)能同總統(tǒng)直接對話的領(lǐng)導(dǎo)班子，在海軍內(nèi)部設(shè)立一個(gè)自成體系的研究部門，充分發(fā)揮專家的特長，利用集體智慧，在廣泛搜集先進(jìn)技術(shù)途徑的基礎(chǔ)上確定可行的目標(biāo)，從而使其航母有條不紊地發(fā)展。雖然美國海軍科研體制在歷史上有過數(shù)次大變動(dòng)，但都是向集中、統(tǒng)一、效能方向發(fā)展，有利于研究能力的加強(qiáng)和執(zhí)行政策的連貫性，這是美國航母發(fā)展的基本保證，其他國家很有學(xué)習(xí)的必要。

　　八誡：確保良好的效費(fèi)比

　　在航母研制中，貫徹技術(shù)先進(jìn)性、實(shí)用性、可靠性、可維修性、繼承性、實(shí)現(xiàn)全壽命期效費(fèi)比的設(shè)計(jì)原則是極為必要的。航母需要在高威脅海區(qū)長時(shí)間巡航和作戰(zhàn)，因此航母上的裝備必須先進(jìn)可靠和實(shí)用，能充分保證其具有強(qiáng)大的戰(zhàn)斗力。然而一艘航母的全壽命艦齡要在40年以上，如何保證其在整個(gè)服役期里始終具備強(qiáng)大的戰(zhàn)斗力，是擺在設(shè)計(jì)者面前的艱巨課題。

　　航母上的裝備需要長期在惡劣環(huán)境下工作，對可靠性的要求非常嚴(yán)格，因此航母艦載設(shè)備必須經(jīng)過大量試驗(yàn)，證明是可靠的才能裝艦。先進(jìn)技術(shù)裝備不斷替換過時(shí)裝備，是保證航母始終處于具有現(xiàn)代戰(zhàn)斗力水平的重要措施。當(dāng)然，被證明管用的設(shè)備也不能輕易被拋棄，這是為了把有限資金用在刀刃上，以保證其具有良好的效費(fèi)比。事實(shí)上，各國航母都是先進(jìn)與實(shí)用、高價(jià)值與低價(jià)值裝備混用，只有這樣，

　　才能使其達(dá)到少花錢多辦事，獲得最佳的效費(fèi)比。

　　九誡：飛機(jī)和航母協(xié)調(diào) 發(fā)展

　　飛機(jī)及其艦載航空支援設(shè)施是航母最重要的裝備。作為航母核心攻防工具，先進(jìn)且門類齊全的艦載機(jī)是不可或缺的，但有了飛機(jī)而無航空支援設(shè)施(如彈射系統(tǒng)、阻攔裝置、助降設(shè)施、飛機(jī)升降機(jī)、航管設(shè)備等)，航母同樣也是無法建造的。因此，各國普遍采取了統(tǒng)籌規(guī)劃、論證開路、抓住關(guān)鍵、預(yù)研先行、突破重點(diǎn)、帶動(dòng)一面的原則。英國在噴氣機(jī)上艦前，對與之配套的蒸汽彈射器、斜角飛行甲板等有利于艦載機(jī)作業(yè)的航空設(shè)施進(jìn)行過嚴(yán)密的論證和反復(fù)試驗(yàn)，取得切實(shí)可行的結(jié)論后方進(jìn)行推廣為噴氣機(jī)上艦打下了物質(zhì)基礎(chǔ)，也為今天現(xiàn)代化常規(guī)起降航母的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。這里向人們展示一條 經(jīng)驗(yàn)，飛機(jī)和航母必須協(xié)調(diào)發(fā)展，彼此相容，互為依托，缺一不可。在充分考慮艦載機(jī)發(fā)展的同時(shí)，需要采用現(xiàn)代軍事系統(tǒng)工程論的原則和方法，領(lǐng)導(dǎo)和 組織航母的總體構(gòu)思和設(shè)計(jì)。

　　十誡：適配性萬萬不可輕視

　　具體到航母設(shè)計(jì)與研制過程，其實(shí)就是設(shè)法綜合平衡艦載機(jī)與航母之間矛盾的過程，中間會(huì)出現(xiàn)一系列技術(shù)妥協(xié)的安排，但必須牢牢抓住艦載機(jī)與航母之間的適配性這一主要矛盾，處理好各種關(guān)系。在此過程中，有8個(gè)方面需要展開解釋：

　　(1)艦載機(jī)的主要任務(wù)是制空、制海，主要性能必須保證不低于陸空軍飛機(jī)的性能，在飛行速度、爬升率和機(jī)動(dòng)性方面絕沒有退讓的余地，是必須保證的指標(biāo)，而在低速性能上要優(yōu)于陸基飛機(jī)，在機(jī)重、航程及武器載荷方面是可以折衷的。

　　(2)飛行甲板是飛機(jī)起降作業(yè)的場所，它的布置直接影響飛機(jī)的使用效能，對航母作戰(zhàn)能力有重要影響。影響飛機(jī)甲板布置的因素很多，除供飛機(jī)起降作業(yè)的彈射器、阻攔裝置、助降裝置、飛機(jī)升降機(jī)需布置在飛行甲板上外，還必須有發(fā)射飛機(jī)的彈射區(qū)、回收飛機(jī)的著艦區(qū)以及在飛行甲板上待命的停機(jī)區(qū)。另外，還要布置島區(qū)、舷臺(tái)和舷邊通道。有關(guān)支援航空作業(yè)的設(shè)施也要布置在飛行甲板的相應(yīng)位置上。載機(jī)類型和數(shù)量、出動(dòng)架次率及飛機(jī)的滯空時(shí)間(或飛行甲板循環(huán)周期)，這3個(gè)參數(shù)對飛行甲板的設(shè)計(jì)、布置有重要意義，也是決定航母設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)。這是航母設(shè)計(jì)中必須處理好的首要問題。

　　(3)航母的特種設(shè)備是保障艦載機(jī)在艦上安全運(yùn)作的必備物資，它們包括彈射器、阻攔裝置、助降設(shè)施、飛機(jī)升降機(jī)等，這些設(shè)備在航母飛行甲板上占據(jù)十分顯著的位置，對航母設(shè)計(jì)有巨大影響，如何選好航母特種設(shè)備是設(shè)計(jì)者始終關(guān)心的問題，也是建造航母的關(guān)鍵技術(shù)之·。

　　(4)指揮、控制、通信、 計(jì)算機(jī)、情報(bào)及監(jiān)視與偵察系統(tǒng)(C4ISR)是航母的大腦和中樞神經(jīng)，它是以海軍(艦載)戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)系統(tǒng)(NTDS)和機(jī)載戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈(ATDS)為中心展開的，其使命是使航母及其編隊(duì)中的各級指揮員能以最有效、最及時(shí)的方式行使職能，使艦上的傳感器和包括飛機(jī)在內(nèi)的武器系統(tǒng)都能全面發(fā)揮效能。C4ISR系統(tǒng)都是以微電子學(xué)突飛猛進(jìn)地發(fā)展為基礎(chǔ)，對航母的生存與發(fā)展有著至關(guān)重要的影響，設(shè)計(jì)者和軍方都不能掉以輕心。

　　(5)生存力和安全是航母最根本的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)，其生存力是各項(xiàng)性能指標(biāo)的綜合體現(xiàn)，如航母的進(jìn)攻能力強(qiáng)，就能使其生存力有可靠保障。當(dāng)然，航母在戰(zhàn)爭中幻想不受打擊也是不切實(shí)際的，因此需要各種防御手段以防不測，如各種艦空導(dǎo)彈、小口徑速射防空炮、電子戰(zhàn)系統(tǒng)等，其中需要突出強(qiáng)調(diào)的是消防系統(tǒng)必須可靠有效，因?yàn)榛馂?zāi)是航母生存的大敵，歷史上因火災(zāi)失控而被迫放棄的航母比比皆是，因此消防系統(tǒng)是航母設(shè)計(jì)中一個(gè)非常重要的課題。

　　(6)適航性對航母運(yùn)用有重大影響，必須予以高度關(guān)注。在上世紀(jì)下半葉服役的美國常規(guī)動(dòng)力航母“中途島”號因?yàn)榭紤]不周，使艦體橫搖周期由正常艦艇的20秒縮短至9秒，導(dǎo)致橫搖加速度增加，造成飛機(jī)著艦困難，給作戰(zhàn)和維護(hù)帶來巨大隱患。反觀法國自行建造的“戴高樂”號核動(dòng)力航母，它把減少航母運(yùn)動(dòng)幅度作為設(shè)計(jì)重點(diǎn)，本來排水量是影響航母運(yùn)動(dòng)幅度的重要因素，在差不多10萬噸的美國“尼米茲”級航母身上這根本不算什么問題，但在嚴(yán)格控制排水量的“戴高樂”號身上卻成了必須認(rèn)真審視的課題。法國人絞盡腦汁，終于通過在舭部安裝2對主動(dòng)式減搖鰭、在艉部安裝1對抗橫搖舵架、安裝1套快速調(diào)整艦姿的壓載系統(tǒng)等措施，使這一問題得到圓滿解決。

　　(7)適居性是對航母人員生活 工作 環(huán)境負(fù)責(zé)的一個(gè)指標(biāo)。眾所周知，美國海軍在長期 實(shí)踐中深刻 體會(huì)到人是戰(zhàn)斗力諸因素中最重要的，保持作戰(zhàn)人員具有旺盛的精力和體魄，在戰(zhàn)斗中將會(huì)創(chuàng)造出意想不到的奇跡，因此如何為部隊(duì)提供適居性上佳的航母成為設(shè)計(jì)部門必須考慮的問題。據(jù) 統(tǒng)計(jì)，美國將其航母人均占有空間從上世紀(jì)40年代的10立方米增加到70年代的14立方米，到了未來的“福特”級超級核動(dòng)力航母上面，人均占有空間將達(dá)到16立方米。

　　(8)密切關(guān)注未來戰(zhàn)術(shù)技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)，確保航母能迅速對新技術(shù)引進(jìn)做出反應(yīng)。航母不僅研制周期長，而且使用時(shí)限也很長，一般超過40年，所以設(shè)計(jì)者不僅要考慮它的昨天和今天，而且要考慮它的明天乃至后天。只有如此，才能使新研制的航母具有良好的效費(fèi)比，也才能使它與時(shí)代同步，占據(jù)海戰(zhàn)舞臺(tái)的正中央。

　　北航畢業(yè)設(shè)計(jì)論文模板篇二

　　淺析新一代航空電信網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)展

　　[摘 要]新一代航空電信網(wǎng)(Aeronautical Telecommunication Network,ATN)是新航行系統(tǒng)的重要基礎(chǔ),目前在民航 組織的積極推動(dòng)下,ATN 網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)進(jìn)入部署實(shí)施階段。本文介紹了ATN的背景、 應(yīng)用程序、體系結(jié)構(gòu)等技術(shù),并介紹了ATN網(wǎng)絡(luò)目前的應(yīng)用進(jìn)展。

　　[關(guān)鍵詞]航空;電信網(wǎng);應(yīng)用

　　1 ATN背景

　　近年來,空中交通流量的飛速增長給現(xiàn)有通信導(dǎo)航系統(tǒng)帶來了巨大壓力。為了解決這些問題,1991年國際民航組織經(jīng)過深入的研究,引入通信、導(dǎo)航、監(jiān)視/空中交通 管理(簡稱CNS/ATM)新航行系統(tǒng)概念,以期通過應(yīng)用數(shù)據(jù)通信和衛(wèi)星技術(shù)改善現(xiàn)有的空管系統(tǒng)。新一代航空電信網(wǎng)是新航行系統(tǒng)的重要組成部分,是實(shí)施CNS/ATM新航行系統(tǒng)的前提。

　　ATN并非一種全新的底層通信網(wǎng)絡(luò),而是采用基于國際標(biāo)準(zhǔn)的公共接口服務(wù)和協(xié)議,集成地面、空地和航空電子數(shù)據(jù)等多種數(shù)據(jù)子網(wǎng)互聯(lián)來實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一數(shù)據(jù)傳輸服務(wù),是全球地空一體化的航空專用通信網(wǎng)絡(luò),可提供安全、可靠、高效的航空通信服務(wù)。ATN可以提供空中交通服務(wù)通信(ATSC)、航空運(yùn)行控制(AOC)、航空管理通信(AAC)、航空旅客通信(APC)四類服務(wù)。目前在國際民航組織的推動(dòng)下,ATN網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)全面進(jìn)入部署實(shí)施階段。

　　2 ATN的應(yīng)用程序

　　ATN由若干應(yīng)用程序和通信服務(wù)組成,是一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)的概念,通過盡可能整合并使用現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)資源,為航空界(包括空管、航空管理部門、航空運(yùn)營商、航空器制造企業(yè))提供統(tǒng)一的通信服務(wù),并根據(jù)不同組織的要求,提供不同質(zhì)量的通信服務(wù)。ATN提供的應(yīng)用程序包括地空應(yīng)用和地地應(yīng)用。

　　2.1 地空應(yīng)用

　　(1)上下文管理(CM)

　　CM的作用類似于域名解析系統(tǒng),提供機(jī)載系統(tǒng)和地面系統(tǒng),或兩個(gè)地面系統(tǒng)之間交互、更新數(shù)據(jù)鏈路應(yīng)用信息,包括應(yīng)用的名稱、地址、版本號等。

　　(2)自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視(ADS)

　　ADS應(yīng)用自動(dòng)向用戶提供來自于機(jī)載導(dǎo)航定位系統(tǒng)的 報(bào)告,包括飛機(jī)標(biāo)識(shí)、四維坐標(biāo)和附加數(shù)據(jù)。ADS系統(tǒng)提供自身位置與其他信息報(bào)告,可用于空中交通管理和飛機(jī)位置的監(jiān)控。

　　(3)管制員與機(jī)組人員之間數(shù)據(jù)鏈通信(CPDLC)

　　CPDLC 應(yīng)用的主要功能是提供管制員與機(jī)組人員之間的信息交換,與管制人員和機(jī)組人員的對話通過CPDLC來維護(hù)。它提供四個(gè)功能：管制員機(jī)組人員之間信息交換功能、數(shù)據(jù)當(dāng)局之間的移交、許可的下行移交、地面前向移交。

　　(4)飛行情報(bào)服務(wù)(FIS)

　　FIS 應(yīng)用允許機(jī)組人員通過數(shù)據(jù)鏈向地面航行情報(bào)信息系統(tǒng)請求和接收數(shù)字化自動(dòng)航站情報(bào)。FIS數(shù)據(jù)鏈服務(wù)可以提供給空中和地面用戶,是現(xiàn)存的語音通播方式的補(bǔ)充。

　　2.2 地地應(yīng)用

　　(1)ATS(空中交通服務(wù))信息處理服務(wù)(ATSMHS)

　　航班 計(jì)劃數(shù)據(jù)通過AMHS接收。AMHS定義了兩種應(yīng)用,一類是ATS信息服務(wù),采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式進(jìn)行信息處理;另一類是透傳方式,AFTN(航空固定電信網(wǎng))信息的傳輸方式。

　　(2)ATS(空中交通服務(wù))設(shè)備間數(shù)據(jù)通信(AIDC)

　　AIDC 用于在ATS單位間交換數(shù)據(jù)以支持空中交通管制移交。支持的服務(wù)包括航班通知、航班協(xié)調(diào)、管制移交、通信移交、監(jiān)視數(shù)據(jù)的傳輸?shù)?。AIDC是嚴(yán)格地用于ATS單位之間交換控制信息的ATC應(yīng)用,不支持其他機(jī)構(gòu)間的信息交換。

　　3 ATN的體系結(jié)構(gòu)

　　ATN網(wǎng)絡(luò)的主要構(gòu)件是通信子網(wǎng)、ATN路由器和終端系統(tǒng)。通信子網(wǎng)定義為一個(gè)基于特定通信技術(shù)的通信網(wǎng),用于ATN系統(tǒng)之間傳遞信息的物理手段,并非是ATN的組成部分。各種地地和地空子網(wǎng)為ATN的終端系統(tǒng)之間提供多條數(shù)據(jù)通路支持。ATN路由器負(fù)責(zé)連接不同的通信子網(wǎng),并跨越不同的子網(wǎng)傳送基于QOS的分組。ATN終端系統(tǒng)處理應(yīng)用層服務(wù)和上層協(xié)議棧,以便與對等的終端系統(tǒng)進(jìn)行通信。

　　3.1 ATN通信子網(wǎng)

　　ATN的通信子網(wǎng)可以是現(xiàn)存的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò),也可以是正在 發(fā)展的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。地空子網(wǎng)包括：航空移動(dòng)衛(wèi)星服務(wù)(AMSS)、甚高頻地空數(shù)據(jù)鏈(VHF)、二次雷達(dá)S模式(SSR Mode S)、高頻地空數(shù)據(jù)鏈(HF)、Gatelink。地地子網(wǎng)包括：局域網(wǎng)(如以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)、光纖分布數(shù)據(jù)接口FDDI)、廣域網(wǎng)(如X.25、幀中繼、ATM、?ISDN)。?另外,公共 ICAO 數(shù)據(jù)交換網(wǎng)(CIDIN)、改進(jìn)的 X.25 通信服務(wù)等均可用于 ATN 子網(wǎng)。機(jī)載子網(wǎng)：與地面系統(tǒng)類似,機(jī)載的各種通信網(wǎng)絡(luò)也可以作為ATN 子?網(wǎng)。如?基于ARINC規(guī)范429和629的子網(wǎng)、以太網(wǎng)和FDDI網(wǎng)。

　　3.2 ATN路由器

　　當(dāng)飛機(jī)移動(dòng),到達(dá)飛機(jī)所通過的網(wǎng)絡(luò)將改變。ATN支持動(dòng)態(tài)路由,以適應(yīng)飛機(jī)移動(dòng)和網(wǎng)絡(luò)維護(hù)等網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞母淖?。路由器是中間系統(tǒng),包含OSI參考模型的下三層。根據(jù)不同類型,由不同的路由協(xié)議組成。

　　3.3 ATN終端系統(tǒng)

　　ATN終端系統(tǒng)與其他ATN 終端系統(tǒng)進(jìn)行通信,向ATN應(yīng)用提供端到端通信服務(wù)。ATN 包括全部七層協(xié)議棧。ATN 終端系統(tǒng)是自動(dòng)化設(shè)備的接口,也是人機(jī)接口。

　　4 ATN的應(yīng)用進(jìn)展

　　4.1 國際上ATN的應(yīng)用進(jìn)展

　　(1)ATN地地應(yīng)用

　　作為第一個(gè)ATN地地應(yīng)用,航空信息處理系統(tǒng)AMHS(ATS Message Handling System)是代替現(xiàn)有自動(dòng)轉(zhuǎn)報(bào)系統(tǒng)AFTN的ATN應(yīng)用,可以提供更可靠、更安全、功能更強(qiáng)大的信息傳輸服務(wù)。美日間于2005年投入運(yùn)行開通了的AMHS線路。歐洲地區(qū)的西班牙于1998年年底,AMHS系統(tǒng)投入運(yùn)行。2006年2月,法蘭克福—馬德里之間AMHS線路投入運(yùn)行。2005年,阿根廷國內(nèi)的AMHS系統(tǒng)投入實(shí)際運(yùn)行。2006年2月,科威特安裝部署了AMHS產(chǎn)品 。2006年10月,牙買加在國內(nèi)安裝了AMHS系統(tǒng)。

　　中國北京作為亞太地區(qū)的主干節(jié)點(diǎn),將連通區(qū)內(nèi)11個(gè)國家和地區(qū),并連接中東和歐洲地區(qū)。中國香港作為亞太地區(qū)的主干節(jié)點(diǎn),連通區(qū)內(nèi)7個(gè)國家和地區(qū)。澳大利亞、泰國、新加坡、印度尼西亞、蒙古、中國香港、中國澳門、孟加拉等國家和地區(qū)正進(jìn)行內(nèi)部ATN實(shí)施與部署 工作;日本、泰國、中國香港、澳大利亞建立了ATN技術(shù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)開展相關(guān)測試工作;目前中、泰、港三方已完成第一、第二、第三階段ATN技術(shù)測試工作。

　　(2)ATN地空應(yīng)用

　　ATN地空應(yīng)用部分主要內(nèi)容是由ACARS向ATN地空通信過渡。現(xiàn)有的ACARS與ATN是不兼容的,需過渡到甚高頻數(shù)據(jù)鏈中的VDL Mode 2,過渡到VDL Mode 2的規(guī)劃和建議需采用AOA(ACARS OVER AVLC)的方式實(shí)現(xiàn)。過渡計(jì)劃利用原有設(shè)施,特別是在底層完全兼容的情況下(采用的頻段、機(jī)載設(shè)備和天線兼容),過渡采用的實(shí)際措施是：先建立能傳輸ATN報(bào)文的地空網(wǎng)絡(luò),并在其基礎(chǔ)上實(shí)驗(yàn)ACARS的應(yīng)用,待技術(shù)完全成熟,轉(zhuǎn)換成ATN的VDL Mode 2。

　　目前地空應(yīng)用的發(fā)展為,2001年中期,SITA已計(jì)劃升級并使用VDL Mode 2服務(wù),并在歐洲中部逐步將原有的ACARS地面站改造成為兼容ACARS和VDL Mode 2兩種協(xié)議的地面站。2004年以來,已有超過100個(gè)VDL Mode 2地面站在北美投入使用(全球超過200個(gè)),拉丁美洲及加勒比海地區(qū)的發(fā)展也很迅速。ARINC也在致力于發(fā)展VDL Mode 2網(wǎng)絡(luò),其開發(fā)的AOA和ATN網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)投入了應(yīng)用,網(wǎng)絡(luò)覆蓋北美、歐洲和日本。在歐洲,2003年年底,ARINC建設(shè)的12個(gè)地面站投入運(yùn)行,以支持Link2000+項(xiàng)目。Eurocontrol支持基于VDL Mode 2進(jìn)行的空中交通服務(wù)與控制,在其Link2000+戰(zhàn)略中,Eurocontrol向航空公司提供經(jīng)費(fèi)支持,鼓勵(lì)其加裝VDL機(jī)載設(shè)備。根據(jù)巴黎監(jiān)視站統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù),截至2006年1月,已經(jīng)有20家航空公司的155架飛機(jī)裝備了VDL Mode 2設(shè)備,包括7種不同類型的飛機(jī),VDL Mode 2已應(yīng)用于超過20條航路。俄羅斯、西班牙、法國、意大利、美國、英國、奧地利、德國、盧森堡、匈牙利、丹麥、荷蘭、埃及、摩洛哥、阿爾及利亞等國家已將VDL Mode 2技術(shù)投入到民航商業(yè)應(yīng)用中。

　　4.2 國內(nèi)的應(yīng)用進(jìn)展

　　國內(nèi)的應(yīng)用分兩個(gè)階段：第一階段為2001—2005年,主要的工作為編制《空管航空電信網(wǎng)技術(shù)政策、應(yīng)用和發(fā)展技術(shù)白皮書 》;ATN實(shí)驗(yàn)室建立和技術(shù)準(zhǔn)備;研究與開發(fā)工作;國際ATN/AMHS技術(shù)測試工作。第二階段為2006—2010年,主要的工作為ATN/AMHS過渡與實(shí)施;ACARS向VDL Mode 2過渡。

　　2002年民航總局空管局根據(jù)國內(nèi)民航通信網(wǎng)絡(luò)的狀況以及國外的ATN實(shí)施狀況,編制了《空管航空電信網(wǎng)技術(shù)政策、應(yīng)用和發(fā)展白皮書》,2006年進(jìn)行了修訂,作為民航通信發(fā)展和相關(guān)方面的技術(shù)依據(jù)。地面?zhèn)鬏斁W(wǎng)絡(luò)逐步由AFTN向ATN/AMHS網(wǎng)絡(luò)過渡。地空傳輸網(wǎng)絡(luò)建成以甚高頻地空數(shù)據(jù)鏈為主要傳輸手段的地空數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò),在必要的環(huán)境下以高頻地空數(shù)據(jù)鏈為輔助傳輸手段,逐步由ACARS網(wǎng)絡(luò)向ATN/VDL M2過渡。

　　目前在北京部署已建設(shè)ATN骨干節(jié)點(diǎn),并部署ATN路由器和AFTN/AMHS網(wǎng)關(guān)系統(tǒng),進(jìn)行與國際民航組織計(jì)劃的與周邊國家和地區(qū)的技術(shù)測試工作;下一步的工作是建設(shè)ATN骨干網(wǎng)絡(luò),與AFTN并行,逐步向ATN過渡。

　　中國民航于1995年開始著手建設(shè)民航VHF地空數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng),1998年建成一期工程,2001年完成二期工程建設(shè),建成當(dāng)時(shí)能提供全國絕大部分航路和大部分機(jī)場覆蓋能力的VHF地空數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)。該數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)是國際民航界除美國航空通信公司(ARINC)和國際航空通信協(xié)會(huì)(SITA)外,世界第三大地空VHF數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。

　　目前國內(nèi)可支持的地空數(shù)據(jù)通信應(yīng)用支持飛機(jī)飛行的各個(gè)階段。在空中交通管制與服務(wù)領(lǐng)域,我國僅在少數(shù)機(jī)場和區(qū)域?qū)嵤┝瞬糠謶?yīng)用,效果良好,包括：數(shù)字式飛機(jī)起飛前放行系統(tǒng)(PDC)、數(shù)字式自動(dòng)化航站信息服務(wù)系統(tǒng)(D-ATIS)、數(shù)字化航路氣象服務(wù)(D-VOLMET)、航空氣象資料下傳(AMDAR)。

　　航空公司可以利用VHF數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)對飛機(jī)飛行全階段實(shí)施及時(shí)有效的監(jiān)視與服務(wù),對保障飛行安全、增加航班保障能力、提高旅客服務(wù)水平有顯著作用。具體應(yīng)用包括：飛行動(dòng)態(tài)監(jiān)視、地空雙向數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析、機(jī)務(wù)維修、旅客服務(wù)等。但是由于目前機(jī)載設(shè)備配套軟件系統(tǒng)配置不完整，或需要投入一定的時(shí)間和費(fèi)用開展應(yīng)用的配置,缺乏人員培訓(xùn)等原因,雖然飛機(jī)具備進(jìn)行地空數(shù)據(jù)通信的基本條件,但無法或只能部分開展應(yīng)用。

　　5 結(jié) 論

　　本文介紹了ATN相關(guān)的技術(shù)及其在國內(nèi)外的應(yīng)用進(jìn)展。隨著通信技術(shù)的發(fā)展,行業(yè)的積極推動(dòng),新一代航空電信網(wǎng)將在不遠(yuǎn)的將來進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段,為航空界業(yè)者和旅客提供更加可靠靈活的通信服務(wù)。

　　參考文獻(xiàn)：

　　呂小平.空中交通管理文集[M].北京：航空工業(yè)出版社,2009.