[分享] 基地雜談-時代的眼淚：F-22航電系統的缺失與升級困境

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＜時代的眼淚：F-22航電系統的缺失與升級困境＞
F-22的整合航電系統（Integrated Avionics System，IAS）最早可以追溯到1980年代中期啟動的Pave Pillar計畫。

先前美軍採用的聯合數位架構（Federated Digital Architecture）因為各次系統各行其事、分別運算，因此存在硬體資源運用效率不佳、欠缺應用彈性、肇因於戰機航電系統日趨複雜從而導致架構本身結構的複雜化、硬體元件沒有共通標準造成採購效率上的浪費等弊病。

有鑑於此，Pave Pillar計畫提出了革命性的「整合模組架構航電系統」：透過元件的模組化以及將不同航電處理功能的通用模組集中到同一個機箱中運算，能夠有效降低採購的複雜度、提升維護的便利性與效率，也能夠簡化航電與配套的供電、冷卻系統的架構。
另外，得益於所有的運算元件皆集中在同個機箱中，以背板（backplane）上的高速匯流排連結，使得傳送距離大幅降低、通道頻寬也較高。和聯合數位架構各次系統的信號、資料處理器彼此分散，再經由1553B匯流排，將運算結果彙整到中央任務電腦的方式相比，除了大幅減少後端資料處理的傳輸與存取延遲外，也能共享、動態調配硬體資源，不會有運算資源浪費的問題。

做為第一種實際服役的整合模組架構航電系統，F-22確實改變了現代戰機航電系統的風貌，為航電系統發展史立下一個重大的里程碑。不過相對地，做為新架構的先行者，難免因為當時的技術制約而無法充分發揮新架構的潛力，也礙於時代的限制，使得系統設計存在一些不足。

① 匯流排設計過於複雜
F-22的航電系統總共採用了三種背板匯流排：平行內部匯流排（Parallel Internal Bus，PI）、測試與維護匯流排（Test and Maintenance Bus，TM）、資料網路匯流排（
Data Network Bus，DN），以及三種外部匯流排：做為骨幹匯流排，速度50Mbps的高速資料匯流排（High Speed Data Bus，HSDB） 、用於通用整合處理器（ Common
Integrated Processor，CIP）與感測器連結以及向座艙顯示器提供資料，速度400Mbps的FOTR（Fiber Optic Transmit-Receive）光纖匯流排，以及速度1Mbps的傳統的1553B匯流排。其中DN和FOTR的功能是相同的，不過當初技術上尚未能提供一種統一規格來滿足需求。
採用如此多種匯流排的結果，就是必須設置閘道器（gateway）讓不同匯流排的資料轉接，這個轉換的過程就造成了資料處理的延遲。另一個問題是，上述的匯流排除了傳統的
1553B是通用規格外，其他皆為專門為F-22所設計的專屬規格（畢竟原先也打算使用整合模組架構航電系統的A-12和RAH-66計畫都胎死腹中），在F-22僅僅生產187架的情況下，維護與升級更顯困難。

② 未能跟上商規現成技術潮流
F-22的航電系統規格是在1991年制定。在當時，商規現成技術（COTS）的應用才剛起步，尚未形成流行趨勢。因此，雖然也採用了一些商規元件（例如用於CIP資料處理模組的
i960MX處理器），但主要的處理元件大多仍是專門訂製的ASIC晶片。大量採用專屬規格硬體的結果，就是無法從1990年代以後商用資訊產業技術的大躍進中受惠，也導致航電系統的維護及升級成本所費不貲。

而F-22的CIP，以1990年代後期標準來看，確實擁有數一數二的運算能力，但在二十一世紀的現在，許多採用傳統聯合數位架構的戰機，在航電系統升級中引進新的商規處理器（例如F-15的ADCP II任務電腦）之後，運算能力反而超越了F-22的CIP。

類似的問題也發生在軟體方面：F-22的作戰飛行軟體採用美國國防部標準程式語言Ada進行撰寫。Ada語言是美國國防部為了解決早期軍用程式語言龐雜、不相容的問題，而在
1974開始發展、1983年正式指定美軍統一使用的高階程式語言。

不過到了1990年代末期，由於商用C/C++語言在蓬勃發展後性能逐漸能夠滿足軍用需求，加上Ada不適於部分即時嵌入式系統的使用，且開發成本遠較C/C++高昂，因此Ada的統一局面也在1990年代末期被打破。另外，Ada這種非商用主流語言因為需要經過專門訓練的程式撰寫員、撰寫時間長、開發成本高，普及度遠不及C/C++，連帶造成Ada語言開發人才難尋，導致採用Ada語言撰寫的軟體，在後續的升級發展上遇到障礙。

美國空軍在F-22服役後的後續升級中，已引進較先進的資料、信號處理器，但仍然無法從根本面解決航電架構的先天限制。雖然美國空軍在當前為F-22規劃的Increment 3.3中預定引進開放架構的硬體和軟體徹底解決F-22航電架構的問題，不過，此舉牽涉到整個系統的硬軟體的全面修改，且美國空軍在目前手上有著F-35、F-15EX及B-21這些花費大量預算的高優先度計畫的狀況下，美國空軍會在何時，抑或是是否，會為F-22執行Increment
3.3升級，目前仍然是未定之數。
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老實說,F-22的航電落伍,也只是跟F-35一比而已
現在F-22的航電還是比除了F-35以外的其他戰機還先進

就是這樣

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四角四面は豆腐屋の娘。色は白いが水臭い。四谷赤坂麹町、チャラチャラ流れるお茶の水- 。 粋な姐(ねえ)ちゃん立ちしょんべん、ってなどうだ。
大したもんだよカエルのしょんべん、見上げたもんだよ屋根屋のふんどし。 結構毛だらけ猫灰だらけ、お前の尻(ケツ)はクソだらけ。
男はつらいよ,寅さん啖呵売

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F-22當初生產量太少了,又沒外銷,弄到現在升級成本大幅提高

日本的F-2戰機也是因為產量過少+F-16 TYPE的機體升級空間有限 所以放棄升級,2030年開始逐步報廢 F-22不可能這麼慘,但是F-22也苦於產量過少用戶單一,導致升級成本難以攤平的問題

但是以泡沫經濟結束後日本財力大不如前,日本又要堅持自己組裝戰機的傳統 如果真的有F-22J,那價格絕對是天價,比F-2還誇張的天價,而且數量上根本無法取代大部 分的F-15J/DJ

日本如果在「國防預算方面」真的有錢,就不會弄到現在,一大半的戰鬥機都沒有辦法打 空對空主動BVR彈了

日本國產的ASM-1/2/3也塞不進F-35的彈艙內,有夠悲劇