如今歼-20已经正式服役，网络上、电视剧里都到处出镜，也是一代网红了，评论的顾忌比以前少了很多。但说句大实话，歼-20的航电水平到底怎么样，用了什么设备，性能如何，我真的是一点都不知道。（那还写什么写？！）国之重器，这些都是最高机密，我等草民怎么可能知道，就算知道打死也不能说嘛。
所以这篇文章实属连蒙带猜！只能通过外观的些许特征，通过官方报道的蛛丝马迹，通过已知公开的国外相似技术、设备，去揣测一二。
说明，所有资料及图片均来自公开网络，所有分析均为个人观点，如有不实不妥之处，敬请指正。
航电，英文是Avionics，由Aviation（航空）和Electronics（电子）两个字组合而成，是个工程专有名词。
现代作战飞机的航电系统，大致包括以下几个模块：探测系统（发现敌人在哪）、火力控制系统（让武器能够打中敌人）、飞行控制系统（飞机怎么飞）、推力控制系统（发动机怎么运行）、电子战系统（不让敌人发现、攻击、命中我）、通信系统（告诉自己人我在干嘛/要我干嘛）、导航系统（往哪飞）、座舱显示系统（人机交互）和自检系统（发现问题），以及将所有这些功能模块整合为一体的综合航电架构。
很复杂吧。确实如此，现代战斗机的航电设备重量仅占总重的10%左右，研发成本却超过总成本的40%以上，成为全机最关键的系统。
三代机的终极改进版：F-15沉默鹰的部分航电设备
[ 航电架构 ]
先来说说顶层设计的航电架构，就是各种设备如何组合成一套完整的航电系统。
在二代机时代，航电架构是分立式，一条线路只连接一套设备，以点对点的方式传输模拟信号（如早期的F-4）或数字信号（如后期的F-14，1972年入役的F-14是三代机的鼻祖，但航电架构上还是二代水平)。每个子系统都必须由驾驶员单独控制，阅读理解其提供的原始信息并作出判断与操作。整个系统非常复杂、线缆重量大、维护困难。
三代机采用联合式架构，每个子系统都配有专用数字式计算机执行特定的功能，例如三代半的“台风”战斗机，全机共配备了40台处理器。子系统之间通过“总线”（Bus）交联，即以一条多冗余平衡通信线路并联多项设备，多个数据流分时在同一条线路上传输，实现了信息统一调度。飞行员接收到的是经过处理的有效信息，大大减轻了工作负担。
总线技术将以前密如蛛网的多对多线路整合为一条数据高速公路，大幅降低了线路重量与复杂程度，可维护性也大幅提高。广泛应用于三代机上的MIL-STD-1553就是最典型的军用数据总线。
分立式和联合式的结构对比
联合式架构的主要缺陷在于众多处理器分布在各处彼此独立工作，各自都有过剩的数据处理能力却无法综合利用，浪费了大量空间和能耗。
到了四代机，航电架构演变为模块化整合式，各传感器设备不再配备独立处理器，其产生的数据信息经过高速光纤数据总线传输，统一交给中央计算机的通用集成处理器 - CIP（Common Integrated Processor）进行处理。CIP类似于商用的刀片式服务器，利用多处理器的平行运算架构同时执行多项任务，或者集中资源运行某项高优先级任务。
这种数据处理整合方式可以依据任务需求动态调配运算能力，还能更好地实现数据资料融合。
模块化整合式架构最著名的（也几乎是唯一的）应用就是F-22的
宝石柱 - Pave Pillar系统，另一个用户是已经下马的RAH-66“科曼奇”直升机。它的最大优势就是将雷达和电子战系统的数字化信号送到中央处理器进行综合分析，跨感测器的融合运算甚至能找到单一感测器无法发现的目标。
于80年代中期研制的F-22航电系统还没做到彻底的整合，拥有多种不同传输速率/特性的通信线路，只有同CIP机柜、同排插槽的运算卡之间可以进行高速数据交换。雷达、通信导航与敌我识别、电子战三大子系统和座舱显示界面之间仍然是光纤点对点连接；环控、飞控、火控、推力控制等载具管理系统仍然使用低速率的1553B总线。数据传输和处理能力以今天的标准来看是比较底下的。
“宝石柱”之后，美国为F-35战斗机开发了彻底整合的宝石台 - PAVE PACE构架，它的最大特点就是共用传感器，将雷达、电子战、通信等过去需要不同天线执行的功能整合到相近频率的共用化宽频孔径中。F-22共装有64部不同的传感器天线，F-35则仅需21部，造价和重量都减少一半，更加适合F-35较小的机体和三军通用的多功能需求。
上图为F-22“宝石柱”系统的传感器架构，下图为F-35的“宝石台”
通俗点讲，F-35上的传感器就像是一部部超级数码相机，它只记录不分析，获得的原始数据就好比是RAW格式的照片，是用于目标探测、地形测绘、红外前视搜索、导弹告警还是攻击效果评估，所有具体功能都由后端平行运算的综合式核心处理器 - ICP（Integrated Core Processor）同时实现。
当然这种所有信息都保留的RAW格式所产生的数据量就比JPEG之类前端处理过的压缩格式大得多，对系统带宽、传输速率、处理能力提出了更高的要求。
F-35通过统一的新一代高速光纤数据总线把不同的传感器交联起来，ICP的计算速度十倍于F-22的CIP，而且价格更低。F-22上的大规模数据传输和运算瓶颈已经不复存在。经过深度整合分析处理的信息以最简介的方式显示给飞行员，从而大幅度减轻了飞行员的工作量，令其可以高效地掌握战场态势，专注于飞行和攻击。
在这种架构下，飞机硬件本身就如同是新买的一台电脑裸机，硬件性能指标再高，没有软件的支持还是什么事都做不了，甚至连起飞、开机炮都不行。
飞机所有的任务能力都依赖于中央处理器上装载的软件支持，就好比要处理图像得安装Photoshop，处理文字要安装Word，下载文件要安装迅雷一样。其的优点是像手机一样升级软件就能“解锁”很多新功能，修复旧Bug，不仅高效而且省钱。
当然如果软件出了问题也会导致大麻烦。F-35的软件开发一直在拖整个项目的后腿，具备完整作战能力的Block 3F版本原定2012年交付使用，但直到现在都还没成熟装机，距离2011年7月14日首架F-35A服役已经过去了7年之久。
当前主流的Block 2B版本仅具备非常有限的初始作战能力，连飞行高度、速度、过载都有限制；而且因为硬件不通用，多达189架早期型号将被放弃升级，所采用的Block 1A/1B/2A版本仅能进行飞行测试，不能发射任何武器。
歼-20采用了什么航电架构，至今没有任何官方的介绍。不过众多专家和媒体都披露过，我国在90年代开始研究F-22的“宝石柱”系统，本世纪初开始研制新一代综合航电系统架构，2008年珠海航展上公开展示过相关的ICP部件。
“以ICP为核心，利用高速光交换系统实现航电系统的高度整合，利用多功能孔径/综合传感器及显示技术向飞行员提供全面的飞机状态和战场态势环境信息，并提供辅助的战术决策以提高飞机的整体作战能力。该系统首先应用于歼10B战斗机，歼-20采用的则是完整版。”
从公开媒体上的描述可以看到歼-20的航电架构就是对标“宝石台”，在设计理念和系统结构上都达到了F-35的水平，凭借后发优势大大超过了F-22。
花絮：宝石柱和宝石台
这两个名词在军机届可谓大名鼎鼎，代表了自80年代以来世界航电架构的最高水准。可两个系统的英文名分别是Pave Pillar和Pave Pace，中文翻译看起来横竖都不搭啊。
美军还有很多别的Pave，比较出名的如HH-60 Pave Hawk - “铺路鹰”战斗搜索救援直升机，MH-53 Pave Low - “低空铺路者”重型特种作战直升机：
Pave Paws - “铺路爪”大型陆基相控阵预警雷达，Paveway - “宝石路”系列激光制导炸弹：
Pave Penny - A-10攻击机上的“铺路便士”激光亮点跟踪器，AN/ASQ-153 Pave Spike - “铺路钉”激光目标指示吊舱：
其实Pave这个词只是美国空军关于电子系统的一个计划标识符，被广泛用作不同项目名称的前缀，以表示这是一个军用电子工程，大约相当与中国红头文件上的“XX字XX号”。某些Pave作为缩写被赋予了特定的含义，比如铺路鹰的Pave代表Precision Avionics Vectoring Equipment - 精确航电矢量设备，铺路爪的Pave代表Precision Acquisition Vehicle Entry - 精确再入载具捕获，其它大部分就仅仅是个代号。
中国军事科研单位在翻译相关资料时，将大部分Pave按字面意思翻成了“铺路”，不过有些地方又很莫名地翻为“宝石”。Pave唯一和宝石沾边的地方就是一种密集镶钻工艺。
而Pace的本意是脚步、步伐的意思，Pave Pace直译的话就是铺路的步伐，还讲得通，翻成“台”实在是难以理解。把杀人利器翻译得文艺一些，大概就是“宝石柱”和“宝石台”的来历吧。
[ 有源相控阵雷达 ]
歼-20的雷达型号，同样从来没公开过。唯一可以肯定的是采用了有源相控阵雷达，这从它倾斜的雷达罩就可以看出端倪。
首先得说明，有源相控阵雷达和雷达罩开口是否倾斜、颜色的深浅之间并没有必然的联系。相当多的三代机，例如F-16V、F-15C/E、F-18C/D、阵风、米格-35、歼-16，它们配备或升级的有源相控阵雷达阵面都是垂直固定的，相应的雷达罩开口也是垂直的。
F-18E/F/G的AN/APG-79阵面倾斜但开口垂直。歼-10B/C、歼-11D和狗大户阿联酋的F-16E/F是阵面和开口都倾斜。
台风的CAPTOR-E雷达和JAS-39E鹰狮NG的ES-05雷达则特立独行地采用了“旋转斜盘”倾转阵面，雷达罩开口还是垂直的。
由上可见相控阵雷达阵面形状和它的功能没什么直接联系，垂直或者倾斜都可以。相控阵的雷达波发射方向由电子相位控制，天线阵面偏转一定角度不影响工作。
但是反过来说，做成倾斜的肯定都是相控阵雷达，因为传统的脉冲多普勒雷达在向上倾斜的状态下无法持续正常工作。
军工巨头雷锡昂生产的5型用于升级三代机的有源相控阵雷达，只有超级大黄蜂的采用了倾斜阵面
雷达罩看似简单，对雷达性能的发挥却有很大的影响，必须采用纤维和树脂等高透波性非金属材料。也就是说外形尖锐流线型的雷达罩在敌人雷达眼里几乎是透明不存在的，可以直接看到内部的雷达形状。
因此机载相控阵雷达做成倾斜的最主要原因就是为了隐形。相控阵的阵面平坦而致密，是一个强反射源，向上倾斜一定的角度可以避开地面、空中水平面等主要方向的雷达入射波，降低反射面积。
F-18F雷达舱透视效果图
早期的三代机因为整体没有采用隐形设计，单纯对相控阵雷达修型产生的隐身效果有限，所以雷达和雷达罩的形状都保持老样子。
F-18E、台风、歼-10B/C这样的三代半把雷达阵面倾斜，和采用进气道雷达屏障及DSI进气道都是一个目的，就是努力降低雷达反射面积以达到准隐形。
四代机就更不用说了，所有影响隐身效果的细节都考虑到了，雷达这个正面最主要的反射源之一当然也要尽量优化。F-22、F-35、歼-20和歼-31均采用了倾斜雷达阵面和带锯齿的雷达罩开口。
唯一的例外又是比较奇葩的苏-57 - 就是过去的T-50，它的雷达阵面和雷达罩开口都是垂直的，连锯齿都没有，从这点上说老毛子对隐身这事真的有点不上心。
中国战斗机用的有源相控阵雷达，歼-10C是第一代，歼-16是第二代，歼-20则是第三代，研发单位都是国内最强的南京中国电科集团14所。
在对055大驱的一点解读（五）- 综合射频系统这篇文章里曾经介绍过14所研制的舰载有源相控阵雷达和综合射频系统。实际上空警-2000预警机的固态有源相控阵雷达、空警-500预警机的数字阵列雷达、陆军远程机动三坐标雷达、拥有百公里级反隐身探测能力的中国首部量子雷达、中国版“铺路爪”战略预警雷达等世界顶尖雷达均出自该所。
055大驱的相控阵雷达上已经采用了最新一代的氮化镓GaN材料，同单位出品为歼-20配套的机载雷达有理由相信会采用同样尖端的材料。
去年11月央视采访报道14所的节目中透露：该所“生产国际技术水准最高的雷达元器件”，给巴基斯坦枭龙-BLOCK 3配套的“出口型KLJ7A机载雷达作战能力可以媲美F-35的APG-81雷达，但体积却远远小于后者”。
央视节目画面：在运-7电子试验机上测试的KLJ7A机载雷达
当材料、技术水准、航电架构等方面都处于同一水平时，有源相控阵雷达就要简单粗暴地比拼T/R（发射/接收）组件数量了，也就是和机头直径成正比的阵面面积。在这点上歼-20明显要超过F-22和F-35。
歼-20的T/R组件到底有多少，真的不知道。网上各类报道有2200个、2100个、2000个等多种说法，甚至还有“据统计1856个”，不知道如此高度保密的数据是怎么给精确
统计出来的。小巧的枭龙搭载的KLJ7A雷达都有1000多个T/R组件，歼-20的雷达性能，尽情发挥想象吧。【 EOTS还是IRST？】
2014年露面的歼-20首架原型机2011号，在机头下方多出了一个前两架验证机没有的土豪金色多边形小凸台。全世界的战斗机中只有F-35在同一个位置有类似的装置，只是歼-20的凸出得更高一些，前缘更尖锐，F-35的长度更大更趋扁平。
歼-20这个设备是什么从没有公开过，而F-35上的则是它的独门秘籍之一：光电瞄准系统 - EOTS (Electro-optical target system）。
这个半埋式的小盒子由七片菱形的镀膜蓝宝石玻璃组成，里面集成了红外焦平面阵列探测器、可见光摄像机、激光测距仪、激光光斑跟踪器、激光指示器等多种探测指示设备。EOTS采用了先进的“共光路”设计，红外、电视、激光通道共用主镜和主光路，光窗孔径大、体积紧凑、隐身性能好。
我在Abbotsford航展上拍摄的F-35 EOST特写，共用光路只使用了两片独立三轴稳定的透镜。
在细品F-35A这篇文章里，我曾经介绍过F-35的EOTS。它同时具备对地前视红外成像、对空红外搜索和跟踪、地形跟踪导航和激光瞄准指示等多种功能。在三代机上要实现这些功能，需要分别配备红外搜索跟踪探头、前视红外成像吊舱和目标指示瞄准吊舱等不同专用设备，占用宝贵的风挡前空间或是机腹、机翼挂架，不仅增加外挂阻力和重量，而且增大雷达反射面积。F-35的EOTS全部集成到了机体内，只露出这么一个小凸台。
EOTS以对地光电火控功能为主。机载雷达远距离初步确认目标后，将坐标交给EOTS进行探测、识别、跟踪、测距测角、瞄准锁定、激光指示，对地攻击能力强大，作用距离远达160公里。
BBC节目中显示一架F-35在90.9公里外用EOTS瞄准拉斯维加斯米高梅大酒店的视频截图，清晰度令人瞠目。
但是EOTS并非不能对空，它具有远距离窄视场对空红外探测能力，可以执行远距离导弹告警、离轴发射红外制导导弹目标指示等有限的对空任务。
那么中国有没有类似的设备呢？有！2015年中国军民融合技术装备北京博览会上曾经展出过一台中陆航星研制的EOTS-86机载内埋式光电搜索瞄准系统。
板上介绍：适装于歼-20、歼-31、SU-27系列、T-50、苏34、轰6K、图-160等机型；含远红外搜索、中红外跟踪、激光测照等多种探测模式；可以在雷达关机的情况下以空-空、空-面模式搜索和跟踪目标，准确指示目标位置。可与红外全景搜索系统、机载火控雷达配合使用，对它们搜索到的目标进行精确跟踪、定位及瞄准，引导机载武器系统攻击目标。可与头盔瞄准具联动工作。对F-22发现距离110公里！对B-2发现距离150公里！！重量48公斤，寿命10000小时（20年）。
看上去和F-35 EOTS的描述很像是吧，甚至有过之而无不及，对空性能似乎更强大，而且重量比EOTS的90公斤轻了近一半，这实在是强得有点令人难以置信。
传言歼-31将会装备EOTS-86，2016年珠海航展上展出的歼-31 2.0模型上就有那个玻璃护罩，但2017年初实机首飞时并未见装机，是否会装还是未知数，因为歼-31整个项目本身都还有很多不确定性。
很多人看到歼-20下巴上出现“中国版EOTS”，都惊异地认为歼-20原来是F-15E这样的双重任务战斗机，将具有强大的对地攻击能力。西方军事观察家很早就根据它的庞大体型和EOTS窗口分析歼-20是架远程攻击机。那么歼-20上装备的是F-35这样以对地功能为主的EOTS吗？我认为不是。
首先，需求决定设计。F-35在美国空军的作战体系里是F-16这类对地攻击为主、空战为辅的角色，它的定位是不适于歼-20的。歼-20是我国第一种服役的四代战斗机，它的首要任务必然就是空战，在隐身时代和F-22争夺空中优势，夺取预设战场的制空权，同时打击预警机、加油机等其它重要节点。踹门后猛扔导弹炸弹之类粗活自有歼-16它们干。
如果歼-20不需要担负主要的对地攻击任务，也就完全没必要安装突出与机体外，多少会破坏隐身性能的对地EOTS系统。只有得到的效益远远超过对隐身和气动的破坏，它的配备才是有意义的。F-22就只有有限的对地攻角能力，没有配备任何主流的光电观瞄设备，不能使用激光制导炸弹，只能投掷GPS制导的JDAM和SDB。
其次，歼-20上的玻璃护罩虽然外形和F-35的非常像，但是通过对不同角度、不同反光条件下照片的分析，可以看出它的后部是不透明的，玻璃只镶嵌在朝前的两面以及侧面的一小半，底部面积非常小，和F-35 EOTS的大平底完全不同，从对地观测的角度来说是很不利的。有几架歼-20上整个罩子都是不透明的（下图左侧两张），似乎只是一个外壳模型，可能是用于测试气动性能，而尚未安装实际探测设备。
下图是歼-20和F-35 EOTS视野范围的对比，前方一样，F-35在后方的角度则大了很多。在投掷激光炸弹后，激光指示器需持续照射目标直至炸弹命中，这期间载机需要进行机动，尽快反向脱离目标区，所以激光指示器必须拥有后半球全向照射的能力；这也说明歼-20暂时没有激光照射能力。
从这些细节可以推定，这个前向透明的光学整流罩里安装的应该是对空为主的
前视红外搜索跟踪设备，也就是一种隐身修型后的先进IRST。当然也不是说这个设备就绝对不用于对地，地形跟踪导航、前视红外探测这些功能还是可以整合进去的，关键都在于相关软件的开发。将来如果需要激光照射能力，把这个罩子换成全透明的也不是什么难事。
把IRST从苏-27、台风、歼-10B/C机头上方风挡前的位置移到机头下方，一来可以解放飞行员的前向视野、二来在机头下方有充足的空间，可以把它的光学孔径尽可能地扩大，提高探测精度和距离。
有人会反对说IRST放到机鼻底下还怎么扫描上方的天空。这还真的不用太担心。F-14机鼻下的IRST和TCS组件就是纯粹对空用的，甚至F-22都曾经有计划在同一位置安装AIRST系统。
在80年代，早期型苏-27上简陋的IRST迎头发现目标的距离只有短短的10公里左右，必须安装在风挡前才能得到最佳视场。而如今的IRST作用距离超过150公里，用于远程探测而不是近距离格斗。在这个距离上目标都位于地平线附近，俯仰角很小，放在机头下方不会有什么影响。
那么歼-20会不会安装空、地兼备的EOTS-86呢，可能性同样非常低。首先上面的对比图也可以看出来EOTS-86的外形和F-35的EOTS几乎一样，也可以说就是山寨的，底部玻璃面积很大，后侧两个面也全都是透明的玻璃，和歼-20上的窗口相差较大。
其次中陆航星是家民营高科技企业，很难想象歼-20这样的大国重器会把核心探测设备交给体制外的民营企业去做，而不给洛阳电光设备研究所这样的国家队。
歼-31用它还有可能，因为歼-31本身到目前为止还是中航自筹资金研发的，没在空军落户，为了项目生存、开拓海外市场，在上面加装一些概念性的东西锦上添花都是可能的；中陆航星也有同样的目的，在宣传上把歼-31、歼-20这样的明星拉上壮一壮声势，稍微夸大一下性能也都是市场行为。
歼-20就不一样了，是国家军队建设的天字号工程，所有的功能、设备、供应商都有最严格的要求。它的IRST只会选用目前国内最先进的技术、体制内最强的科研院所来承担设计生产任务，而且性能参数绝对不会拿到博览会上大肆张扬。
最近的新闻报道中国电科11所成功研制出短波和中波单片2.7K×2.7K红外焦平面探测器，目前世界只有中美两国能够制造如此大尺寸的红外探测装置。歼-20配备这样水准的IRST，一大用途就是反隐身。
F-22的隐身效果完全是针对特定雷达波段设计的，红外隐身效果非常有限。以它强大到变态的F-119发动机尾焰和1.6马赫超音速巡航产生的机体摩擦热量，在高性能红外探测器面前就像是一只夜空中的火把。
歼-20可以用IRST远程探测发现F-22的红外痕迹，引导有源相控阵雷达进行窄视场精确扫描跟踪，然后发射主动雷达制导导弹进行攻击。IRST完全是被动设备，F-22无法探测到，而F-22又没有类似光电设备进行对抗，这将是非常有意思的一场猫抓老鼠的游戏。
当然我们也不能盲目自大，老牌帝国主义还是很强大的。我们的航电系统可能落后美国的主要会是在软件和稳定性方面，一些子系统，例如EOTS独立稳定平台的稳定精度，也还有不小的差距。
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