綜合航電系統(tǒng)試飛方案探究

1、綜合航電系統(tǒng)試飛方案探究摘要：作為航電系統(tǒng)的發(fā)展方向，綜合航電系統(tǒng)為全機提供了大型高效的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)平臺，也為交聯(lián)系統(tǒng)提供了運算存儲設(shè)備。本文介紹了綜合航電系統(tǒng)為了驗證其符合FAR25部相關(guān)條款，而提出的試飛方案。關(guān)鍵詞：航電試飛綜合航電系統(tǒng)綜合航電系統(tǒng)的設(shè)計理念起源于20世紀90年代，美國洛克希德馬丁公司和法國達索公司為了發(fā)展新型第四代戰(zhàn)機，創(chuàng)新的提出了綜合航電系統(tǒng)的概念，并在F22、F35和陣風(fēng)戰(zhàn)斗機中得到了應(yīng)用。綜合航電系統(tǒng)作為航電系統(tǒng)的一個發(fā)展趨勢，2000年以后在波音787,空客A380、A350和國產(chǎn)大型客機上得到了廣泛的應(yīng)用怎么樣才能驗證綜合航電系統(tǒng)符合FAA試航要求成為了大型客

2、機制造商新的研究課題。1綜合航電系統(tǒng)綜合航電系統(tǒng)作為整個航電系統(tǒng)的核心，是一個共享硬件和軟件資源的通用處理平臺。它主要可以為各航電子系統(tǒng)和與之交聯(lián)的飛機系統(tǒng)提供集成計算處理能力、網(wǎng)絡(luò)通信能力和遠程數(shù)據(jù)接口能力1。綜合航電系統(tǒng)由航電核心處理資源和航電數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)兩部分組成。航電核心處理系統(tǒng)是以航電核心處理資源中的通用處理模塊作為數(shù)據(jù)處理和存儲的中心，通過航電數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換組件和遠程數(shù)據(jù)接口單元實現(xiàn)航電各系統(tǒng)和飛機其它系統(tǒng)的集成交聯(lián)和數(shù)據(jù)傳輸轉(zhuǎn)換。2設(shè)計規(guī)范及驗證條款由于綜合航電系統(tǒng)交聯(lián)的系統(tǒng)眾多，傳輸?shù)男盘枏?fù)雜，對于系統(tǒng)的設(shè)計、集成和驗證應(yīng)符合AC20-170,對于綜合模塊化航電(IMA)系統(tǒng)

3、的開發(fā)、驗證、集成和批準的指南應(yīng)滿足RTCADO-297對IMA系統(tǒng)的開發(fā)流程的要求2。綜合航電系統(tǒng)的適航取證必須滿足FAR25.1301(a),FAR25.1309(a)，F(xiàn)AR25.1431(c)(d)這四個基本條款。3試驗方案適航取證試驗一共分三個步驟，1.系統(tǒng)實驗室驗證試驗；2.機上地功能試驗；3.飛行試驗。系統(tǒng)實驗室驗證試驗實驗室試驗主要是為了證明系統(tǒng)達到設(shè)計預(yù)期的要求和目標，并且符合適航條款的要求。試驗室驗證試驗必須建立一個綜合航電系統(tǒng)的試驗平臺，所有的平臺組件都與實際安裝在飛機上的組件，軟件硬件的構(gòu)型達到適航要求。由于綜合航電系統(tǒng)為全機的交聯(lián)設(shè)備提供了一個數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)和集中運算

4、的功能，所以在整個實驗室里對綜合航電系統(tǒng)的試驗，就不單單對這一單一系統(tǒng)進行測試，而是要結(jié)合所交聯(lián)的各個系統(tǒng)起。當(dāng)完成了相關(guān)的準備工作，試驗室里對綜合航電系統(tǒng)平臺的試驗就可以完全展開。試驗的方法主要依據(jù)DO297（Test4）:在試驗室中測試的結(jié)果，預(yù)測在地面和飛行試驗中的結(jié)果；驗證IMA系統(tǒng)的資源配置，健康管理，故障恢復(fù)的能力；評估當(dāng)異常情況發(fā)生時，綜合航電系統(tǒng)的反應(yīng)；評估一個或多個模塊失效對周圍模塊的影響；解決多功能失效或是異常操作情況下的人為因素問題；高強度輻射場（HIRF）試驗；逐一對各與綜合航電系統(tǒng)交聯(lián)的系統(tǒng)進行測試。對各系統(tǒng)和綜合航電系統(tǒng)的單獨測試，工作量巨大，也最復(fù)雜。只有通過每個

5、系統(tǒng)的單獨測試，才能在實驗室表明綜合航電系統(tǒng)達到了設(shè)計的功能和指標。完成了實驗室試驗，綜合航電系統(tǒng)就可以安裝在飛機上進行機上地面功能試驗。（2）機上地面功能試驗機上地面試驗主要分兩個部分，1系統(tǒng)安裝及調(diào)試試驗；2系統(tǒng)適航審定符合性驗證試驗。系統(tǒng)安裝及調(diào)試試驗，主要是將經(jīng)過實驗室調(diào)試的系統(tǒng)設(shè)備安裝到飛機上，由于改變了試驗環(huán)境，所以安裝后需要調(diào)試才能達到系統(tǒng)系統(tǒng)適航航審定符合性驗證試驗的主要目的是在地面完成將要在飛行試驗中的所要驗證的各項適航條款的試驗，為將要進行的飛行試驗準備。FAR25.1301a(4),在安裝后要系統(tǒng)功能正常。FAR25.1309a,系統(tǒng)設(shè)計必須保證在各種可預(yù)期的運行條件下系

6、統(tǒng)能完成預(yù)定功能。FAR25.1431c,設(shè)備在工作的同時不受也不對周圍的系統(tǒng)產(chǎn)生影響。FAR25.1431d,電子設(shè)備的設(shè)計和安裝不產(chǎn)生重要負載。從上面對個條適航條款的驗證可以看出，飛機地面試驗的主要方法是與交聯(lián)系統(tǒng)一起，經(jīng)過長時間的運轉(zhuǎn)，測試綜合航電系統(tǒng)的可靠性，安全性和準確性。飛行試驗綜合航電系統(tǒng)的飛行試驗主要包括，研發(fā)試飛和合格審定試飛兩個部分。研發(fā)試飛試驗的主要目的是驗證綜合航電系統(tǒng)設(shè)計的各項功能、測試系統(tǒng)的技術(shù)性能指標、調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)、發(fā)現(xiàn)排除系統(tǒng)設(shè)計制造上的故障和缺陷，校正使用維護手冊。由于綜合航電系統(tǒng)的特殊性，在飛行試驗中無法單獨安排試飛科目，所以筆者認為，對于綜合航電系統(tǒng)的試飛

7、需要結(jié)合其它科目一并經(jīng)行。這就需要在與綜合航電系統(tǒng)交聯(lián)的各個系統(tǒng)試飛中，加入一個驗證科目，專門針對測試綜合航電系統(tǒng)功能的驗證。在研發(fā)試飛中，通過綜合航電系統(tǒng)對各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸和計算功能的支持，來驗證綜合航電系統(tǒng)達到了設(shè)計的功能和指標，并且初步表明符合性驗證綜合航電系統(tǒng)符合適航條款的要求。合格審定試飛綜合航電系統(tǒng)合格審定試飛試驗是為了驗證綜合航電系統(tǒng)對FAR25部相關(guān)適航條款的符合性，為飛機取得型號合格證提供依據(jù)。適航驗證試飛階段從適航驗證試飛開始到申請方取到飛機適航試飛項目規(guī)定的全部、齊全、有效的試飛數(shù)據(jù)為止。合格審定試飛，將針對FAR25.1301(a),FAR25.1309(a)FAR25

8、.1431(c)(d)這四個條款對綜合航電系統(tǒng)進行驗證。合格審定驗證方法，結(jié)合交聯(lián)各個系統(tǒng)在合格審定試飛中進行驗證，同樣是在各交聯(lián)系統(tǒng)中增加綜合航電系統(tǒng)的測試項，每個試驗架次，都對綜合航電系統(tǒng)進行合格審定驗證。綜合航電系統(tǒng)驗證的結(jié)果應(yīng)達到FAR25部的條款要求，能為各的系統(tǒng)提供可靠、準確、安全的傳輸網(wǎng)絡(luò)和計算功能，即達到了適航當(dāng)局的要求。根據(jù)EASA的審定過程，綜合航電系統(tǒng)的驗證時間必須大于300h,以此表明系統(tǒng)的穩(wěn)定性。4結(jié)語綜合航電系統(tǒng)作為現(xiàn)代航電系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，其試飛方法成為了制造商關(guān)注的焦點。文章結(jié)合了筆者在工作中的研究，總結(jié)出了綜合航電系統(tǒng)的試飛方案，作為大型客機的研發(fā)試飛和合格審定試飛的參考。參考文獻李昕穎，查振羽，崔德剛，等綜合化航電核心處理系統(tǒng)研究J.民用飛機設(shè)計與研究，2009(S1).J丄ewis,