綜合航電系統(tǒng)試飛方案探究

凌寧

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(jī)提供了大型高效的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，也為交聯(lián)系統(tǒng)提供了運(yùn)算存儲(chǔ)設(shè)備。本文介紹了綜合航電系統(tǒng)為了驗(yàn)證其符合FAR 25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)

中圖分類號(hào)：V212 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2012）10（a）-0151-01

綜合航電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念起源于20世紀(jì)90年代，美國(guó)洛克希德馬丁公司和法國(guó)達(dá)索公司為了發(fā)展新型第四代戰(zhàn)機(jī)，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(jī)中得到了應(yīng)用。綜合航電系統(tǒng)作為航電系統(tǒng)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，2000年以后在波音787，空客A380、A350和國(guó)產(chǎn)大型客機(jī)上得到了廣泛的應(yīng)用怎么樣才能驗(yàn)證綜合航電系統(tǒng)符合FAA試航要求成為了大型客機(jī)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(gè)航電系統(tǒng)的核心，是一個(gè)共享硬件和軟件資源的通用處理平臺(tái)。它主要可以為各航電子系統(tǒng)和與之交聯(lián)的飛機(jī)系統(tǒng)提供集成計(jì)算處理能力、網(wǎng)絡(luò)通信能力和遠(yuǎn)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(chǔ)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(yuǎn)程數(shù)據(jù)接口單元實(shí)現(xiàn)航電各系統(tǒng)和飛機(jī)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(jì)規(guī)范及驗(yàn)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?hào)復(fù)雜，對(duì)于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、集成和驗(yàn)證應(yīng)符合AC 20-170，對(duì)于綜合模塊化航電（IMA）系統(tǒng)的開發(fā)、驗(yàn)證、集成和批準(zhǔn)的指南應(yīng)滿足RTCA DO-297對(duì)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FAR 25.1301（a），F(xiàn)AR 25.1309（a），F(xiàn)AR 25.1431（c） （d）這四個(gè)基本條款。

3試驗(yàn)方案

適航取證試驗(yàn)一共分三個(gè)步驟，1.系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證試驗(yàn)；2.機(jī)上地功能試驗(yàn)；3.飛行試驗(yàn)。

（1）系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證試驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)主要是為了證明系統(tǒng)達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期的要求和目標(biāo)，并且符合適航條款的要求。試驗(yàn)室驗(yàn)證試驗(yàn)必須建立一個(gè)綜合航電系統(tǒng)的試驗(yàn)平臺(tái)，所有的平臺(tái)組件都與實(shí)際安裝在飛機(jī)上的組件，軟件＼硬件的構(gòu)型達(dá)到適航要求。

由于綜合航電系統(tǒng)為全機(jī)的交聯(lián)設(shè)備提供了一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)和集中運(yùn)算的功能，所以在整個(gè)實(shí)驗(yàn)室里對(duì)綜合航電系統(tǒng)的試驗(yàn)，就不單單對(duì)這一單一系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，而是要結(jié)合所交聯(lián)的各個(gè)系統(tǒng)一起。

當(dāng)完成了相關(guān)的準(zhǔn)備工作，試驗(yàn)室里對(duì)綜合航電系統(tǒng)平臺(tái)的試驗(yàn)就可以完全展開。試驗(yàn)的方法主要依據(jù)DO 297（Test4）：

在試驗(yàn)室中測(cè)試的結(jié)果，預(yù)測(cè)在地面和飛行試驗(yàn)中的結(jié)果；驗(yàn)證IMA系統(tǒng)的資源配置，健康管理，故障恢復(fù)的能力；評(píng)估當(dāng)異常情況發(fā)生時(shí)，綜合航電系統(tǒng)的反應(yīng)；評(píng)估一個(gè)或多個(gè)模塊失效對(duì)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(qiáng)度輻射場(chǎng)（HIRF）試驗(yàn)；逐一對(duì)各與綜合航電系統(tǒng)交聯(lián)的系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。

對(duì)各系統(tǒng)和綜合航電系統(tǒng)的單獨(dú)測(cè)試，工作量巨大，也最復(fù)雜。只有通過每個(gè)系統(tǒng)的單獨(dú)測(cè)試，才能在實(shí)驗(yàn)室表明綜合航電系統(tǒng)達(dá)到了設(shè)計(jì)的功能和指標(biāo)。完成了實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，綜合航電系統(tǒng)就可以安裝在飛機(jī)上進(jìn)行機(jī)上地面功能試驗(yàn)。

（2）機(jī)上地面功能試驗(yàn)

機(jī)上地面試驗(yàn)主要分兩個(gè)部分，1.系統(tǒng)安裝及調(diào)試試驗(yàn)；2.系統(tǒng)適航審定符合性驗(yàn)證試驗(yàn)。

系統(tǒng)安裝及調(diào)試試驗(yàn)，主要是將經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室調(diào)試的系統(tǒng)設(shè)備安裝到飛機(jī)上，由于改變了試驗(yàn)環(huán)境，所以安裝后需要調(diào)試才能達(dá)到系統(tǒng)功能正常工作。其步驟與實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)a-g相同。

系統(tǒng)適航航審定符合性驗(yàn)證試驗(yàn)的主要目的是在地面完成將要在飛行試驗(yàn)中的所要驗(yàn)證的各項(xiàng)適航條款的試驗(yàn)，為將要進(jìn)行的飛行試驗(yàn)準(zhǔn)備。

FAR 25.1301a（4），在安裝后要系統(tǒng)功能正常。FAR 25.1309a，系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須保證在各種可預(yù)期的運(yùn)行條件下系統(tǒng)能完成預(yù)定功能。FAR 25.1431c，設(shè)備在工作的同時(shí)不受也不對(duì)周圍的系統(tǒng)產(chǎn)生影響。FAR 25.1431d，電子設(shè)備的設(shè)計(jì)和安裝不產(chǎn)生重要負(fù)載。

從上面對(duì)個(gè)條適航條款的驗(yàn)證可以看出，飛機(jī)地面試驗(yàn)的主要方法是與交聯(lián)系統(tǒng)一起，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)，測(cè)試綜合航電系統(tǒng)的可靠性，安全性和準(zhǔn)確性。

（3）飛行試驗(yàn)

綜合航電系統(tǒng)的飛行試驗(yàn)主要包括，研發(fā)試飛和合格審定試飛兩個(gè)部分。

研發(fā)試飛試驗(yàn)的主要目的是驗(yàn)證綜合航電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的各項(xiàng)功能、測(cè)試系統(tǒng)的技術(shù)性能指標(biāo)、調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)、發(fā)現(xiàn)排除系統(tǒng)設(shè)計(jì)制造上的故障和缺陷，校正使用維護(hù)手冊(cè)。由于綜合航電系統(tǒng)的特殊性，在飛行試驗(yàn)中無法單獨(dú)安排試飛科目，所以筆者認(rèn)為，對(duì)于綜合航電系統(tǒng)的試飛需要結(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(gè)系統(tǒng)試飛中，加入一個(gè)驗(yàn)證科目，專門針對(duì)測(cè)試綜合航電系統(tǒng)功能的驗(yàn)證。在研發(fā)試飛中，通過綜合航電系統(tǒng)對(duì)各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸和計(jì)算功能的支持，來驗(yàn)證綜合航電系統(tǒng)達(dá)到了設(shè)計(jì)的功能和指標(biāo)，并且初步表明符合性驗(yàn)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(yàn)是為了驗(yàn)證綜合航電系統(tǒng)對(duì)FAR 25部相關(guān)適航條款的符合性，為飛機(jī)取得型號(hào)合格證提供依據(jù)。適航驗(yàn)證試飛階段從適航驗(yàn)證試飛開始到申請(qǐng)方取到飛機(jī)適航試飛項(xiàng)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(duì)FAR 25.1301（a），F(xiàn)AR 25.1309（a），F(xiàn)AR 25.1431（c）（d）這四個(gè)條款對(duì)綜合航電系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證。合格審定驗(yàn)證方法，結(jié)合交聯(lián)各個(gè)系統(tǒng)在合格審定試飛中進(jìn)行驗(yàn)證，同樣是在各交聯(lián)系統(tǒng)中增加綜合航電系統(tǒng)的測(cè)試項(xiàng)，每個(gè)試驗(yàn)架次，都對(duì)綜合航電系統(tǒng)進(jìn)行合格審定驗(yàn)證。綜合航電系統(tǒng)驗(yàn)證的結(jié)果應(yīng)達(dá)到FAR 25部的條款要求，能為各的系統(tǒng)提供可靠、準(zhǔn)確、安全的傳輸網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算功能，即達(dá)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(yàn)證時(shí)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(shì)，其試飛方法成為了制造商關(guān)注的焦點(diǎn)。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(jī)的研發(fā)試飛和合格審定試飛的參考。

參考文獻(xiàn)

[1]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(jī)設(shè)計(jì)與研究，2009（S1）.

[2]J.Lewis，L.Rierson.Certification Concerns with Integrated Modular Avionics （IMA） Projects.22nd Digital Avionics Systems Conference （DASC），October 2003.