試飛測(cè)試校準(zhǔn)技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)

劉建輝　周強(qiáng)　龔川森　杜小陽

摘 要：最近幾年，伴隨科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)發(fā)展，尤其尖端國(guó)防技術(shù)飛躍式發(fā)展，無論軍工亦或運(yùn)輸?shù)确矫妫w行測(cè)試校準(zhǔn)相關(guān)技術(shù)都已經(jīng)變成國(guó)外試飛發(fā)展最前沿技術(shù)。測(cè)試校準(zhǔn)旨在經(jīng)傳感器，采集器與記錄器等對(duì)儀器構(gòu)成測(cè)量鏈路做綜合校準(zhǔn)工作，獲得特定條件下帶有可信度測(cè)試儀器輸出出入特征，作為飛機(jī)飛行試驗(yàn)相關(guān)數(shù)據(jù)處理標(biāo)準(zhǔn)。所以，為了確保獲得參數(shù)數(shù)據(jù)可靠準(zhǔn)確，需要對(duì)飛行試驗(yàn)測(cè)試設(shè)備予以校準(zhǔn)，滿足相應(yīng)條件與要求后，方能裝機(jī)使用。接下來，文章著重對(duì)飛行測(cè)試校準(zhǔn)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行概述并對(duì)其未來發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行展望，希望可以為相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展盡自己一份綿薄之力。

關(guān)鍵詞：試飛測(cè)試；校準(zhǔn)技術(shù)；發(fā)展趨勢(shì)

前言

通常所說的飛行試驗(yàn)指的是基于試飛環(huán)境下所做各類試驗(yàn)，而飛行測(cè)試校準(zhǔn)相關(guān)技術(shù)為測(cè)量被測(cè)對(duì)象相關(guān)參量，把參量信息予以變換、收集、保存、傳遞、處理、校準(zhǔn)與顯示相關(guān)技術(shù)，為飛行試驗(yàn)主要技術(shù)支撐，也為對(duì)技術(shù)水平進(jìn)行衡量重要參考指標(biāo)。飛行測(cè)試校準(zhǔn)系統(tǒng)為相關(guān)測(cè)驗(yàn)校準(zhǔn)技術(shù)整體反映，從測(cè)試校準(zhǔn)技術(shù)不斷進(jìn)步能夠看出測(cè)試校準(zhǔn)系統(tǒng)也是在不斷發(fā)展的。最近幾年伴隨通信網(wǎng)絡(luò)，民用測(cè)試校準(zhǔn)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)飛躍式發(fā)展，還有飛行試驗(yàn)對(duì)于測(cè)試需要逐漸增長(zhǎng)，飛行測(cè)試校準(zhǔn)相關(guān)技術(shù)發(fā)展速度可謂驚人。而且可以預(yù)見未來飛行試驗(yàn)當(dāng)中，飛行測(cè)試校準(zhǔn)會(huì)逐漸趨于主導(dǎo)，是保障我國(guó)當(dāng)代空中運(yùn)輸，作戰(zhàn)等系統(tǒng)飛行試驗(yàn)順利開展，評(píng)測(cè)與證實(shí)實(shí)際性能參照標(biāo)準(zhǔn)有力措施。

1 飛行測(cè)試校準(zhǔn)目標(biāo)

飛行試驗(yàn)為對(duì)飛機(jī)各類作戰(zhàn)技術(shù)予以驗(yàn)證與評(píng)估相關(guān)過程，飛行試驗(yàn)旨在對(duì)理論予以驗(yàn)證并同地面實(shí)驗(yàn)結(jié)果做比較，對(duì)飛機(jī)使用性能，適航與設(shè)計(jì)指標(biāo)等進(jìn)行鑒定。飛機(jī)設(shè)計(jì)指標(biāo)均為局部模擬與理論研究基礎(chǔ)上確定，所以需要經(jīng)飛行試驗(yàn)予以驗(yàn)證。經(jīng)過裝置于飛機(jī)上實(shí)驗(yàn)儀器與相關(guān)實(shí)驗(yàn)技術(shù)共同協(xié)作，在被測(cè)對(duì)象上采集大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并對(duì)其予以研究分析，最終成功對(duì)飛機(jī)進(jìn)行鑒定。精準(zhǔn)可靠測(cè)量飛機(jī)各類參數(shù)為飛行試驗(yàn)研究之根本，而各類參數(shù)測(cè)量需要伴隨測(cè)試設(shè)備輔助下完成[1]。校準(zhǔn)研究存在輸出輸入關(guān)系，飛行測(cè)試校準(zhǔn)指的是基于特定條件，為保障相關(guān)系統(tǒng)與儀器設(shè)備顯示量值與標(biāo)的物量值和相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)存在量值間關(guān)系操作過程。飛行測(cè)試校準(zhǔn)對(duì)于飛行試驗(yàn)占據(jù)著量值傳遞重要位置，通常被視作飛行測(cè)試主要技術(shù)支撐，同測(cè)試對(duì)象設(shè)計(jì)值和技術(shù)指標(biāo)接近程度存在直接關(guān)系。所以，飛行測(cè)試校準(zhǔn)為一類系統(tǒng)龐雜工程，現(xiàn)如今飛行測(cè)試校準(zhǔn)有如下工作步驟需要完成：

首先，在傳感器的靜態(tài)精度方面[2]。對(duì)飛行試驗(yàn)傳感器做靜態(tài)校準(zhǔn)指的是基于規(guī)定實(shí)驗(yàn)條件基礎(chǔ)上，為傳感器配以標(biāo)準(zhǔn)輸出量，對(duì)它相應(yīng)輸出量予以測(cè)量，得出傳感器遲滯，重復(fù)性，非線性與零位輸出等靜態(tài)參考標(biāo)準(zhǔn)。有的時(shí)候還需要做超量程實(shí)驗(yàn)，也就是在校準(zhǔn)的時(shí)候，把傳感器輸入超出量程范圍傳感器百分之十五至二十，確定量程超出前提下校準(zhǔn)特征，最終得到傳感器精度研究報(bào)告。遵照標(biāo)準(zhǔn)為《試飛測(cè)試儀器校準(zhǔn)要求》，其中包含溫度、角速度等十三種飛行試驗(yàn)參數(shù)。其次，以傳感器的工作機(jī)理作為依據(jù)，對(duì)相關(guān)校準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行研究與制定。主要參照不同傳感器敏感機(jī)制，對(duì)相關(guān)校準(zhǔn)方法進(jìn)行研究，并制定相關(guān)軍用指標(biāo)。對(duì)溫度的傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)的時(shí)候，無需把裝置放于實(shí)際溫度中，而是參照裝置溫度電阻特征結(jié)合精準(zhǔn)電阻箱予以代替，并同采集器聯(lián)校。再次，測(cè)試系統(tǒng)內(nèi)傳感器選型與配套。主要參照不同飛行課題，選擇符合安裝形式，測(cè)量范疇與課題精準(zhǔn)度傳感器。振動(dòng)科目在進(jìn)行飛行測(cè)試時(shí)，應(yīng)當(dāng)參照不同振動(dòng)類別，比如像環(huán)境振動(dòng)與顫震等不同種類，對(duì)不同信號(hào)調(diào)節(jié)與傳感器進(jìn)行選取，不然將可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)失真等嚴(yán)重后果。

2 飛行測(cè)試校準(zhǔn)相關(guān)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

首先，靜態(tài)校準(zhǔn)逐漸趨于動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)方向?，F(xiàn)如今用來飛行試驗(yàn)對(duì)參數(shù)進(jìn)行測(cè)試的校準(zhǔn)設(shè)備，主要包含各類力校準(zhǔn)儀器，壓力校準(zhǔn)儀器，速率轉(zhuǎn)臺(tái)與雙軸轉(zhuǎn)臺(tái)等，主要都是將變化緩慢靜態(tài)信號(hào)作為主體靜態(tài)校準(zhǔn)形式。但是伴隨飛行領(lǐng)域不斷發(fā)展進(jìn)步，飛機(jī)機(jī)動(dòng)性能逐漸拓展，對(duì)動(dòng)態(tài)性而且變動(dòng)很快參數(shù)進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候，單純還是采取以往靜態(tài)指標(biāo)那么就達(dá)不到實(shí)際所需，這時(shí)候動(dòng)態(tài)指標(biāo)同樣重要[3]。所以，校準(zhǔn)時(shí)對(duì)于動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)需求越發(fā)增多。其次，網(wǎng)絡(luò)化為測(cè)試校準(zhǔn)相關(guān)技術(shù)發(fā)展形勢(shì)所趨。飛行測(cè)試校準(zhǔn)系統(tǒng)主要構(gòu)成遙測(cè)數(shù)據(jù)，試飛數(shù)據(jù)以及事后數(shù)據(jù)的處理系統(tǒng)，現(xiàn)如今已經(jīng)逐步呈現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化態(tài)勢(shì)，這很大程度上提升飛行測(cè)試數(shù)據(jù)處理效率與能力，并極盡可能縮短試飛數(shù)據(jù)的處理期限。而目前機(jī)載測(cè)試校準(zhǔn)系統(tǒng)體系構(gòu)造，也正是由總線分布過渡到網(wǎng)絡(luò)分布形式。網(wǎng)絡(luò)化機(jī)載飛行測(cè)試校準(zhǔn)系統(tǒng)，已經(jīng)打破總線型結(jié)構(gòu)速率僵局，不單在性能與功能等方面滿足試飛對(duì)于機(jī)載測(cè)試更高追求，而且拓展空間大，配置機(jī)動(dòng)靈活。并且目前記錄器與采集器等網(wǎng)絡(luò)接口也層出不窮出現(xiàn)，更加推動(dòng)飛行測(cè)試校準(zhǔn)相關(guān)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)程的腳步。網(wǎng)絡(luò)化機(jī)載飛行測(cè)試校準(zhǔn)系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)外眾多大中型運(yùn)輸機(jī)的試飛領(lǐng)域獲得優(yōu)越成績(jī)，并且系統(tǒng)研發(fā)成本也得以大幅減少。除此以外，機(jī)載測(cè)試校準(zhǔn)數(shù)據(jù)遙測(cè)傳遞，也有向網(wǎng)絡(luò)化蔓延態(tài)勢(shì)，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在國(guó)內(nèi)外飛行測(cè)試校準(zhǔn)等相關(guān)領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用，有望逐漸取代傳統(tǒng)IRIG106遙測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。在此基礎(chǔ)上我國(guó)充分結(jié)合先進(jìn)傳感器、計(jì)算機(jī)與電子技術(shù)等，注重投入研發(fā)新型高效能機(jī)載型傳感器與校準(zhǔn)儀器，漸漸脫離向外國(guó)進(jìn)口儀器設(shè)備僵局。

再次，新型智能化、陣列化傳感器研發(fā)。陣列化裝置在很多新技術(shù)開發(fā)應(yīng)用中都有所涉及，同類傳感器陣列化，能夠有效憑借余度技術(shù)將測(cè)量可靠性提升上去，由數(shù)量邏輯平均對(duì)測(cè)量結(jié)果穩(wěn)定性予以提升，最終確保測(cè)量結(jié)果的可靠性與穩(wěn)定性。不同種類傳感器按陣列方式排列，并不單純局限于測(cè)量工作，而是想要得到功能強(qiáng)大控制單元。其四，在誤差分析方面的研究。伴隨飛機(jī)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)逐漸提升以及實(shí)驗(yàn)技術(shù)快速發(fā)展，飛行試驗(yàn)當(dāng)中要被測(cè)量參數(shù)數(shù)量漸漸上漲，對(duì)于參數(shù)測(cè)量準(zhǔn)確可靠性要求也相應(yīng)提升[4]。所以，對(duì)于機(jī)載型傳感器的誤差要求也越發(fā)苛刻，因?yàn)樗瑴y(cè)試參數(shù)可靠性是存在直接關(guān)系的。因此，對(duì)于機(jī)載型傳感器相關(guān)誤差進(jìn)行分析與研究可以稱得上是測(cè)試校準(zhǔn)取得可持續(xù)發(fā)展核心所在。其中性能、安裝以及校準(zhǔn)等各個(gè)環(huán)節(jié)都可能存在誤差，而這也就需要相關(guān)人員對(duì)其抓緊研究并做到對(duì)癥下藥。

3 結(jié)束語

綜上所述，經(jīng)對(duì)飛行測(cè)試校準(zhǔn)相關(guān)技術(shù)歸納總結(jié)以及展望，不難看出該技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀以及未來趨勢(shì)。最近幾年時(shí)間，我們國(guó)家飛行測(cè)試相關(guān)技術(shù)取得前所未有發(fā)展空間，甚至已同國(guó)際接軌，但是不得不承認(rèn)的是某些方面仍然會(huì)有一些欠缺。這就需要相關(guān)工作人員在未來系統(tǒng)建設(shè)與技術(shù)研究方面，將飛行測(cè)試校準(zhǔn)相關(guān)技術(shù)未來發(fā)展趨勢(shì)視作準(zhǔn)繩，同系統(tǒng)開發(fā)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)技術(shù)積極借鑒，取人之長(zhǎng)補(bǔ)已之短，與時(shí)俱進(jìn)積極靈活，盡自己所能為我們國(guó)家相關(guān)領(lǐng)域譜寫新的篇章而努力奮斗。

參考文獻(xiàn)

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