民用飛機(jī)機(jī)載內(nèi)話系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮

上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院綜合航電系統(tǒng)研究部 管瑜琳

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民用飛機(jī)機(jī)載內(nèi)話系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮

上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院綜合航電系統(tǒng)研究部 管瑜琳

【摘要】本文根據(jù)飛機(jī)設(shè)計(jì)流程，說明了機(jī)載內(nèi)話系統(tǒng)設(shè)計(jì)、驗(yàn)證方面需考慮的問題。

【關(guān)鍵詞】民用飛機(jī)；內(nèi)話；需求；設(shè)備

0　引言

民用飛機(jī)內(nèi)話系統(tǒng)是飛機(jī)通信系統(tǒng)的一部分，飛機(jī)通信系統(tǒng)主要分為對外通信和內(nèi)部通信，內(nèi)話系統(tǒng)的主要功能是實(shí)現(xiàn)駕駛員與客艙人員及地勤維護(hù)人員之間的通信，系統(tǒng)架構(gòu)依托于機(jī)載音頻管理設(shè)備設(shè)計(jì)。

1　內(nèi)話系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮

1.1需求考慮

內(nèi)話系統(tǒng)為駕駛員和客艙乘務(wù)員、地面維護(hù)人員通話提供鏈路，是飛機(jī)上的服務(wù)系統(tǒng)，CCAR121部第319條要求安裝，是民用飛機(jī)運(yùn)行必需系統(tǒng)。條款要求安裝客艙內(nèi)話系統(tǒng)和勤務(wù)內(nèi)話系統(tǒng)，客艙內(nèi)話系統(tǒng)供機(jī)組和乘務(wù)員直接通話使用，勤務(wù)內(nèi)話系統(tǒng)供地勤人員與駕駛艙通話使用。

1.2可靠性、安全性、維修性考慮

機(jī)載設(shè)備為滿足飛機(jī)的可靠性總要求，應(yīng)滿足飛機(jī)的簽派可靠性設(shè)計(jì)指標(biāo)、滿足平均故障間隔的設(shè)計(jì)指標(biāo)，最大可能無重大潛在故障，能保證本系統(tǒng)在飛機(jī)預(yù)期的各種可能情況下安全運(yùn)行，并且需要考慮本系統(tǒng)的運(yùn)行對其他飛機(jī)系統(tǒng)的影響，不能影響其他系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循條款規(guī)定的安全性準(zhǔn)則?？团搩?nèi)話系統(tǒng)失效影響客艙乘務(wù)員與駕駛艙機(jī)組之間的正常通信，增加機(jī)組的工作負(fù)擔(dān)，需采用規(guī)定的應(yīng)急程序進(jìn)行該部分工作；勤務(wù)內(nèi)話在飛機(jī)飛行過程中不使用，因此內(nèi)話系統(tǒng)失效不會(huì)明顯降低飛機(jī)安全，輕微增加機(jī)組負(fù)擔(dān)，危害級(jí)別較小的。

內(nèi)話系統(tǒng)設(shè)計(jì)也需考慮維修性要求，機(jī)載設(shè)備不應(yīng)含有任何在可能的操作、維護(hù)或維修過程中對人員、設(shè)備造成嚴(yán)重危害的功能，機(jī)載設(shè)備易于安裝維護(hù)，盡可能少的使用專用工具、測試設(shè)備和安裝設(shè)備。

1.3系統(tǒng)架構(gòu)、設(shè)備考慮

內(nèi)話系統(tǒng)架構(gòu)依托于機(jī)載音頻管理設(shè)備，由音頻管理設(shè)備為內(nèi)話提供信號(hào)通路。機(jī)載音頻管理設(shè)備應(yīng)滿足或高于TSO C50c、C57a和C58a 要求，滿足DO-254及DO-214要求，DO-178B對該等級(jí)設(shè)備的研制要求，同時(shí)還應(yīng)滿足機(jī)載設(shè)備的環(huán)境要求。內(nèi)話系統(tǒng)基本架構(gòu)圖如圖1所示。

內(nèi)話系統(tǒng)通常通過模擬信號(hào)直接將話音送入音頻管理設(shè)備，由音頻管理設(shè)備將信號(hào)分發(fā)給駕駛艙音頻設(shè)備?？团搩?nèi)話在整個(gè)飛行階段都是需要使用的；勤務(wù)內(nèi)話通常在飛機(jī)在地面時(shí)使用，多點(diǎn)的勤務(wù)內(nèi)話線路可能會(huì)給音頻線路引入噪音，因此可以考慮在飛行過程中斷開不需要使用的位置點(diǎn)的勤務(wù)內(nèi)話通路，建議保留電子電氣設(shè)備艙位置處的維護(hù)內(nèi)話通路。這樣就需要引用一個(gè)控制信號(hào)來通知音頻管理設(shè)備完成通路接通斷開控制，該控制信號(hào)可以用開關(guān)信號(hào)手動(dòng)控制，也可以由輪載信號(hào)自動(dòng)控制。如果由開關(guān)信號(hào)控制，需要在駕駛艙布置一個(gè)開關(guān)，占用了駕駛艙位置，需要在飛機(jī)手冊中說明開關(guān)的使用方法及初始化狀態(tài)；如果采用輪載信號(hào)自動(dòng)控制，增加了輪載信號(hào)的輸出通路，并且在飛機(jī)制造或者維修情況下，飛機(jī)頂起，部分點(diǎn)的勤務(wù)內(nèi)話就會(huì)不能使用，所以兩種選擇各有優(yōu)缺點(diǎn)，建議根據(jù)飛機(jī)總體布置需求和交聯(lián)系統(tǒng)情況綜合考慮。

圖1　內(nèi)話系統(tǒng)基本構(gòu)架圖

客艙內(nèi)話設(shè)備主要考慮乘務(wù)員用手持送受話器，設(shè)備本身需要滿足相應(yīng)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，如TSO C57a、C58a等。設(shè)備安裝需滿足運(yùn)行條款要求“便于每個(gè)客艙內(nèi)至少一個(gè)客艙乘務(wù)員正常工作位置上使用”、“能讓每一客艙內(nèi)便于使用位置上的客艙乘務(wù)員在10秒鐘之內(nèi)使其工作”和“便于從足夠數(shù)量的客艙乘務(wù)員工作位置上使用，使得從一個(gè)或者幾個(gè)這樣裝備的工作位置上可以看到每一客艙內(nèi)所有地板高度的應(yīng)急出口（或者當(dāng)出口在廚房內(nèi)時(shí)看到通向這些出口的進(jìn)口通道）”。目前大多數(shù)民用飛機(jī)的乘務(wù)員手持送受話器集成在乘務(wù)員座椅上，便于乘務(wù)員取用的同時(shí)，節(jié)約飛機(jī)有限的位置空間。

勤務(wù)內(nèi)話相關(guān)的機(jī)載設(shè)備至少包含供連接懸臂式話筒耳機(jī)組的插孔。插孔按需布置在地勤人員需要的位置上，通常加油位置附近的內(nèi)話插孔是必需的，其他位置如外電源板、前起落架、各設(shè)備艙、貨艙根據(jù)飛機(jī)的用途、實(shí)際使用情況布置。內(nèi)話插孔的線路配置由音頻管理設(shè)備決定，民用飛機(jī)一般采用的是標(biāo)準(zhǔn)的雙通道插頭PJ-055和PJ-068，對應(yīng)的內(nèi)話插孔有單孔和雙孔兩種。勤務(wù)內(nèi)話由于是給地勤人員使用的，需綜合考慮機(jī)場大多數(shù)飛機(jī)的情況，選擇單孔或者雙孔的接口，減少地勤耳機(jī)的種類、增加通用性。

勤務(wù)內(nèi)話插孔布置于飛機(jī)的各個(gè)位置，有氣密區(qū)，也有非氣密區(qū)，需根據(jù)具體環(huán)境條件充分考慮環(huán)境對插孔的影響。需考慮插孔的生命周期、接觸阻抗、絕緣電壓、接觸電流和插拔力等。插孔的環(huán)境溫度要求由飛行溫度包線決定，通常在非操作情況下，溫度范圍-55°C ～ +85°C，操作情況下，溫度范圍-40°C～ +65°C。

內(nèi)話插孔連線圖一般如圖2所示。插孔套管金屬與安裝面直接接觸，由于模擬音頻線路要求單端接地，在插孔端需選擇絕緣安裝。

圖2　內(nèi)話插孔線路

2　內(nèi)話系統(tǒng)試驗(yàn)考慮

內(nèi)話系統(tǒng)設(shè)備首先要進(jìn)行設(shè)備級(jí)試驗(yàn)和飛機(jī)級(jí)試驗(yàn)。民用飛機(jī)機(jī)載系統(tǒng)試驗(yàn)包括地面試驗(yàn)和機(jī)上試驗(yàn)2種。試驗(yàn)選擇首先需考慮試驗(yàn)結(jié)果論證性，能否表明系統(tǒng)滿足飛機(jī)功能要求；其次，考慮飛機(jī)試驗(yàn)總體安排及研制成本及進(jìn)度。內(nèi)話系統(tǒng)試驗(yàn)一般包括導(dǎo)通試驗(yàn)、機(jī)上地面試驗(yàn)和機(jī)上試驗(yàn)?？紤]到內(nèi)話插孔元器件特性，導(dǎo)通試驗(yàn)可不做絕緣測試。由于地面試驗(yàn)，飛機(jī)系統(tǒng)并非全部正常工作，音頻信號(hào)又容易收到外界環(huán)境干擾，機(jī)上試驗(yàn)還是很有必要的。

3　總結(jié)

內(nèi)話系統(tǒng)作為機(jī)載系統(tǒng)，設(shè)計(jì)也需按照飛機(jī)設(shè)計(jì)流程研制，充分考慮整個(gè)飛機(jī)的運(yùn)行環(huán)境和功能需求，完成從需求確認(rèn)到系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的每一個(gè)環(huán)節(jié)。內(nèi)話系統(tǒng)相對于整個(gè)飛機(jī)來說并非關(guān)鍵重要系統(tǒng)，有些終端設(shè)備無特定要求標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，需要根據(jù)飛機(jī)型號(hào)的具體安裝環(huán)節(jié)選擇適合的器件，重視細(xì)節(jié)，避免對其他飛機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。

參考文獻(xiàn)

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