機載燃油系統(tǒng)綜合檢測系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

郭警濤，朱新宇

(1.中航工業(yè)西安航空計算技術研究所 第8室，陜西 西安 710065；2.中國人民解放軍95910部隊 飛行試驗站機務大隊，甘肅 酒泉 735305)

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機載燃油系統(tǒng)綜合檢測系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

郭警濤1，朱新宇2

(1.中航工業(yè)西安航空計算技術研究所 第8室，陜西 西安 710065；2.中國人民解放軍95910部隊 飛行試驗站機務大隊，甘肅 酒泉 735305)

針對現(xiàn)代飛機高集成度機電綜合系統(tǒng)中燃油系統(tǒng)的測試與仿真需求，文中提出了一種機載燃油系統(tǒng)綜合檢測系統(tǒng)設計與實現(xiàn)方案。該系統(tǒng)基于信息化平臺構建，實時動態(tài)顯示燃油系統(tǒng)狀態(tài)信息，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，完成基于測試用例的系統(tǒng)試驗。試驗結果表明，機載燃油系統(tǒng)綜合檢測系統(tǒng)工作穩(wěn)定、可靠，有效節(jié)省了硬件資源、準確實現(xiàn)了信號級故障檢測，與傳統(tǒng)檢測方式相比，可以平均節(jié)省40%的試驗時間。

機載燃油系統(tǒng)；急停控制；綜合檢測

機載燃油系統(tǒng)是飛機機電系統(tǒng)的重要組成部分，保證飛機在地面及各種飛行條件下全機重心在規(guī)定范圍內，并按一定輸油順序提供滿足發(fā)動機所需流量、壓力和溫度的燃油，同時作為冷卻散熱介質為其它分系統(tǒng)提供冷源[1]。

傳統(tǒng)的燃油系統(tǒng)試驗，需要操作人員參與的工作較多，試驗判據(jù)依賴人員讀表判斷，試驗周期長，工作強度高，已無法不滿足現(xiàn)代飛機系統(tǒng)級測試需求。

機載燃油系統(tǒng)綜合檢測系統(tǒng)基于信息化平臺構建，用以支持燃油系統(tǒng)地面模擬試驗，模擬對飛機供油子系統(tǒng)、輸油子系統(tǒng)、熱管理子系統(tǒng)、加放油子系統(tǒng)、油量測量子系統(tǒng)的控制與管理功能、維護與檢查功能，并實時動態(tài)顯示燃油系統(tǒng)狀態(tài)信息，對試驗數(shù)據(jù)進行存儲與回放。燃油系統(tǒng)綜合檢測系統(tǒng)通過信號硬線、RS422A總線實現(xiàn)與燃油系統(tǒng)設備交聯(lián)。綜合檢測系統(tǒng)輸入電路的設計不影響燃油系統(tǒng)設備的正常工作，或降低燃油系統(tǒng)自身信號質量[2-3]。

1 系統(tǒng)描述

燃油系統(tǒng)綜合檢測系統(tǒng)將地面綜合維護面板(GIMP)、滾轉臺和燃油系統(tǒng)試驗臺進行連接，以進行數(shù)據(jù)交互，完成相應測試。

檢測系統(tǒng)主要由燃油管理仿真機和燃油系統(tǒng)仿真器操控臺組成。燃油管理仿真機主要實現(xiàn)燃油系統(tǒng)試驗臺信號輸入、電氣轉換和對接遠程接口單元(RIU)、機電管理計算機(UMC)；燃油系統(tǒng)仿真器操控臺設計為琴鍵式機柜，通過工控機實現(xiàn)機載數(shù)據(jù)模擬、綜合數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)解析、記錄回放、系統(tǒng)配電等功能。

當滿足輸出條件時，燃油系統(tǒng)綜合檢測系統(tǒng)輸出相應信號，輸出電路的設計與燃油系統(tǒng)設備匹配，不對其他輸出電路的正常工作產(chǎn)生影響。綜合檢測系統(tǒng)輸出信號的電源取自燃油系統(tǒng)向機載機電管理分系統(tǒng)提供的電源。任何正常的輸入信號都不會對燃油系統(tǒng)設備產(chǎn)生不良影響。系統(tǒng)組成及外圍交聯(lián)設備情況如圖1所示[4-5]。

圖1 燃油系統(tǒng)綜合檢測系統(tǒng)組成圖

2 系統(tǒng)硬件設計

2.1 燃油控制管理仿真機設計

燃油控制管理仿真機由電纜轉接盒和燃油控制仿真系統(tǒng)功能單元組成，用以進行信號的斷連、監(jiān)控和調理。燃油系統(tǒng)試驗臺輸入的信號從燃油控制管理仿真機斷連箱背面航插引入，經(jīng)前面板進行斷連，進而輸出到調理箱。調理箱主要實現(xiàn)地/開離散量、27 V/開離散量的狀態(tài)監(jiān)控、接口信號分配、信號調理、電源信號的轉接和接口電氣轉換；信號經(jīng)過調理箱輸出后直接連接到RIU產(chǎn)品。燃油控制管理仿真機信號流程如圖2所示。

圖2 燃油控制管理仿真機信號流程

2.2 燃油系統(tǒng)仿真器操控臺設計

燃油系統(tǒng)仿真器操控臺由配電盒、機載數(shù)據(jù)模擬系統(tǒng)、綜合顯示系統(tǒng)、數(shù)據(jù)解析記錄回放和操控臺等功能單元組成。燃油系統(tǒng)仿真器操控臺是主要信號處理設備，安裝有一臺PXI工控機，主要用于激勵信號的控制及數(shù)據(jù)處理工作?？刂婆_前面板安裝2臺顯示器，一臺顯示器主要監(jiān)測外部信號，另一臺主要實現(xiàn)控制功能。配電盒是用以給燃油系統(tǒng)試驗臺提供交、直流電源和為燃油控制仿真機提供直流電源。燃油系統(tǒng)仿真器操控臺信號流程如圖3所示[6]。

圖3 燃油系統(tǒng)仿真器操控臺信號流程

燃油系統(tǒng)控制仿真器開機后運行程序，首先進行硬件板卡識別，然后判斷當前離散量狀態(tài)、開關狀態(tài)、指示燈狀態(tài)、供電狀態(tài)。當自檢合格后，系統(tǒng)進入測試界面進行相關測試。默認系統(tǒng)離散量輸出信號均為開路狀態(tài)，電源不輸出，離散量狀態(tài)監(jiān)控均為光耦器件采集，因此，在綜合檢測系統(tǒng)上電過程中不會對燃油系統(tǒng)控制仿真器造成損壞[9-10]。

2.3 系統(tǒng)安全性設計

燃油系統(tǒng)綜合檢測系統(tǒng)中，按下急停按鈕時急停開關由常閉點變?yōu)槌ｉ_觸點，切斷交、直流接觸器線圈27 V的控制，從而切斷對匯流條的供電輸入，同時軟件采集急停開關的狀態(tài)。解除急停時，恢復急停開關狀態(tài)，軟件重新啟動對匯流條的供電，若急停未恢復，系統(tǒng)將無法啟動對匯流條的供電，同時軟件提示請恢復急停開關狀態(tài)。急?？刂圃砣鐖D4所示。

圖4 急停系統(tǒng)控制原理圖

3 系統(tǒng)軟件設計

燃油系統(tǒng)綜合檢測系統(tǒng)測試界面包括自動檢測界面和手動檢測界面。系統(tǒng)組成軟件如圖5所示。

圖5 燃油系統(tǒng)綜合檢測系統(tǒng)軟件框圖

自動檢測界面下提供用戶測試流程的編寫、保存及導入，該界面能實時反映當前自動測試流程進行步驟和狀態(tài)。手動檢測界面提供硬件資源激勵設置和采集顯示功能[7-8]。

3.1 軟件控制流程

燃油系統(tǒng)綜合檢測系統(tǒng)軟件流程如圖6所示。

圖6 燃油系統(tǒng)綜合檢測系統(tǒng)軟件流程圖

3.2 軟件功能架構

測試程序在滿足測試的基本需求的同時，嵌入系統(tǒng)登錄模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、用戶管理模塊，以增加測試程序的完整性和實用性。

系統(tǒng)登錄模塊包括登錄用戶名、密碼，產(chǎn)品信息等內容，用戶信息采用SQL2000數(shù)據(jù)庫管理。

數(shù)據(jù)管理模塊包括測試結果查詢和數(shù)據(jù)報表生成功能。測試結果的查詢是依據(jù)測試時間查找數(shù)據(jù)庫中對應保存的測試結果記錄，讀取并顯示。數(shù)據(jù)報表生成功能將顯示的測試結果寫入測試報表中,測試報表的保存路徑由用戶輸入。

用戶管理模塊包括添加用戶、刪除用戶、修改密碼等操作，進入用戶管理界面后將系統(tǒng)中存在的所有用戶及用戶權限顯示到表格中，其中添加用戶、刪除用戶操作只有管理員權限的用戶登錄后才可操作。普通用戶只可以修改登錄密碼。

4 結束語

試驗結果表明，機載燃油系統(tǒng)綜合檢測系統(tǒng)能夠有效完成與其交聯(lián)的燃油系統(tǒng)狀態(tài)信息采集，輸出控制及電氣信號轉換；能夠實時動態(tài)顯示燃油系統(tǒng)狀態(tài)，并對試驗數(shù)據(jù)進行存儲與回放；能夠檢測燃油系統(tǒng)功能性能指標并進行故障定位，有效支持了燃油系統(tǒng)地面模擬試驗。通過測試檢測，該機載燃油系統(tǒng)綜合檢測系統(tǒng)工作穩(wěn)定、可靠，并且有效節(jié)省了硬件資源、準確實現(xiàn)了信號級故障檢測；與傳統(tǒng)檢測方式相比，可以平均節(jié)省40%的試驗時間。

[1] 牛文生.機載計算機技術[M].北京:航空工業(yè)出版社,2013.

[2] Moir I,Seabridge A.民用航空電子系統(tǒng)[M].范秋麗,譯.北京:航空工業(yè)出版社, 2009.

[3] 宋東,周建民,王彥文.基于模型的飛機燃油系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].測控技術,2011,30(4):43-46.

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[7] 楊士亮,郝敬團,楊宏偉,等.飛機發(fā)動機油液故障診斷技術的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].當代化工,2014(11):2421-2422.

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Airborne Fuel System Monitoring System Design and Implementation

GUO Jingtao1,ZHU Xinyu2

(1. Eighth Room, AVIC Xi’an Aeronautic Computing Technique Research Institute, Xi’an 710065, China;2. Flight Test Station Maintenance Brigade, Unit 95910 of PLA, Jiuquan 735305, China)

A comprehensive airborne detection system design and implementation is presented for the integrated mechanical and electrical fuel system in modern aircraft. The system provides real-time dynamic display of the fuel system status information, data interaction based on the information platform, and completes the system test based on test cases. The results show that the airborne fuel system integrated testing system is stable and reliable, effective saving hardware resources, achieving accurate signal level fault detection and saving on average 40% of test time compared with traditional detection methods.

airborne fuel system; emergency stop control; comprehensive test

2016- 08- 03

航空科學基金-青年基金(2014ZD31006)

郭警濤(1981-)，男，碩士，工程師。研究方向：機載機電系統(tǒng)嵌入式智能控制技術。

10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2017.06.030

TN911.7;TP274+.5

A

1007-7820(2017)06-109-03