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      飛參系統(tǒng)原理及飛行數(shù)據(jù)解析方法

      2021-06-13 19:47:17朱希
      交通科技與管理 2021年7期
      關(guān)鍵詞:飛行數(shù)據(jù)

      朱希

      摘 要:本文在介紹了飛參系統(tǒng)的基本原理與功能的基礎(chǔ)上,詳細闡述了了FA2100系列飛行數(shù)據(jù)的回放和分析,以及如何通過軟件建立數(shù)據(jù)庫,對數(shù)據(jù)庫的格式,飛行數(shù)據(jù)解析方法等,旨在為工程技術(shù)人員提供一種參考。

      關(guān)鍵詞:飛參系統(tǒng);飛行數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)解析;ARINC717

      飛行參數(shù)采集記錄系統(tǒng)屬飛機上一個功能獨立的用于采集記錄飛行狀態(tài)、飛行員操縱情況、飛機和發(fā)動機工作狀態(tài)等信息的自動記錄系統(tǒng),由機載設(shè)備和地面保障設(shè)備組成。飛行數(shù)據(jù)記錄器(Flight Data Recorder簡稱FDR,即通常所說的“黑匣子”)為飛行參數(shù)采集記錄系統(tǒng)的核心部件。飛行參數(shù)記錄數(shù)據(jù)為飛機故障診斷、預(yù)測、輔助飛行訓練、事故預(yù)防與調(diào)查分析提供支持。L-3公司的FA2100系列飛行參數(shù)記錄器,它的設(shè)計開發(fā)是遵循民機飛參的技術(shù)標準。

      本文在介紹了飛參系統(tǒng)的基本原理與功能的基礎(chǔ)上,詳細闡述了了FA2100系列飛行數(shù)據(jù)的回放和分析,以及如何通過 ROSE軟件建立數(shù)據(jù)庫。

      1 系統(tǒng)組成與工作原理

      飛行參數(shù)記錄系統(tǒng)由機載設(shè)備和地面維護設(shè)備組成。機載飛行參數(shù)記錄器是飛行參數(shù)系統(tǒng)的機載部分,完成對數(shù)據(jù)的采集和記錄任務(wù)。地面部分是將記錄器中所記錄的數(shù)據(jù)下載到地面處理計算機,將數(shù)據(jù)還原分析。

      系統(tǒng)基本工作流程為:采集器設(shè)備將飛機狀態(tài)信號及語音信號等飛行參數(shù)進行采樣、量化,并按照一定的幀格式對信號進行編碼,通過系統(tǒng)總線將所有的信號以數(shù)字量的形式存入飛行參數(shù)記錄器和快取記錄器中。記錄在記錄器內(nèi)的飛參信息,由數(shù)據(jù)(轉(zhuǎn)錄)卸載器讀取,通過數(shù)據(jù)回放譯碼設(shè)備輸入計算機,計算機把原始碼還原成物理量,以數(shù)據(jù)表格、曲線、圖形報表和三維仿真等方式顯示或打印輸出,以便對飛參信息進一步分析。

      下載的數(shù)據(jù)經(jīng)過地面數(shù)據(jù)處理設(shè)備(一般為專用計算機加數(shù)字接口設(shè)備)譯碼后,再由譯碼人員用分析軟件處理成人們需要的工程值。

      地面檢測設(shè)備是用來維護機載設(shè)備的多功能電子設(shè)備,它可以和機載設(shè)備進行通信,接收機上各個傳感器輸出的電氣信號。校驗采集和記錄功能,更新機上設(shè)備的控制程序等。

      2 數(shù)據(jù)分析及譯碼的重要性

      飛行數(shù)據(jù)記錄器的歷史數(shù)據(jù),可通過地面專用設(shè)備進行數(shù)據(jù)回放,它們提供的數(shù)據(jù)可以揭示事故某一個或若干個因素,但它們所提供的數(shù)據(jù),需要從其他渠道獲得的證據(jù)聯(lián)系起來綜合分析。

      飛行數(shù)據(jù)記錄器能使事故調(diào)查員直接得到或推斷出下列情況:飛機的航跡、飛機的姿態(tài)、作用在飛機上的基本力(如升力、阻力、推力等)、基構(gòu)的一般作用點和領(lǐng)航資料以及飛機系統(tǒng)的狀況。

      艙音記錄器,能自動記錄飛機停止工作或失事墜毀前2.5小時內(nèi)的通話和音響,包括機組人員的通話和駕駛艙內(nèi)的聲音。在事故檢查中,它能幫助事故檢查人員將機組人員的活動與飛機工作艙聯(lián)系起來。有時也可通過錄音來鑒別和判斷機件的工作情況,給人們提供分析研究的依據(jù),以便對事故做出正確的結(jié)論。

      飛行數(shù)據(jù)記錄器譯碼,實際上是將數(shù)據(jù)記錄器內(nèi)以二進制方式排列的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成有單位的、直觀的工程數(shù)據(jù)值的過程,要做好飛行數(shù)據(jù)的譯碼就必須了解各參數(shù)的準確的定義,數(shù)據(jù)的來源、各參數(shù)的記錄精度、記錄的頻率,以及數(shù)據(jù)的對比分析。譯碼數(shù)據(jù)的準確、可靠是非常重要的。

      3 某型機飛行參數(shù)譯碼數(shù)據(jù)庫的建立

      某型短途支線飛機安裝的飛行參數(shù)系統(tǒng)為L-3公司的FA2100座艙音頻和數(shù)據(jù)記錄器。記錄器通過ARINC717數(shù)據(jù)總線接收從采集設(shè)備采集的數(shù)據(jù)。飛行參數(shù)ICD來配置地面數(shù)據(jù)處理站的數(shù)據(jù)庫,具體的配置需要ROSE軟件來實現(xiàn)。建立數(shù)據(jù)庫后需要通過實際通電檢查,通過實物及模擬狀態(tài)來檢查數(shù)據(jù)庫的準確性以及進一步完善,最后達到合格。下面主要介紹飛行參數(shù)數(shù)據(jù)庫建立的過程。

      (1)選擇一個已經(jīng)存在的參數(shù)(Select a Parameter Name),更改相關(guān)的配置就可以更新一個參數(shù),首先輸入?yún)?shù)名稱。

      (2)更新參數(shù)信息(Parameter Information):

      1)如參數(shù)類型(Parameter Type):單獨源型(recorded)、多源計算型(derived);

      2)測量單位(Units of Measure);

      3)輸入形式(Input Data Type):有符號位(signed)、無符號位(unsigned);

      4)輸出形式(Output Data Type)。

      (3) 設(shè)置顯示屬性(Plot Defaults):

      1)設(shè)置顏色(Plot Color);

      2)設(shè)置最小值(Plot Minimum);

      3)設(shè)置最大值(Plot Maximum)。

      (4)參數(shù)定義:

      1)定義數(shù)據(jù)位(Word Location):填寫標號(Word Number(s))、幀數(shù)(Subframe Number(s))、有效數(shù)據(jù)位選擇(Bit Selection)。

      (5)算法選擇(Parameter Algorithms Menu):

      主要包括多項式(Polynomial)、條件式(Condition)、離散量(Discrete Table Lookup)、線性算法(Linear)、非線性算法(Discontinuous Linear)、BCD碼(Binary Code Decimal)、經(jīng)緯度型算法(Latitude/Longitude Minutes (Tenths/Seconds) Algorithms)、用戶自定義型(USER)等。

      介紹幾種不同的算法法則:

      多項式的用算法則:按照數(shù)據(jù)的譯碼原則,符合多項式的算法時,需要填寫合適的參數(shù),R為需要的結(jié)果,A~M為參數(shù)系數(shù)。

      R=A+(B*X)+(C*X2)+ (D*X3)+ (E*X4)+ (F*X5)+ (G*X6)+?(H*X7)+ (I*X8)+ (J*X9)+ (K*X10)+ (L*X11)+ (M*X12)

      線性算法法則:按照數(shù)據(jù)的譯碼原則,符合線性的算法時,需要填寫合適的參數(shù),R為需要的結(jié)果,A~M為參數(shù)系數(shù)。

      R=A+BX

      條件算法法則:當條件為A時,結(jié)果為A1,當條件為B時,條件為B1。

      例如配置如下的幾個參數(shù)。

      例如配置表1的參數(shù),設(shè)置如下:

      參數(shù)名稱:N1 Left Engine,標號:178 all,來源:ADAU,起始位為1,結(jié)束位為10,系數(shù)為0.125,參數(shù)類型為float,單位為%,具體算法設(shè)置為線性,參數(shù)名稱輸入N1 Left Engine,標號輸入178,幀數(shù)全選(1、2、3、4),有效數(shù)據(jù)位設(shè)置為XX1111111111,算法選擇為線性算法,當數(shù)據(jù)為XX0101000100,數(shù)值為(0*20+0*21+1*22+0*23+0*24+0*25+1*26+0*27+1*28+0*29)*0.125=40.5%。

      4 總結(jié)

      通過介紹飛行參數(shù)記錄器的發(fā)展和飛行參數(shù)采集系統(tǒng)的基本原理,闡述了飛行數(shù)據(jù)的回放以及譯碼的重要性,最后介紹了某型機飛行參數(shù)數(shù)據(jù)庫的建立的方式方法。在今后的工作中要不斷加強飛參標準及技術(shù)的學習,緊跟技術(shù)的最前沿,在實踐中加強經(jīng)驗的積累,提高分析文件和解決問題的能力。

      參考文獻:

      [1]肖建德.飛行數(shù)據(jù)/話音記錄器——黑匣子[M].國防工業(yè)出版社,1993.9.

      [2]祁元福.世界航空安全與事故分析第三集[M].中國民航,1998-10-1.

      [3]READ-OUT SUPPORT EQUIPMENT/RECORDER INTERFACE(ROSE/RI) SOFTWARE VERSION 3.0,OR HIGHER OPERATORS MANUAL,L3 Communications,2002.06.02.

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