飛機(jī)氣候環(huán)境實驗室高溫試驗系統(tǒng)可靠性研究

于子翔

（沈陽飛機(jī)工業(yè)集團(tuán)（有限）公司，遼寧 沈陽 110000）

針對地面保障設(shè)備在高溫環(huán)境下的運行情況，相關(guān)人員在獲取相關(guān)信息的時候需進(jìn)行綜合評價，以此確定高溫環(huán)境下飛機(jī)的適應(yīng)性能是否滿足相關(guān)要求和標(biāo)準(zhǔn)。另外，飛機(jī)氣候環(huán)境實驗室高溫試驗系統(tǒng)可以準(zhǔn)確識別出飛機(jī)飛行中存在的安全隱患，從而有針對性地進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，提升飛機(jī)飛行性能，保障飛機(jī)運行的安全性和穩(wěn)定性。

1 高溫試驗系統(tǒng)原理

高溫試驗系統(tǒng)中熱源是由室外的幾臺時蒸汽鍋爐所產(chǎn)生，并且分別傳輸給載冷載熱系統(tǒng)以及發(fā)動機(jī)補氣系統(tǒng)，其目的就是分析高溫環(huán)境下的運行狀態(tài)[1]。其中載冷載熱系統(tǒng)屬于閉式循環(huán)系統(tǒng)，可以將制冷系統(tǒng)中所生產(chǎn)的冷量，利用蒸汽鍋爐傳輸?shù)臒崃?，從而轉(zhuǎn)送給循環(huán)風(fēng)和新風(fēng)等系統(tǒng)。循環(huán)風(fēng)系統(tǒng)可以根據(jù)循環(huán)空氣中溫度和濕度的情況，直接進(jìn)行處理，并且處理完成以后，將空氣輸送到環(huán)境室內(nèi)，對環(huán)境室內(nèi)的溫度和濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)。另外，新風(fēng)系統(tǒng)針對室外空氣的情況，適當(dāng)進(jìn)行升溫處理和除濕處理，處理完成以后，再輸送給循環(huán)風(fēng)系統(tǒng)，兩者相互配合對實驗的溫度和濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)，確保實驗室內(nèi)部環(huán)境微正壓的平整性。

高溫試驗系統(tǒng)可靠性研究，主要是在預(yù)設(shè)的試驗條件以及試驗持續(xù)時間內(nèi)完成各項模擬，如果在這個期間沒有出現(xiàn)故障，且可以處于正常、穩(wěn)定的工作狀態(tài)，就證明具有較高的可靠性[2]。同時，飛機(jī)氣候環(huán)境實驗室高溫試驗系統(tǒng)相對較為復(fù)雜，所包含的子系統(tǒng)較多，之間的關(guān)系也錯綜復(fù)雜，這時如果飛機(jī)氣候環(huán)境實驗室高溫試驗系統(tǒng)中，某個設(shè)備出現(xiàn)故障或者異常，就會對環(huán)境造成嚴(yán)重的影響，飛機(jī)就會受到極端天氣的影響，出現(xiàn)損壞，影響其正常運行，如果環(huán)境未達(dá)到相關(guān)要求，則試驗結(jié)果無效。

2 系統(tǒng)典型故障分析

在飛機(jī)氣候環(huán)境實驗室高溫試驗系統(tǒng)可靠性研究的時候，需要對故障形式、原因等方面進(jìn)行分析，這樣才能有效地解決系統(tǒng)故障，確保飛機(jī)氣候環(huán)境實驗室高溫試驗系統(tǒng)的可靠性。

2.1 設(shè)備故障

2.2 操作失誤

由于一些人員的經(jīng)驗和專業(yè)性不足，在具體試驗操作的時候，迪歐閥門的開度大小如果沒有進(jìn)行有效控制，蒸汽閥開度就會呈現(xiàn)過大或者過小，以及載冷劑溫度過高或者過低等現(xiàn)象，從而影響飛機(jī)氣候環(huán)境實驗室高溫試驗系統(tǒng)的可靠性[3]。

2.3 管理不善

試驗系統(tǒng)設(shè)備沒有根據(jù)相關(guān)要求，定期進(jìn)行檢修和維護(hù)，進(jìn)而產(chǎn)生設(shè)備故障，從而帶來負(fù)面影響。

3 故障樹法的高溫試驗系統(tǒng)故障模型分析

在故障樹法的基礎(chǔ)之上，對飛機(jī)氣候環(huán)境實驗室高溫試驗系統(tǒng)中存在的典型故障進(jìn)行構(gòu)建，從而判斷飛機(jī)氣候環(huán)境實驗室高溫試驗系統(tǒng)的可靠性。

3.1 故障樹分析

針對飛機(jī)氣候環(huán)境實驗室高溫試驗系統(tǒng)故障，可以將根據(jù)故障產(chǎn)生的原因或者不正常的工作情況定義為故障事件，并且將所研究的故障設(shè)置在故障樹頂，故被稱為頂事件。同時，將故障樹分析所得到的結(jié)果放置在故障樹底端，故被稱為低事件。此外，將所引起的各類故障事件所產(chǎn)生的原因設(shè)置在故障數(shù)中間，故被稱為中間事件。另外，在故障樹分析的時候，主要是將頂事件、中間事件和底事件通過樹狀進(jìn)行分布，從而分析它們之間的關(guān)系。根據(jù)故障產(chǎn)生的原因，需要選擇合適的分析方式，例如：定性分析、定量分析等，從而判斷其可靠性。其中，定性分析主要是針對故障樹所有引發(fā)頂事件的最小割集；定量分析主要是確定事件時的故障分布，以及參數(shù)、底事件產(chǎn)生的概率，并且基于此得出頂事件發(fā)生的概率。

3.2 故障樹模型構(gòu)建

在飛機(jī)氣候環(huán)境實驗室高溫試驗系統(tǒng)可靠性研究的時候，通過對故障樹的構(gòu)建，可以對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的了解，從中發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運行中存在的異常，可以為系統(tǒng)優(yōu)化和改進(jìn)提供重要的保障和支持[4]。但是，由于飛機(jī)氣候環(huán)境實驗室高溫試驗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對較為復(fù)雜，所涉及的設(shè)備諸多，對此需要根據(jù)高溫試驗系統(tǒng)的原理，以及各項設(shè)備之間的聯(lián)系，對系統(tǒng)故障產(chǎn)生的次數(shù)以及狀態(tài)進(jìn)行模擬，從而構(gòu)建時總分布式故障樹。

3.3 故障樹模型分析

在故障樹模型構(gòu)建完成以后，需要對模型展開進(jìn)一步的分析，利用定性分析或者定量分析，確定頂事件產(chǎn)生的概率，其中定性分析主要是根據(jù)故障樹的狀態(tài)，從中找出頂事件所有的最小割集。然而，在定量分析的時候，需要注意以下兩點內(nèi)容。

1.需要基于各項參數(shù)，對頂事件產(chǎn)生的概率進(jìn)行計算，并且根據(jù)底事件的失效概率進(jìn)行計算，這樣才能保證計算的準(zhǔn)確性。

2.需要求出底事件結(jié)構(gòu)的重要度、概率重要度、關(guān)鍵重要度等方面，并且通過重要度的大小，對故障樹進(jìn)行診斷，以此得出結(jié)果[5]。同時，飛機(jī)氣候環(huán)境實驗室高溫試驗系統(tǒng)在開始運行期間，很難采集到足夠的數(shù)據(jù)，這時就無法推算出底事件失效的概率，導(dǎo)致缺乏定量數(shù)據(jù)的支撐，這樣就需要停止定量分析。

要想從根本上提高衡陽市水稻生產(chǎn)水平，不僅要建立完整的種植管理監(jiān)督機(jī)制，也要結(jié)合衡陽市實際情況，優(yōu)化水稻種植技術(shù)。當(dāng)?shù)卣M織相關(guān)部門對農(nóng)戶進(jìn)行水稻種植技術(shù)的培訓(xùn)和指導(dǎo)，確保農(nóng)戶能真正體會到新技術(shù)類型產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益，從而推動水稻種植管理發(fā)展進(jìn)程，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益的共贏。

3.4 參數(shù)值分析

利用定性分析飛機(jī)氣候環(huán)境實驗室高溫試驗系統(tǒng)故障樹的時候，一般情況下有19 個最小割集，每個最小割集都為一階，并且對應(yīng)系統(tǒng)故障樹的底事件，也是分析系統(tǒng)可靠性的重要條件。對此，需要根據(jù)底事件的情況，在試驗之前做好檢查，或者平時進(jìn)行定期的維護(hù)，這樣才能保證飛機(jī)氣候環(huán)境實驗室高溫試驗系統(tǒng)的可靠性。

4 飛機(jī)氣候環(huán)境實驗室高溫試驗系統(tǒng)建設(shè)思路

利用故障樹明確系統(tǒng)故障產(chǎn)生的概率以后，就需要對飛機(jī)氣候環(huán)境實驗室高溫試驗系統(tǒng)進(jìn)行合理的構(gòu)建和規(guī)劃，其目的就是減少故障的產(chǎn)生，確保系統(tǒng)使用的穩(wěn)定性和可靠性。

4.1 數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集作為飛機(jī)氣候環(huán)境實驗室高溫試驗系統(tǒng)構(gòu)建的基礎(chǔ)，只有做好該方面的構(gòu)建，才能確保數(shù)據(jù)采集的全面性和準(zhǔn)確性[6]。

那么，在數(shù)據(jù)采集構(gòu)建的時候，一般可以從以下幾點展開。

1.數(shù)據(jù)采集作為飛機(jī)氣候環(huán)境實驗室高溫試驗系統(tǒng)的核心，主要是利用各類傳感器所輸出的指令進(jìn)行采集。同時，分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以墳山的數(shù)據(jù)采集前端，將每個數(shù)據(jù)采集前端安裝于被測對象的附近，從而進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。飛機(jī)氣候環(huán)境實驗室高溫試驗系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集，由于采用就近安裝的方式，這樣可以很好地減少傳感器與數(shù)據(jù)采集前端之間信號線纜的長度，以此降低成本。另外，通信網(wǎng)是以千兆工業(yè)以太網(wǎng)為主，這樣可以減少數(shù)據(jù)采集箱之間的聯(lián)系，并且還可以對數(shù)據(jù)的采集進(jìn)行實時監(jiān)控，提升數(shù)據(jù)采集的速度。

2.在數(shù)據(jù)采集構(gòu)建的時候，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)屬于一項關(guān)鍵點，需要根據(jù)相關(guān)要求，并且根據(jù)測試參數(shù)量、網(wǎng)絡(luò)連接節(jié)點等進(jìn)行構(gòu)建，這樣可以有效提升系統(tǒng)的可靠性，可以有效滿足飛機(jī)在高溫環(huán)境下的試驗。同時，在數(shù)據(jù)采集構(gòu)建的時候，一般采用兩層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其中第一層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要是由多組機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集箱組成，其中包含著諸多非管理型百兆網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)；然而，第二層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以很好地實現(xiàn)非管理型交換機(jī)與管理型千兆以太網(wǎng)交換機(jī)的連接，例如數(shù)據(jù)同步等。

3.為了保證測試參數(shù)在進(jìn)行分析的時候的同步性，就需要對數(shù)據(jù)采集箱所采集數(shù)據(jù)的時間進(jìn)行標(biāo)記，并且對網(wǎng)絡(luò)核心交換機(jī)接收信號進(jìn)行測試，判斷是否可以同步將信息和數(shù)據(jù)傳輸?shù)降谝粚泳W(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，這樣可以便于對數(shù)據(jù)的處理，提升數(shù)據(jù)處理的效率[7]。

4.2 實時監(jiān)控

實時監(jiān)控也是飛機(jī)氣候環(huán)境實驗室高溫試驗系統(tǒng)構(gòu)建的一項重點內(nèi)容，在系統(tǒng)中主要是起到監(jiān)控和時顯示的作用，并且可以為測試人員提供數(shù)據(jù)支持，便于對高溫環(huán)境條件下的系統(tǒng)性能分析。同時，實際監(jiān)控是由多流綜合數(shù)據(jù)實時處理設(shè)備、實時監(jiān)視終端等組成，其中，多流綜合數(shù)據(jù)實時處理設(shè)備主要根據(jù)分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的以太網(wǎng)進(jìn)行提取數(shù)據(jù)，以及校對數(shù)據(jù)，并且從眾多采集到的數(shù)據(jù)中，根據(jù)格式格柵配置文件，將數(shù)據(jù)提出和儲存。儲存完成以后，通過前兆太以網(wǎng)將各項數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇K端，以供使用。

另外，在構(gòu)建實時監(jiān)視終端的時候，需要設(shè)計監(jiān)視監(jiān)控畫面，這樣可以向流綜合數(shù)據(jù)實時處理設(shè)備傳輸各種信息，并且將各項數(shù)據(jù)的ID、本機(jī)IP、MAC 地址等信息進(jìn)行實時處理，提出、校對，通過最直接的方式顯示給測試人員，以便測試人員對系統(tǒng)可靠性進(jìn)行研究。

4.3 數(shù)據(jù)庫

對于飛機(jī)氣候環(huán)境實驗室高溫試驗系統(tǒng)來說，不僅試驗種類相對較多，其周期也相對較長，并且在整個試驗過程中會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，對此，在進(jìn)行飛機(jī)氣候環(huán)境實驗室高溫試驗系統(tǒng)構(gòu)建的時候，必須構(gòu)建完善的數(shù)據(jù)庫，主要可以從以下幾點展開。

1.試驗數(shù)據(jù)對于分析故障以及飛機(jī)優(yōu)化來說有著積極的作用和意義。對此，需要利用相關(guān)的設(shè)備，與數(shù)據(jù)傳感器進(jìn)行連接，并且形成數(shù)據(jù)庫，這樣可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的收集、分類、儲存等，避免數(shù)據(jù)丟失的現(xiàn)象[8]。但是，在數(shù)據(jù)庫構(gòu)建的時候，還需要注重試驗管理工作站、服務(wù)器、磁盤陣列、防火墻等方面的構(gòu)建，其中試驗管理工作站輸入試驗信息管理的客戶端，這時測試人員可以通過試驗管理工作站進(jìn)行數(shù)據(jù)的訪問，對各項數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的配置；服務(wù)器對于數(shù)據(jù)庫來說有著關(guān)鍵性的作用，主要是對各項文件和數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，例如試驗配置文件、資源管理文件、實時監(jiān)控數(shù)據(jù)等方面。

2.在數(shù)據(jù)庫構(gòu)建的時候，可以以實時數(shù)據(jù)庫為主進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的引擎，主要是因為實時數(shù)據(jù)庫可以保證各項數(shù)據(jù)的同步性，并且數(shù)據(jù)的實時性可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時傳輸與儲存，這樣也為測試人員在使用數(shù)據(jù)方面提供了便利的條件。

4.4 大屏顯示

大屏顯示在飛機(jī)氣候環(huán)境實驗室高溫試驗系統(tǒng)中，主要是將各項的參數(shù)信息全部、準(zhǔn)確無誤地顯示出來，例如：系統(tǒng)運行狀態(tài)、實驗室環(huán)境參數(shù)、試驗實時監(jiān)控參數(shù)等方面，投送到大屏幕中，以供測試人員使用。同時，大屏顯示構(gòu)建的核心為硬件，在構(gòu)建的時候，可以將拼接器、邊緣融合器，拼接器和邊緣融合器等合理運用到其中，這樣可以提升大屏幕畫面的質(zhì)量，確保參數(shù)信息的清晰度[9]。

5 結(jié)語

綜上所述，根據(jù)飛機(jī)氣候環(huán)境實驗室高溫試驗系統(tǒng)的原理走位基礎(chǔ)，對典型故障進(jìn)行明確，并且利用故障樹分析的方式，對飛機(jī)氣候環(huán)境實驗室高溫試驗系統(tǒng)故障進(jìn)行了模型構(gòu)建。同時，根據(jù)模型可知，高溫試驗系統(tǒng)與實際運行故障基本吻合，并且將高溫試驗系統(tǒng)運行異常作為頂事件，從而生成總分式故障樹模型模式，并且進(jìn)行了定性和定量分析，以此研究系統(tǒng)的可靠性。另外，在模型構(gòu)建完成以后，為了保證飛機(jī)氣候環(huán)境實驗室高溫試驗系統(tǒng)運行的可靠性，對其建設(shè)思路進(jìn)行了明確，例如：數(shù)據(jù)采集、實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)庫、大屏顯示等方面，其目的就是全面獲取各項參數(shù)，做好儲存，將各項參數(shù)準(zhǔn)確地反映給測試人員，以便其對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，減少故障的產(chǎn)生。