試飛測試校準技術(shù)及其發(fā)展趨勢

劉建輝　周強　龔川森　杜小陽

摘 要：最近幾年，伴隨科學技術(shù)突飛猛進發(fā)展，尤其尖端國防技術(shù)飛躍式發(fā)展，無論軍工亦或運輸?shù)确矫妫w行測試校準相關(guān)技術(shù)都已經(jīng)變成國外試飛發(fā)展最前沿技術(shù)。測試校準旨在經(jīng)傳感器，采集器與記錄器等對儀器構(gòu)成測量鏈路做綜合校準工作，獲得特定條件下帶有可信度測試儀器輸出出入特征，作為飛機飛行試驗相關(guān)數(shù)據(jù)處理標準。所以，為了確保獲得參數(shù)數(shù)據(jù)可靠準確，需要對飛行試驗測試設(shè)備予以校準，滿足相應(yīng)條件與要求后，方能裝機使用。接下來，文章著重對飛行測試校準相關(guān)技術(shù)進行概述并對其未來發(fā)展趨勢進行展望，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：試飛測試；校準技術(shù)；發(fā)展趨勢

前言

通常所說的飛行試驗指的是基于試飛環(huán)境下所做各類試驗，而飛行測試校準相關(guān)技術(shù)為測量被測對象相關(guān)參量，把參量信息予以變換、收集、保存、傳遞、處理、校準與顯示相關(guān)技術(shù)，為飛行試驗主要技術(shù)支撐，也為對技術(shù)水平進行衡量重要參考指標。飛行測試校準系統(tǒng)為相關(guān)測驗校準技術(shù)整體反映，從測試校準技術(shù)不斷進步能夠看出測試校準系統(tǒng)也是在不斷發(fā)展的。最近幾年伴隨通信網(wǎng)絡(luò)，民用測試校準與計算機網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)飛躍式發(fā)展，還有飛行試驗對于測試需要逐漸增長，飛行測試校準相關(guān)技術(shù)發(fā)展速度可謂驚人。而且可以預(yù)見未來飛行試驗當中，飛行測試校準會逐漸趨于主導(dǎo)，是保障我國當代空中運輸，作戰(zhàn)等系統(tǒng)飛行試驗順利開展，評測與證實實際性能參照標準有力措施。

1 飛行測試校準目標

飛行試驗為對飛機各類作戰(zhàn)技術(shù)予以驗證與評估相關(guān)過程，飛行試驗旨在對理論予以驗證并同地面實驗結(jié)果做比較，對飛機使用性能，適航與設(shè)計指標等進行鑒定。飛機設(shè)計指標均為局部模擬與理論研究基礎(chǔ)上確定，所以需要經(jīng)飛行試驗予以驗證。經(jīng)過裝置于飛機上實驗儀器與相關(guān)實驗技術(shù)共同協(xié)作，在被測對象上采集大量實驗數(shù)據(jù)，并對其予以研究分析，最終成功對飛機進行鑒定。精準可靠測量飛機各類參數(shù)為飛行試驗研究之根本，而各類參數(shù)測量需要伴隨測試設(shè)備輔助下完成[1]。校準研究存在輸出輸入關(guān)系，飛行測試校準指的是基于特定條件，為保障相關(guān)系統(tǒng)與儀器設(shè)備顯示量值與標的物量值和相應(yīng)標準存在量值間關(guān)系操作過程。飛行測試校準對于飛行試驗占據(jù)著量值傳遞重要位置，通常被視作飛行測試主要技術(shù)支撐，同測試對象設(shè)計值和技術(shù)指標接近程度存在直接關(guān)系。所以，飛行測試校準為一類系統(tǒng)龐雜工程，現(xiàn)如今飛行測試校準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]。對飛行試驗傳感器做靜態(tài)校準指的是基于規(guī)定實驗條件基礎(chǔ)上，為傳感器配以標準輸出量，對它相應(yīng)輸出量予以測量，得出傳感器遲滯，重復(fù)性，非線性與零位輸出等靜態(tài)參考標準。有的時候還需要做超量程實驗，也就是在校準的時候，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特征，最終得到傳感器精度研究報告。遵照標準為《試飛測試儀器校準要求》，其中包含溫度、角速度等十三種飛行試驗參數(shù)。其次，以傳感器的工作機理作為依據(jù)，對相關(guān)校準規(guī)范進行研究與制定。主要參照不同傳感器敏感機制，對相關(guān)校準方法進行研究，并制定相關(guān)軍用指標。對溫度的傳感器進行校準的時候，無需把裝置放于實際溫度中，而是參照裝置溫度電阻特征結(jié)合精準電阻箱予以代替，并同采集器聯(lián)校。再次，測試系統(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，測量范疇與課題精準度傳感器。振動科目在進行飛行測試時，應(yīng)當參照不同振動類別，比如像環(huán)境振動與顫震等不同種類，對不同信號調(diào)節(jié)與傳感器進行選取，不然將可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)失真等嚴重后果。

2 飛行測試校準相關(guān)技術(shù)發(fā)展趨勢

首先，靜態(tài)校準逐漸趨于動態(tài)校準方向。現(xiàn)如今用來飛行試驗對參數(shù)進行測試的校準設(shè)備，主要包含各類力校準儀器，壓力校準儀器，速率轉(zhuǎn)臺與雙軸轉(zhuǎn)臺等，主要都是將變化緩慢靜態(tài)信號作為主體靜態(tài)校準形式。但是伴隨飛行領(lǐng)域不斷發(fā)展進步，飛機機動性能逐漸拓展，對動態(tài)性而且變動很快參數(shù)進行測量的時候，單純還是采取以往靜態(tài)指標那么就達不到實際所需，這時候動態(tài)指標同樣重要[3]。所以，校準時對于動態(tài)校準需求越發(fā)增多。其次，網(wǎng)絡(luò)化為測試校準相關(guān)技術(shù)發(fā)展形勢所趨。飛行測試校準系統(tǒng)主要構(gòu)成遙測數(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，這很大程度上提升飛行測試數(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。而目前機載測試校準系統(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)化機載飛行測試校準系統(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于機載測試更高追求，而且拓展空間大，配置機動靈活。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)，更加推動飛行測試校準相關(guān)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化進程的腳步。網(wǎng)絡(luò)化機載飛行測試校準系統(tǒng)在國內(nèi)外眾多大中型運輸機的試飛領(lǐng)域獲得優(yōu)越成績，并且系統(tǒng)研發(fā)成本也得以大幅減少。除此以外，機載測試校準數(shù)據(jù)遙測傳遞，也有向網(wǎng)絡(luò)化蔓延態(tài)勢，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在國內(nèi)外飛行測試校準等相關(guān)領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用，有望逐漸取代傳統(tǒng)IRIG106遙測標準。在此基礎(chǔ)上我國充分結(jié)合先進傳感器、計算機與電子技術(shù)等，注重投入研發(fā)新型高效能機載型傳感器與校準儀器，漸漸脫離向外國進口儀器設(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)將測量可靠性提升上去，由數(shù)量邏輯平均對測量結(jié)果穩(wěn)定性予以提升，最終確保測量結(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，并不單純局限于測量工作，而是想要得到功能強大控制單元。其四，在誤差分析方面的研究。伴隨飛機技術(shù)標準逐漸提升以及實驗技術(shù)快速發(fā)展，飛行試驗當中要被測量參數(shù)數(shù)量漸漸上漲，對于參數(shù)測量準確可靠性要求也相應(yīng)提升[4]。所以，對于機載型傳感器的誤差要求也越發(fā)苛刻，因為它同測試參數(shù)可靠性是存在直接關(guān)系的。因此，對于機載型傳感器相關(guān)誤差進行分析與研究可以稱得上是測試校準取得可持續(xù)發(fā)展核心所在。其中性能、安裝以及校準等各個環(huán)節(jié)都可能存在誤差，而這也就需要相關(guān)人員對其抓緊研究并做到對癥下藥。

3 結(jié)束語

綜上所述，經(jīng)對飛行測試校準相關(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。最近幾年時間，我們國家飛行測試相關(guān)技術(shù)取得前所未有發(fā)展空間，甚至已同國際接軌，但是不得不承認的是某些方面仍然會有一些欠缺。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，將飛行測試校準相關(guān)技術(shù)未來發(fā)展趨勢視作準繩，同系統(tǒng)開發(fā)先進經(jīng)驗技術(shù)積極借鑒，取人之長補已之短，與時俱進積極靈活，盡自己所能為我們國家相關(guān)領(lǐng)域譜寫新的篇章而努力奮斗。

參考文獻

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[2]王玉芳.航空發(fā)動機壓力計量測試的發(fā)展趨勢[J].計測技術(shù)，2012，S1：23-25.

[3]陳騏，張勇，徐州.一種新型試飛數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的應(yīng)用研究[J].計算機應(yīng)用與軟件，2010，11：296-298.

[4]成志堯.國內(nèi)外力學量測試校準技術(shù)現(xiàn)狀與趨向[J].測控技術(shù)，2012，3：23-25.