飛機電氣系統地面試驗臺的計算機控制

1.中航飛機股份有限公司西安飛機分公司工裝設計所 710089；

2.中航飛機股份有限公司西安飛機分公司21廠 710089；3.西安郵電大學 710061

摘要：先進飛機電氣系統是一種采用多路傳輸電氣技術的混合式配電系統。系統采用分布式控制集中式管理的策略，由各個負載管理中心（ELMC）控制電氣負載，由供電系統處理機（PSP）負責整個電氣系統的綜合控制，有效地實現了負載的自動化管理。本文闡述了飛行控制系統綜合模擬試驗的重要性，并針對其地面試驗的方法與途徑進行了研究與總結。

關鍵詞：飛機電氣系統；地面試驗臺；計算機控制

1.前言

先進飛機是以多電飛機（或全電飛機）為代表的未來飛機的發展方向，它將一種用電力供電系統取代原來的液壓、氣壓和機械系統的飛機，其涉及到的關鍵技術有高壓配電、高壓發電、高速電機、電動燃油、高壓用電、機電作動器、電氣環控以及飛機電氣系統的綜合管理與自動控制等。飛機在飛行時對飛行的定高和直線度要求很高，操作飛機飛行是十分復雜的，僅僅只靠飛行員操縱飛機飛行，長時間低高度飛行會導致飛行員工作負荷大，大腦一直處于緊繃狀態精力高度集中，對飛行員的身心健康也帶來一定的損害。因此自動飛行控制系統在飛機領域得到了越來越廣泛的應用，同時也帶動了其地面模擬試驗的研究。

2.飛機電氣系統主要特點

飛機電氣系統主要有以下幾個特點：第一，智能化負載管理中心，以實現各種復雜飛行條件下負載控制的高度協調。第二，機內電氣部件具有自檢測（BIT）功能，可以有效將飛機部件級的故障進行隔離。第三，供電處理機由數據總線獲取各種負載飛行狀態數據信息，依照這些信息和飛機飛行狀態等因素控制系統的各智能終端。第四，系統控制部分采用標準數據總線（目前使用較多的為1553B總線）以實現供電處理機和各智能終端間的數據通信。

3.飛機電氣系統地面試驗臺的計算機控制

從長遠來看，飛機電氣系統發展的總趨勢就是采用分布式配電和負載自動化管理技術。分布式配電不僅可以將配電安全性增強大大提高可靠性，還能減輕配電系統的重量，提高功率使用和負載管理的效能。負載自動管理技術根據飛機發電容量的大小、供電系統的完好程度以及飛機不同的飛行階段自動的斷開和接通用電設備，使系統具有重構的能力，從而保證飛行和任務關鍵負載的可靠供電。分布式配電和負載自動管理的多路傳輸技術系統，是下一代先進飛機電氣系統的發展趨勢，常規電氣系統是無法比擬[1]。

3.1系統模擬控制

自動飛行控制系統由于組成部件多，相互交聯復雜，每項功能的試驗都需要通過多個部品共同實現，因此僅對單個部品進行功能測試，不能有效實現整個系統的自動駕駛控制功能與操縱功能檢測。這就需要進行系統模擬聯試，模擬總裝通電過程，進一步加強對系統檢測能力與故障定位。目前常采用模擬座艙來進行系統綜合模擬聯試模擬座艙內除布置有飛行操縱機構，如駕駛桿腳蹬外，還可通過模擬仿真技術，在主控計算機界面設置虛擬的綜顯畫面、控制手柄、開關、相應飛行儀表及各種告警顯示裝置，使模擬姿態逼真形象，更加直觀。同時系統試

驗臺架由支撐與安裝系統執行機構（舵機）的金屬構架、飛機機械操縱機構及其人工感覺系統、舵機機械加載系統、舵機機械位移轉變為電氣信號的轉換裝置等組成。安裝位置能夠準確反映真實飛機狀態，滿足控制函數及傳遞函數要求；能夠對系統進行地面通電檢查，設計上方便技術人員排故需要；能實現飛機的動態試驗。在進行系統綜合模擬試驗時，可根據自動飛行控制系統總裝通電文件，通過操作與觀察模擬座艙主控計算機的虛擬畫面，對自動飛行控制系統主要功能進行地面通電檢查，對系統功能定性分析、對控制律進行初步判斷、對系統進行定量分析、對性能是否達標進行判斷。例如可通過改變姿態信號和航向信號、大氣信號等仿真飛機動態變化，觀測周期桿，總槳距桿、腳蹬的運動方向[2]。

3.2功能測試控制

自動飛行控制系統接收機上姿態信號、航向信號以及大氣數據信息等。對其各部件功能進行測試，必須進行系統仿真。模擬機載信號，經處理輸入致待測成品中，通過改變輸入信號極性和大小判斷部品工作性能的準確性與可靠性。仿真計算機的模擬方式與精度是地面試驗的關鍵。對系統的部品功能試驗，歸納為以下幾種方法：第一，部件供電及耗電檢查。可采用檢查待測部品接口與線路的正確性，測量負載阻抗，檢查機械零位與電氣零位的一致方法試驗。第二，接通斷開邏輯檢查。用于檢查部品功能轉換的有效性。在試驗室中，使部件處于準備或不同工作狀態時，通過數據采集分析對邏輯進行判斷。第三，功能性檢查。根據各功能的設計規范要求，建立試驗測試流程，通過改變輸入信號極性和大小判斷部品性

能。在試驗中應考慮軟硬件動態環節性能，確保測試結果精確、可靠。第四，與交聯設備接口關系檢測。在飛行控制系統試驗時，凡是與系統交聯的設備都應檢測接口關系，交聯設備原則上采用實際產品參與試驗，但針對新研機型，可采用仿真試驗器代替\"在對自動飛行控制系統各部件進行測試時，還要考慮設備電磁兼容性，防止設備之間的電磁干擾影響試驗測試精度。電磁干擾傳遞途徑可以是沿電源線傳導也可以通過輻射傳遞。仿真設備應進行電磁兼容試驗，以判斷在特定的電磁環境中，在相互干擾的條件下，檢查系統是否仍能正常工作，主要看自動飛行控制系統中的舵機是否抖動[3]。

結語

在長期的飛行試驗過程中，自動駕駛儀出現了一些問題和故障，有些屬于系統故障，有些是系統缺陷，有的屬于對系統認識和理解不到位。由于自動飛行控制系統的系統原理難度大，設備組成多，交聯關系復雜，因而在實際工作中對這些問題或故障的處理也很困難，給生產和試飛交付帶來很大影響，也為機載部品的安全帶來隱患。目前，國內外相繼出現了飛機電氣系統地面試驗臺的計算機控制檢驗飛行控制系統的控制律和飛行品質。因此，飛機電氣系統地面試驗臺的計算機控制其意義主要體現在以下幾點：第一，滿足直升機生產制造軍工條例要求；第二，保障機載部品裝機可靠性；第三，實現交聯系統的檢測；第四，便于故障定位與處理。飛行控制系統地面模擬試驗的研究，對保障系統可靠性以及增強航電系統試驗能力建設具有深遠意義。隨著飛機電氣系統地面試驗臺的計算機控制不斷發展，還需要不斷地深入探討與研究。

參考文獻：

[1]張宏濤，王仲生.飛機電氣系統故障診斷技術新進展[J].航空制造技術，2012，（20）：66-70

[2]高亞奎，支超有，張芬.現代飛機綜合試驗與測試技術研究[J].航空制造技術，2012，（22）：40-46

[3]宋巍.飛行控制系統地面試驗研究[J].黑龍江科技信息，2012，（28）：53