航空電子機載設備可靠性研究

◆何 巖

(中國電子科技集團公司第十五研究所 北京 100000)

航空電子機載設備可靠性研究

◆何 巖

(中國電子科技集團公司第十五研究所 北京 100000)

本文先是簡要介紹了航空電子機載設備的作用和分類，再主要介紹了對于航空機載電子設備可靠性的研究方法，并且選用強化試驗方法為示例進行闡述，簡述了航空數據總線技術在可靠性研究領域的應用。

航空；機載電子設備；可靠性；發展

1 航空電子機載設備概述

隨著科學技術飛速發展，航空電子領域的研究開發也取得了突飛猛進的成就，現投入使用的先進的航空電子機載設備都是包含有通信系統、傳感系統、顯示系統、網絡化控制系統的整個網絡體系。其中按功能細分又可分為飛行、推力、火力、通信導航以及航空電子儀表等系統，有些科技超前的發達國家更是研發出高性能的人機交互體統，這樣一來就可以通過操控計算機網絡來控制和調用整個航空電子設備，并且能夠實現系統全方位的資源共享。

簡單地以民航客機為例，常用的機載電子設備分為機外通信系統和機內通信系統，當讓有一些大型飛機還裝配有衛星通信、飛機通信尋址以及報告系統，這些都屬于航空電子機載設備。其中，機外通信主要負責飛機與地面以及飛機與飛機之間的通信和聯絡，大體包括有高頻通信、甚高頻通信、選擇呼叫以及應急電臺。機內通信則主要包括機內聯絡、旅客廣播。正因為有了這些電子通信系統，才使得飛機航行的安全性得到保障，更能夠增添乘客在旅途中的娛樂性，并使乘客對于服務的需求得到最大滿足。對于民用飛機機載電子設備是如此重要，那對于軍用航行器的重要性就不言而喻了。

2 可靠性檢測及其研究的重要性

既然航空電子機載設備對航行器飛行過程的整個通信系統有如此不可或缺的作用，那我們對于其可靠性的研究也顯得尤為關鍵了。眾所周知，飛機在航行過程中，內部的機載電子設備所處的自然環境條件和機械環境條件不僅復雜多變，很多時候都及其惡劣，提高和改善當前航電系統的安全性、可靠性和不可否認性是值得深入研究的關鍵性課題。

對航電系統的可靠性研究可從以下敏感應力分析入手：極限溫度、溫度急劇變化、振動。這是三個難度系數高、研究過程復雜的傳統部分。在可靠性測試過程中，對設備施加的試驗應力不得小于其真實工作狀態下承受的極限應力，但也不能夠大過破壞破壞極限應力，只有這樣才能讓研究人員發現其潛在危險和缺陷。另一方面，隨著科學技術的飛速發展，人們的生活越來也離不開電子產品，離不開無線電信號，也就是電磁信號。懸掛在天空上方的衛星越來越多，它們無時無刻不在向地球各個地方發送信號，作為回應也會接收來自地球各地的電磁波，我們現在所應用的航空電子通信設備也是借助無線電信號在運轉工作的。但是電磁譜越來越密集的同時，為了提高航電系統的可靠性，電磁屏蔽顯得尤為重要。因為航電系統組成復雜，且高度集成化，除了克服自身各個設備的相互影響，更重要的是屏蔽外界復雜的電磁環境，這樣才有利于飛機安全可靠地飛行。

3 國內外對相關技術的研究現狀及其發展前景

3.1 研究現狀

3.1.1 可靠性強化試驗

早在近三十年前，就有航空電子專家發現傳統的可靠性測試方法和理念存在有周期長且費用高的缺點，為了改善這一方法，科學家們以故障物理學為理論依據，逐漸地提煉出可靠性強化試驗這一先進技術。這一技術的特點在于不像之前那樣，一味地去模擬航行器在航行期間將會面臨的各種真實的自然環境和機械環境，這樣復雜多變的模擬需要的成本非常昂貴，持續的時間周期肯定也不會短，更主要的是這種一次性的模擬并不能全面地窮舉出每種情況，安全可靠性也不能得到保障。而可靠性強化試驗則是通過分析航電系統的組成、工作特點和工作環境來計算各個部分主要受到的敏感應力，以此為依據在測試模擬過程中向航電系統的相應部位施加合適的試驗應力，也就是人為地施加遠高于產品設計初期規定的極限應力條件，如果通過了這樣的可靠性強化試驗，就說明產品的可靠性就得到了大大的提高，人們可以放心地將其投入使用了。

3.1.2 航空數據總線技術

近些年來，航空數據總線技術在全世界范圍內的航空電子領域都稱得上是備受關注的核心技術之一。順應全球智能化的趨勢，航電系統也逐漸走向智能化、綜合化和模塊化。絕大部分發達國家以及像中國這樣科技發展迅速的發展中國家都已經為航空數據總線技術投入大量研發資金，大力培養相關技術人員和專業人才，去探索航空通信領域的未來發展方向。日前，外國公司對于該項技術的研究和發展較國內更加深入，研究方法更加科學，取得的成果也很可喜。國內的形式則不那么樂觀，很多公司只能生產出性能單一的總線產品，而且研發成本很高，以至于性價比很低，對比國外那些更加卓越，幾經完善的結構模塊化產品，差距還是不容小覷的。除此之外，國外企業對很多技術都實施壟斷，國內相關企業的研發部門難及時借鑒學習，技術水平和研究規模相較落后，這樣一來就我國就很難開發出獨立產品。

3.2 發展前景

建立了以航空電子總線為技術核心的基礎，航空電子系統的可靠性將會得到很大的提高。再通過強化試驗對新開發設計的航空機電系統進行可靠性測試檢驗，將這些技術成熟掌握，合理運用，就可以大大地縮短這類產品的研發周期，讓其能夠迅速投入使用，既能提高機電系統的可靠性，有降低了其研發成本，對于整個航空工業的發展都有十分積極的作用。

4 結語

為了跟上當前航空工業發展的前進步伐，機載電子系統的研究與開發也要投入更多的人力、物力和財力。隨著航空電子機載設備的復雜化和高度集成化，人們對于航行器的飛行安全性有更高的要求，這就必須要通過各種測試和飛行實驗對其整個網絡通信系統的可靠性進行全方位的深入研究。只有全部分析透徹了，才能放心地使用飛機上的這些機電設備，并對其進行整體的管理和部分的調用，從而實現飛機上各個數據信息的共享，根據不同的實際情況下進行全面分析，做出正確判斷，使機載電子設備的各個部分都處于高效工作狀態，也處于精準的控制和管理之中。

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