一種輔助民用飛機高升力系統全機地面模擬試驗的地面支持設備

趙繼

【摘 要】高升力系統是民用飛機的重要系統，高升力系統全機地面模擬試驗是在民用飛機首飛前必須進行的地面試驗項目，以驗證系統級需求是否得到滿足，系統功能是否完備。本文在現有高升力系統全機地面模擬試驗的基礎上引入了一種輔助試驗的地面支持設備，對地面支持設備進行了較為詳細說明的功能描述，說明了使用地面支持設備輔助試驗的可行性和有效性。

【關鍵詞】民用飛機；高升力系統；全機地面模擬試驗；地面支持設備

A set of Ground Support Equipment Used to Support Civil Aircraft High Lift System Iron Bird Test

ZHAO Ji

（Flight Control Department， Shanghai Aircraft Design and Research Institute， Shanghai 201210，Chian）

【Abstract】High lift system is an important system of civil aircraft. High lift system iron bird test is a test item which must be done before the first flight in order to verify if the system requirements are satisfied and the system functions are fulfilled. A set of ground support equipment is introduced in this paper. Functions of the ground support equipment are described in detail. At last， possibility and validation of using ground support equipment to support the test items are analyzed.

【Key words】Civil Aircraft； High Lift System； Iron Bird Test； Ground Support Equipment

0 引言

民用飛機高升力系統是現代民用飛機提高起飛升力、縮短起降滑跑距離、增強機場適應性的關鍵系統[1]。高升力系統通過控制襟/縫翼的伸出來改變機翼的彎度和面積，從而提高飛機的增升效果，減少飛機起飛或著陸時的滑跑距離。

高升力系統全機地面模擬試驗的試驗項目多、涉及內容廣、試驗過程復雜，在當前高升力系統全機地面模擬試驗中，無法實時掌握試驗過程中高升力系統的系統狀態和故障信息，現有的數據采集系統存在可采集數據種類有限、采集量小的缺點。

為解決上述問題，提高試驗效率，引入一種能夠輔助進行試驗的地面支持設備顯得尤為重要。對此，本文說明了一種能夠輔助民用飛機高升力系統全機地面模擬試驗的地面支持設備。使用該設備輔助進行試驗，能夠實時的掌握系統狀態、系統故障信息和記錄相關總線數據，提高試驗效率。此外，地面支持設備還可以向高升力系統襟/縫翼計算機發出仿真的空速、高度和迎角等大氣數據信號，還可以代替飛機真實的機載維護系統，實現對高升力系統維護功能的操作，在非交聯狀態下，地面支持設備的這些功能顯得更為重要。

1 民用飛機高升力系統概述

民用飛機的高升力系統主要包括電子控制系統和傳動系統兩大部分[2]。

民用飛機高升力系統全機地面模擬試驗主要包括功能驗證試驗、故障模擬試驗和接口交聯試驗。功能驗證試驗主要是驗證高升力系統系統級需求中定義的高升力系統的各個主要功能和性能需求是否滿足。故障模擬試驗主要是驗證高升力系統監控、鎖定、告警等功能是否符合系統需求。接口交聯試驗主要是驗證高升力系統與航電等飛機其他子系統電子接口和物理接口交聯的正確性。

2 地面支持設備詳細功能說明

2.1 地面支持設備的硬件核心組件

圖1 地面支持設備結構框圖

地面支持設備主要包含仿真器、數據記錄儀（Data Recorder，DR）、與高升力系統襟/縫翼計算機連接的接口盒裝置以及連接線纜。地面支持設備的結構框圖如圖1所示（黃色設備為真實高升力系統設備，藍色設備為地面支持設備，藍色連接線為連接線纜）。仿真器和數據記錄儀是地面支持設備的核心組件。

仿真器包含了1臺筆記本電腦和1個12收4發的ARINC 429接口USB模塊。仿真器的主要作用是可以模擬航電系統向高升力系統襟/縫翼計算機發出仿真信號，代替真實的機載維護系統實現高升力系統的維護功能操作。

DR包含了1臺筆記本電腦和2個最大可支持24路ARINC接收通道的ARINC 429接口USB模塊。DR可以監控并記錄ARINC429數據和選擇的離散信號。

與高升力系統襟/縫翼計算機連接的接口盒裝置可以提供如下功能：

（1）可以通過所有地面支持設備不接入時的襟/縫翼計算機信號；

（2）可以通過接口盒上的機械開關選擇是否使高升力系統接入地面支持設備的仿真器；

2.2 地面支持設備軟件功能描述

2.2.1 仿真器軟件功能描述

仿真器通過仿真器筆記本電腦中的CoPilot軟件實現主要功能。CoPilot軟件的初始界面為維護功能面板。該界面包含了用戶輸入部分和輸出狀態顯示，模擬機載維護系統的指令均通過該界面發送。

除維護功能面板外，CoPilot軟件還包含了接收/發送標簽數據（Rx/Tx Label Data）界面。該界面顯示了所有通過總線發送和接收的ARINC標簽數據，在發送標簽數據界面，可以編輯相應數據模擬航電系統向高升力系統襟/縫翼計算機發出仿真信號。

CoPilot軟件還包含了Python界面，主要用于軟件功能的進一步開發。

2.2.2 DR軟件功能描述

DR具有三個主要功能：數據記錄、后續處理和畫圖分析。3個主要功能由DR筆記本電腦中的3個軟件分別實現。

數據記錄功能由LabVIEW代碼實現，經過數據記錄軟件采集后，數據以多個.txt格式文件的形式保存，以方便進行后續處理。

后續處理是指對記錄的數據進行再處理，由Python代碼實現，將數據轉換為可以使用DIAdem軟件直接進行畫圖分析的數據。后續處理過程中，可以根據需要選擇所要轉化的數據，也可以選擇不同的數據進行處理或使用數據選擇模板選擇要處理的數據。后續處理后，數據存儲為.csv格式的文件。

畫圖分析是對記錄的數據進行后續分析的過程，由NI的DIAdem軟件實現。可通過選擇需要進行畫圖的數據和相應的模板完成畫圖分析操作，軟件提供了同時直觀的觀察1個或多個變量值的變化情況的可能，對具體試驗狀況進行現場分析，大大提高了試驗效率。此外，還可以將數據圖片導出成.pdf格式文件，便于后續應用。

3 結束語

在高升力系統的全機地面模擬試驗中，地面支持設備的引入能夠使試驗人員直觀的看到高升力系統各個Label狀態位的具體狀態，實時了解系統的運行狀態，為具體試驗的實施帶來了較大便利。地面支持設備支持大數據量實驗數據的記錄和后續處理分（下轉第51頁）（上接第145頁）析，便于對具體試驗過程進行離線分析，實現對試驗過程中出現的故障的檢測和定位，讓試驗人員能夠更加全面的掌握整個試驗過程。

隨著試驗的開展，地面支持設備的進一步的開發和在后續機上試驗與試飛試驗中的推廣應用顯得更具意義。

【參考文獻】

[1]陳迎春，李亞林，葉軍科，等.C919飛機增升裝置工程應用技術研究進展[J].航空工程進展，2010，1（1）：1-5.

[2]嚴少波，黃建國.飛機后緣襟翼運動同步性設計和計算[J].民用飛機設計與研究，2011，1：20-32.

[責任編輯：朱麗娜]