現代飛機頂層測試性及綜合診斷設計方法的分析

楊玲美

摘 要：現代化飛機系統設計愈發向著綜合化的方向發展，飛機頂層測試性設計也就更加具有綜合性與整體性，本文基于現代飛機對頂層測試性與綜合診斷設計的綜合性與整體性的需要，結合實際情況給出現代飛機頂層測試性與診斷設計的方案，研究頂層測試性設計方法，并對飛機級測試性設計結果進行探討。

關鍵詞：現代飛機；頂層測試性；綜合診斷設計

中圖分類號：V216.8 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）09-0038-01

飛機設計難度與復雜程度不斷增加的情況下，飛機測試性設計對象、功能、要求與標準都發生了相應的變化。根據相應的技術標準與設計要求，對飛機采取綜合性與整體性的頂層測試設計方法，以充分發揮綜合診斷設計效果，進一步拓展飛機頂層測試性技術應用效果。

1 現代飛機頂層測試性與診斷方案設計

1.1 診斷目標與設計思路

綜合診斷設計的總體目標能夠對飛機診斷設計結果，可以確保飛機維修保障手段的實施，如飛機航行前后的檢查與準備工作、飛機運行在線檢測等技術措施。診斷方案的設計思路要能夠對飛機整機測試設計的開展進行闡述，以及分析如何有效銜接三級測試性設計，如何組織系統測試、針對系統與成品件如何跳出其設計要求、如何確保設計思路的綜合與仿真性等[1]。

1.2 設計指標與診斷能力

根據飛機設計的設計要求與設計標準，確定飛機測試性設計對象，根據飛機測試性設計的故障診斷修、測試性設計需求與測試設計結果實用性需求等各種因素確定診斷能力責任對象，并確保飛機頂層設計測試性與綜合診斷水平能夠滿足綜合設計需要。飛機頂層測試性與綜合診斷設計指標包括研制要求與設計要求，要求飛機的診斷能力能夠滿足診斷對象的需要，明確飛機診斷覆蓋范圍，以更好地進行飛機測試性分配。在此基礎上，還需要對飛機診斷指標與測試要求進行適當分解，要求按照飛機診斷、系統診斷與成品件診斷三個層級來進行，在診斷方案中，結合飛機構型與測試性設計需要加以分析，拆分功能系統需要與飛機診斷能力需求，并向系統進行合理分配，以作為飛機系統診斷的重要標準。

1.3 功能定位

對于飛機測試性設計進行功能定位，是指對于測試性設計結果的功能要求，科學而有效的飛機測試性設計要求具備以下功能：（1）使用、診斷、測試等功能描述；（2）能夠對飛機狀態進行監控，并對可觀測性與可控性功能進行測試；（3）描述系統在線BIT功能；（4）系統與故障診斷、示警、數據存儲與維護功能的描述；（5）飛機數據下載與打印功能的描述；（6）飛機最低放飛功能的描述。

1.4 診斷架構

飛機診斷方案設計的基礎是診斷架構與功能定位，因而功能定位之外還需要充分明確診斷架構設計的重要性。影響診斷架構設計的因素包括：飛機測試性設計的面向對象，包括飛機故障等；飛機綜合測試性設計；與飛機與系統測試性設計之間的匹配性；診斷架構設計的可觀測性與可控制性；頂層測試性設計的信息流；人機界面與存儲界面的考量；與地面測試設備以及二級檢測設備之間相互匹配的考量等。

1.5 系統診斷方案

飛機測試性設計方案應當包括系統測試性方案的設計，從而確保飛機頂層測試性設計與診斷設計的整體性。系統級診斷方案是飛機頂層測試性設計的重要對象，其考量的主要因素不同于飛機測試與診斷方案整體性的考量因素，具體包括：（1）飛機系統測試性設計的面向對象；（2）需要進行狀態監控的飛機運行系統對象；（3）飛機運行系統的診斷架構；（4）可觀測性與可控制性前提下，系統診斷架構對于飛機的要求；（5）飛機綜合診斷與系統診斷之間的銜接；（6）飛機運行與系統故障數據信息的存儲等。

1.6 診斷結果與飛機綜合保障的匹配性說明

飛機頂層測試性設計結果，主要應用方向在于對飛機進行的綜合保障措施，具體包括維修、使用與檢查保障。因而也需要檢測飛機診斷設計的整體方案是否能夠滿足飛機運行的綜合保障，并對其進行理論認證，開展飛機機綜合保障系統數據下載設計、對飛機綜合保障使用方式與時機進行說明。

2 測試性頂層設計

2.1 維護操作程序

飛機頂層測試性設計應當以一個統一的目標來一以貫之，這一目標即是飛機的使用與維修保障需求。分析飛機的測試性設計需求，以滿足飛機使用與維修保障需求為前提，并綜合飛機故障監控與診斷措施、飛機各個層面的故障檢查等技術因素，對其加以綜合定義，對其性能與功能進行拆解與重新調配。根據現代飛機運行系統的整體控制理念，對于維護操作程序設計首先應當重點思考如何實現飛機機測試性設計的顯示（包括飛機運行狀態在線監控與監控數據信息存儲、飛機狀態地面通電檢查顯示等）與控制功能、如何對顯示與控制功能進行定義等。

維護操作功能是現代飛機測試性設計的頂層設計文件，對飛機運行狀態進行在線監控、地面通電檢查飛機故障與維護過程的顯示與控制程序加以定義。在此之前，對于飛機的檢查與測試是單獨進行的，隨著信息技術與計算機應用技術逐漸應用與飛機及飛機運行系統，以及技術水平的迭代與升級，飛機與飛機運行系統的整體性與綜合性程度不斷提升，對于飛機故障問題所采取的測試、檢查與維護方式也發生了相應的變化，這是技術的飛躍帶來的重要變化。

現代飛機的故障維護操作具體包括以下程序：（1）飛機故障維護手段的定義；（2）飛機狀態與故障顯示及控制資源的定義；（3）飛機與飛機運行系統故障維護的主要對象維護顯示與控制；（4）故障檢測與維護方式的顯示及控制；（5）飛機運行與系統故障的警示與處理措施等。

2.2 測試性的頂層設計

飛機測試性頂層設計，飛機狀態檢測與故障診斷設計、飛機系統機內自檢設備、飛機系統成品件BIT設計等工作可以由飛機測試性頂層設計提供標準與參考。測試性飛機頂層設計，應當具備測試性功能，并能夠實現測試性功能的靈活調配，具體包括自動加電測試、測試飛機系統后臺運行的周期、測試人機交互效果、監控飛機運行狀態等，并對人機接口規劃進行定義，為飛機的地面通電檢查設備提供一定的輔助功能，并具備輔助功能界面、現代飛機必須具備的信息交流與護具存儲等要求。

3 飛機級測試性設計結果

飛機頂層測試性設計結果應當是飛機狀態的綜合檢測與診斷系統，通過對檢測飛機性能與運行狀態，監控飛機駕駛艙狀態來明確飛機使用性能是否存在下降的情況，在飛機系統與故障之間加以隔離，根據系統故障診斷結果將之隔離到航線可更換組件，并根據故障情況與故障診斷與隔離情況確定飛機最低放飛清單。要求綜合檢測與診斷系統具備顯示與地面控制功能，可以實現數據信息分析與存儲，具備與故障維修之間的接口。綜合檢測與診斷系統還應當通過測試性設計對系統級測試性設計結果綜合檢驗過進行拆解，旨在明確測試性設計技術的使用狀態是否符合要求[2]。

4 結語

在實際應用過程中，設計者需要在完成飛機頂層測試性與綜合診斷設計的前提下，根據不同型號飛機運行的特點與實際需求進行開展有差別的定義與調整工作，以確保測試性設計與綜合診斷設計的有效性。

參考文獻

[1]褚江萍.大型客機駕駛艙設計中頂層設計理念的應用[C].中國航空學會青年科技論壇，2014.

[2]崔廣宇，馬存寶，和麟.現代飛機頂層測試性及綜合診斷設計方法[J].計算機測量與控制，2013，21（12）：3181-3183.