飛機間接功能系統功能清單分解淺析

摘 要：將飛機級功能分解到系統級功能是飛機研制過程中的重要環節，合理的功能分解產生的功能清單，可使得系統設計和功能危險分析更清晰，流暢。本文以電源系統功能清單為例，淺述間接功能系統的功能清單分解思路，對飛機級功能分解到電源系統系統級功能清單提出建議。

關鍵詞：功能清單;直接功能系統;簡介功能系統;功能危險分析;安全性設計

1 概述

飛機級功能清單可分為直接功能和間接功能，直接功能為與機組、其他飛機、外部環境、成員或地面系統、維修等要素的接口功能。間接功能不直接執行飛機功能，而為直接功能系統提供能源或服務，如提供電源功能。為便于描述，將設計主要包含直接功能的系統定義為直接功能系統，設計主要包含間接功能的系統定義為間接功能系統。

電源系統功能為向飛機各用電系統或設備提供滿足預訂設計要求的電能。

2 功能清單分解

根據ARP 4754A《對于高度集成和復雜飛機系統的審定考慮》所建議的飛機或系統研制過程流程，如圖1所示[1]，將飛機功能分配到系統是其中的重要環節，合理的功能分解產生的功能清單，可使得系統設計和功能危險分析更清晰，流暢。

功能清單在整個飛機研制過程中的主要作用為：

1. 正向設計：將功能清單進行層層分解，轉化為設計需求，作為系統設計和項目設計的輸入;

2. 安全性設計：主要是指功能危險性分析，對各級功能的失效模式進行分析，以確定其功能失效安全性等級，并將功能失效安全等級要求作為安全性設計的輸入和頂層要求。

從功能清單的主要作用考慮，其應該具備以下特性：

1. 完整性：系統級功能清單應完整的包括系統所有功能，以保證系統設計的完整性，以及安全性分析的充分性;

2. 互不干涉性：系統功能清單應盡量做到互不干涉，即功能1與功能2應盡量做到沒有重復部分，以使各分系統、分系統設計邊界清晰，達到簡化系統設計工作，避免重復設計的作用。

3 直接功能系統功能清單

直接功能系統的功能清單由系統所執行的具體功能直接決定，而與其他系統無關。比如操縱系統功能可分解為副翼操縱，升降舵操縱，方向舵操縱等。

4 間接功能系統功能清單

間接功能系統的功能應與其向直接功能系統提供的能源或服務相對應。以電源系統為例，其功能為1）向操縱系統供電，2）向液壓系統供電，3）向空調系統供電等。為避免機械的列出向各直接功能系統供電，可以根據全機用電設備的類別進行劃分，如功能1：向直流正常負載供電，功能2：向交流負載供電，功能3：向應急負載供電。劃分的原則是，按用電設備安全等級進行性分類，安全等級相同或相近的用電設備劃分為同一類。這樣分解功能清單即可滿足完整性和互不干涉性要求，也更便于系統的正向設計和安全性設計。

5 電源系統功能清單

根據設計經驗，一般可將電源系統設計為以下分系統：直流主電源系統、交流主電源系統、應急電源系統、輔助電源系統、配電系統等。在進行電源系統功能清單劃分時，常將分系統作為功能清單，如功能1：直流主電源供電，功能2：交流主電源供電，功能3：應急電源供電，功能4：輔助電源供電，功能5：配電等。這樣劃分在進行正向設計時是方便可行的，但在安全性設計時，無法準確評估其失效安全等級，如配電功能喪失的安全性等級。

電源系統主要功能是向其他直接功能系統提供能源，其功能失效危險等級應由使用電源的直接功能系統決定。

如將電源系統功能劃分為功能1：向直流正常負載供電，功能2：向交流負載供電，功能3：向應急負載供電，在進行電源系統框架搭建時，可配置主電源系統、應急電源系統、配電系統等分系統，所以主電源供電功能、應急供電功能、配電功能是在進行電源系統設計時，設計出來的分系統，而不是電源系統最基礎的功能，是完成方案設計后的功能重組。因為設計人員的設計經驗影響，容易在一開始將電源系統功能劃分為主電源供電，應急電源供電，配電等。從安全性分析角度看，這種劃分不一定合理。

電源系統功能清單一般按多級進行一級一級進行細化分解，已識別出便于正向設計和安全性設計的功能清單。

6 飛機電源系統功能清單

綜合以上因素考慮，飛機電源系統功能可分解為如表1所示功能清單。

7 結束語

功能清單是飛機各系統設計基礎，但在設計過程中往往不受重視，特別是對于間接功能系統的功能清單，不能做到足夠清晰和完整，并有助于系統設計。本文以電源系統為例，淺談對間接同能系統功能清單的分解方法，以上電源系統的功能清單分解方法亦不一定合理，后續將對這一問題進行持續思考和優化。

參考文獻：

[1] ARP 4754A《對于高度集成和復雜飛機系統的審定考慮》2010

[2] ARP 4761《民用機載系統和設備安全性評估過程的指南和方法》1996

[3]馬述訓，戎一龍，《飛機設計手冊第16冊—電氣系統設計》1999

作者簡介：

陳遠剛，男，工程師，畢業于內蒙古工業大學機械電子工程專業，研究方向：航空電氣。

（中航通飛華南飛機工業有限公司，廣東 珠海519040）