(西安飛機工業(集團)有限責任公司試飛站飛行試驗室,陜西西安 710089)
為保障飛機飛行安全,國家有關飛行試驗管理規定,要求對飛行參數據進行譯碼判讀,通過飛參譯碼判讀方式,來檢驗飛機的飛行性能以及飛機的設計制造質量,具體地說就是判讀識別飛機、發動機、機載設備的狀態信息以及故障信息,為飛機故障診斷、預測、輔助飛行訓練、事故預防與調查分析提供科學依據。
飛機飛行過程中,機載飛行數據記錄器(防護記錄器)中記錄的飛行數據[1]。
將飛參數據由源碼轉化為物理量的過程。
按照相應的判讀[2]標準,對轉化為物理量的飛參數據進行分析判斷。
以飛機性能、指標等要求制定的判讀規則[4],是飛參數據判讀的技術依據。
在標準大氣壓,一定溫度下,飛機在起飛狀態下,飛機設計部門對發動機高壓轉子轉速與發動機低壓轉子轉速范圍都有一定的要求,隨著飛機飛行參數數量的不斷增多,為了能快速對每架次飛機飛行的飛參性能進行測試,在飛參判讀軟件系統里,利用邏輯表達式以判讀標準為基準,甄別出飛參性能滿足技術指標要求與否,但對于有些設計給定的技術指標要求,用目前的自動判讀規則庫里邏輯表達式無法進行甄別,為了能夠驗證設計給定的技術指標,不妨用逆向思維來進行分析處理飛參自動判讀規則的此類難點問題,從而提升飛機飛行安全保障能力。
本文就發動機高壓轉子轉速為例作一介紹,相信會給讀者帶來收獲與啟發。設計要求,發動機在起飛狀態下,高壓轉子轉速為A值<轉速表達式<B值,對于高壓轉子轉速下限A值無法用邏輯式表達出來,究其原因,飛機在起飛飛行過程中,發動機的高壓轉子轉速是從0開始到轉速A值,最后到高壓轉子轉速B值,轉速B值是飛機發動機高壓轉子轉速的極限值。按照設計給定的高壓轉子轉速的指標要求,從理論層面上講,在飛參自動判讀規則中,飛機處于起飛狀態時,發動機高壓轉子轉速不僅大于B值需要顯示發動機高壓轉子轉速超限故障信息,同時高壓轉子轉速小于A值也需要顯示發動機高壓轉子轉速超限故障信息。
對于飛機在起飛狀態時,發動機高壓轉子轉速不低于A值,不超過B值這兩項技術指標要求當中,高壓轉子轉速超過B值,在飛參判讀規則中,容易表示出來,即“高壓轉子轉速表達式>B值”,快速判讀可以甄別出并顯示發動機高壓轉子轉速超限故障狀態信息。但對于飛機在起飛狀態時,發動機高壓轉子轉速不低于A值,這一技術指標要求轉換為一條自動判讀規則來表達,不像“高壓轉子轉速表達式>B”值這條語句那樣簡單可以實現。因為高壓轉子轉速小于A值的情況,在飛機飛行中是普遍存在的,僅依據“高壓轉子轉速表達式<A值”來判讀,飛機在起飛狀態下發動機高壓轉子轉速低于設計要求的高壓轉子轉速A值超限故障信息是可以的。但是在飛機起飛時的其他狀態,發動機轉速也會出現低于高壓轉子轉速A值的情況。在這種情況下,飛參自動判讀系統也會顯示出發動機高壓轉子轉速超限故障信息。由此可見,“高壓轉子轉速表達式<A值”這條語句不僅是針對飛機起飛狀態下的發動機高壓轉子轉速出現超限的故障信息,而且包含飛機整個飛行過程中出現的發動機高壓轉子轉速低于A值非真故障信息,飛機除在起飛狀態下,發動機高壓轉子轉速低于A值是符合飛行安全要求的。因此判讀飛機只在起飛狀態下這一時間段,發動機高壓轉子轉速低于A值超限的故障信息,目前在各型號飛機飛參自動判讀規則中還沒有見到。
在目前的飛參判讀規則中,只有“轉速表達式>B值”的語句表達式,而無“轉速表達式<A值”的判讀語句。為了能按設計給出的飛機在起飛狀態時,發動機高壓轉子轉速不低于A值,不超過B值這兩項技術指標要求,依靠自動判讀規則語句,來獲得發動機高壓轉子轉速超限的故障信息,筆者提出以逆向思維的分析方式可甄別出發動機在起飛狀態時,高壓轉子轉速低于A值超限故障信息的方法,以饗讀者。
飛機在起飛狀態時,發動機油門桿位置不低于C值,油門桿位置不大于D值。飛機在起飛狀態時,發動機高壓轉子轉速不低于A值,高壓轉子轉速不大于B值。同是飛機在起飛狀態時,可將發動機油門桿與發動機高壓轉子轉速關聯起來,常規做法是用發動機高壓轉子轉速來判讀發動機油門桿位置,現在反過來用發動機油門桿位置來判讀發動機高壓轉子轉速未嘗不可。發動機油門桿位置不低于C值,與發動機高壓轉子轉速不低于A值關聯起來。油門桿位置不大于D值與發動機高壓轉子轉速不大于B值關聯起來。發動機油門桿在位置C值與位置D值之間,在飛機整個飛行中,只有在飛機起飛狀態時出現。在其他飛行狀態中,發動機油門桿數值不會與發動機油門桿C值與D值區間內任一數值相重合。基于這種情形,判斷飛機在起飛狀態時,發動機高壓轉子轉速不低于A值時,用“C值<油門桿表達式<D值”&“高壓轉子轉速表達式<A值”來甄別發動機高壓轉子轉速低于A值超限故障信息。為了能更準確地進行判讀,可以在“C值<油門桿表達式<D值”&“高壓轉子轉速表達式<A值”這條語句的基礎上,再加上“E值<低壓轉子轉速表達式<F值”(E值和F值是設計給定的飛機在起飛狀態時,發動機低壓轉子轉速不低于E值,不高于F值),即表達式為“C值<油門桿表達式<D值”&“高壓轉子轉速表達式<A值”/“E值<低壓轉子轉速表達式<F值” &“高壓轉子轉速表達式<A值”,這樣就會得到更滿意的結果。
有興趣的讀者,可以使用本文的方法來解決甄別發動機低壓轉子轉速超限故障信息的問題。同樣判讀發動機、APU的排氣溫度在起飛狀態下是否超限等也可參照此類方法進行解決。雖然難以直接判讀出設計給定的技術指標所要求的在給定的時間段發動機、APU的性能指標,但根據從嚴的判讀原則[5]要求,可以將給定的時間段前后延長,前后延長的時間段包含給定的時間段范圍,通過多個條件的時間交集,即可間接地判讀發動機、APU起動時的排氣溫度,這樣的判讀結果也令人非常滿意。在實際分析處理的時候,要比本文所述方法更費一些周折,但經過努力最終還是能夠實現的。
在飛參判讀過程中,會有許多類似用常見的邏輯表達式難以實現判讀的情況,不妨改變傳統思維模式,通過運用逆向思維的方式,從多個關聯的飛參逆向思維來判讀一個飛參性能,完成飛參判讀工作,按照設計要求,甄別出飛參反映的飛機相關故障信息,提升飛參自動判讀效率。