綜合航電系統試飛方案探究

凌寧

摘?要：作為航電系統的發展方向，綜合航電系統為全機提供了大型高效的數據傳輸網絡平臺，也為交聯系統提供了運算存儲設備。本文介紹了綜合航電系統為了驗證其符合FAR 25部相關條款，而提出的試飛方案。

關鍵詞：航電試飛綜合航電系統

中圖分類號：V212 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）10（a）-0151-01

綜合航電系統的設計理念起源于20世紀90年代，美國洛克希德馬丁公司和法國達索公司為了發展新型第四代戰機，創新的提出了綜合航電系統的概念，并在F22、F35和陣風戰斗機中得到了應用。綜合航電系統作為航電系統的一個發展趨勢，2000年以后在波音787，空客A380、A350和國產大型客機上得到了廣泛的應用怎么樣才能驗證綜合航電系統符合FAA試航要求成為了大型客機制造商新的研究課題。

1綜合航電系統

綜合航電系統作為整個航電系統的核心，是一個共享硬件和軟件資源的通用處理平臺。它主要可以為各航電子系統和與之交聯的飛機系統提供集成計算處理能力、網絡通信能力和遠程數據接口能力[1]。綜合航電系統由航電核心處理資源和航電數據網絡兩部分組成。航電核心處理系統是以航電核心處理資源中的通用處理模塊作為數據處理和存儲的中心，通過航電數據網絡中的數據交換組件和遠程數據接口單元實現航電各系統和飛機其它系統的集成交聯和數據傳輸轉換。

2設計規范及驗證條款

由于綜合航電系統交聯的系統眾多，傳輸的信號復雜，對于系統的設計、集成和驗證應符合AC 20-170，對于綜合模塊化航電（IMA）系統的開發、驗證、集成和批準的指南應滿足RTCA DO-297對IMA系統的開發流程的要求[2]。綜合航電系統的適航取證必須滿足FAR 25.1301（a），FAR 25.1309（a），FAR 25.1431（c） （d）這四個基本條款。

3試驗方案

適航取證試驗一共分三個步驟，1.系統實驗室驗證試驗；2.機上地功能試驗；3.飛行試驗。

（1）系統實驗室驗證試驗

實驗室試驗主要是為了證明系統達到設計預期的要求和目標，并且符合適航條款的要求。試驗室驗證試驗必須建立一個綜合航電系統的試驗平臺，所有的平臺組件都與實際安裝在飛機上的組件，軟件＼硬件的構型達到適航要求。

由于綜合航電系統為全機的交聯設備提供了一個數據傳輸的網絡和集中運算的功能，所以在整個實驗室里對綜合航電系統的試驗，就不單單對這一單一系統進行測試，而是要結合所交聯的各個系統一起。

當完成了相關的準備工作，試驗室里對綜合航電系統平臺的試驗就可以完全展開。試驗的方法主要依據DO 297（Test4）：

在試驗室中測試的結果，預測在地面和飛行試驗中的結果；驗證IMA系統的資源配置，健康管理，故障恢復的能力；評估當異常情況發生時，綜合航電系統的反應；評估一個或多個模塊失效對周圍模塊的影響；解決多功能失效或是異常操作情況下的人為因素問題；高強度輻射場（HIRF）試驗；逐一對各與綜合航電系統交聯的系統進行測試。

對各系統和綜合航電系統的單獨測試，工作量巨大，也最復雜。只有通過每個系統的單獨測試，才能在實驗室表明綜合航電系統達到了設計的功能和指標。完成了實驗室試驗，綜合航電系統就可以安裝在飛機上進行機上地面功能試驗。

（2）機上地面功能試驗

機上地面試驗主要分兩個部分，1.系統安裝及調試試驗；2.系統適航審定符合性驗證試驗。

系統安裝及調試試驗，主要是將經過實驗室調試的系統設備安裝到飛機上，由于改變了試驗環境，所以安裝后需要調試才能達到系統功能正常工作。其步驟與實驗室試驗a-g相同。

系統適航航審定符合性驗證試驗的主要目的是在地面完成將要在飛行試驗中的所要驗證的各項適航條款的試驗，為將要進行的飛行試驗準備。

FAR 25.1301a（4），在安裝后要系統功能正常。FAR 25.1309a，系統設計必須保證在各種可預期的運行條件下系統能完成預定功能。FAR 25.1431c，設備在工作的同時不受也不對周圍的系統產生影響。FAR 25.1431d，電子設備的設計和安裝不產生重要負載。

從上面對個條適航條款的驗證可以看出，飛機地面試驗的主要方法是與交聯系統一起，經過長時間的運轉，測試綜合航電系統的可靠性，安全性和準確性。

（3）飛行試驗

綜合航電系統的飛行試驗主要包括，研發試飛和合格審定試飛兩個部分。

研發試飛試驗的主要目的是驗證綜合航電系統設計的各項功能、測試系統的技術性能指標、調整系統參數、發現排除系統設計制造上的故障和缺陷，校正使用維護手冊。由于綜合航電系統的特殊性，在飛行試驗中無法單獨安排試飛科目，所以筆者認為，對于綜合航電系統的試飛需要結合其它科目一并經行。這就需要在與綜合航電系統交聯的各個系統試飛中，加入一個驗證科目，專門針對測試綜合航電系統功能的驗證。在研發試飛中，通過綜合航電系統對各系統的數據傳輸和計算功能的支持，來驗證綜合航電系統達到了設計的功能和指標，并且初步表明符合性驗證綜合航電系統符合適航條款的要求。

合格審定試飛綜合航電系統合格審定試飛試驗是為了驗證綜合航電系統對FAR 25部相關適航條款的符合性，為飛機取得型號合格證提供依據。適航驗證試飛階段從適航驗證試飛開始到申請方取到飛機適航試飛項目規定的全部、齊全、有效的試飛數據為止。合格審定試飛，將針對FAR 25.1301（a），FAR 25.1309（a），FAR 25.1431（c）（d）這四個條款對綜合航電系統進行驗證。合格審定驗證方法，結合交聯各個系統在合格審定試飛中進行驗證，同樣是在各交聯系統中增加綜合航電系統的測試項，每個試驗架次，都對綜合航電系統進行合格審定驗證。綜合航電系統驗證的結果應達到FAR 25部的條款要求，能為各的系統提供可靠、準確、安全的傳輸網絡和計算功能，即達到了適航當局的要求。根據EASA的審定過程，綜合航電系統的驗證時間必須大于300h，以此表明系統的穩定性。

4結語

綜合航電系統作為現代航電系統的發展趨勢，其試飛方法成為了制造商關注的焦點。文章結合了筆者在工作中的研究，總結出了綜合航電系統的試飛方案，作為大型客機的研發試飛和合格審定試飛的參考。

參考文獻

[1]李昕穎，查振羽，崔德剛，等.綜合化航電核心處理系統研究[J].民用飛機設計與研究，2009（S1）.

[2]J.Lewis，L.Rierson.Certification Concerns with Integrated Modular Avionics （IMA） Projects.22nd Digital Avionics Systems Conference （DASC），October 2003.