摘要：本文詳細介紹了綜合故障診斷維修體系在外軍作戰飛機中的應用情況，并對綜合故障診斷維修體系的發展趨勢進行了系統分析。
　　關鍵詞：故障診斷 維修體系
　　中圖分類號：TH17文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2012）09（c）-0213-01
　　現代高技術局部戰爭表明，可靠性、維修性和保障性是提高武器裝備戰備完好性和快速出動能力的基礎，也是武器裝備形成戰斗力的前提條件。綜合故障診斷維修體系是實現武器裝備可靠性、維修性和保障性的重要技術手段和發展方向。國外在新一代戰機中廣泛使用了綜合故障診斷維修保障技術。
　　1 綜合故障診斷維修體系在外軍戰機中的應用
　　美國B-1A飛機采用了機載中央綜合測試系統（CITS），CITS是一個與飛機航空電子系統和非航空電子系統相連、但又完全獨立的測試系統。它是通過一個機載數字計算機和一個存儲的實時軟件來對飛機實施測試，該系統具有下述能力：測試并檢查飛機分系統在飛行中和地面上的性能；向機組人員顯示故障分系統的使用模式；識別故障并將其隔離到故障的LRU（利用機載手段）；在盡可能不使用地面設備的情況下，為地面進行故障識別和隔離（LRU）提供測試數據和測試結果；記錄故障及趨勢數據并打印故障數據。為了完成上述功能，CITS可提供下述三種情況的信息：飛行中飛機的性能信息、地面時飛機的戰備完好性信息和故障隔離信息[1]。
　　俄羅斯SU-37、SU-47飛機采用綜合信息系統，使整個裝備故障定位可達到單個的插件級。在飛行中發生故障時，綜合信息系統的顯示器將向飛行員提供有關故障和建議如何糾正的信息或指示下一步的操作，這些信息同時以語音形式給出。
　　“陣風”是21世紀法國海空軍的主力戰斗機，在可靠性、保障性、測試性、持續能力和機動部署能力等方面都進行了較大改進。“陣風”飛機上的所有系統都由集成在任務計算機中的狀態監測系統（HMS）進行實時監控，可對故障進行精確的定位。該系統還對機體的部件進行單個跟蹤，監控疲勞情況。這種獨特而完全自動化的監控系統有助于縮短飛機的再次出動準備時間，便于排故和修理，大大減少對地面保障設備的需求。測試性目標要求可達到95%的故障檢測率，并能檢測所有安全關鍵的故障。
　　F-22是美國空軍用以代替F-15的第四代戰斗機，是美國21世紀空軍的主戰飛機。F-22采用機載綜合診斷系統，具有廣泛的機內檢測（BIT）能力，如在發動機和機身上、航空電子系統中可分別產生15000個故障報告，診斷系統可以深入到外場可更換模塊（單個的電路板）級確定故障。該系統還有各種機內檢測傳感器、故障過濾器和重要故障數據記錄。通過故障過濾器，可以確定某個故障是否足夠嚴重，需要向駕駛艙里的飛行員發出提示或警告。通過故障數據記錄，使維修人員準確掌握部件何時失效。
　　F-35多用途聯合攻擊機（JSF）是美國國防部的最新戰術飛機，和F-22一起構成21世紀的主戰飛機。在JSF中全面引入飛機故障預測和完好狀態管理系統，其基本思想就是采用先進的傳感器技術、飛機實時故障監測和預測技術、多傳感器數據融合技術等對飛機飛行過程中的故障和飛機狀況進行實時監測和預報，對飛機剩余壽命進行預測；向地面實時傳輸記錄的故障數據，實現地面的預測維修和后勤保障，即實現了故障診斷、維修和后勤保障的一體化。該系統可增加系統的安全性，減少壽命周期成本。在工業和武器裝備領域，21世紀將是以先進的傳感器技術和故障分析技術為基礎的故障預測和完好狀態管理系統的時代。JSF中綜合診斷的目標是與現有攻擊機相比，減少人力需求20%～40%，增加作戰出動架次25%，減少后勤保障復雜度50%[2]。
　　2 外軍戰機綜合故障診斷維修體系的發展趨勢
　　綜合外軍作戰飛機的故障診斷體系結構和技術，其發展趨勢表現為以下幾個方面。
　　（1）數字化。以計算機為中心的故障檢測與診斷自動化，帶來故障診斷和維修保障過程技術數據的數字化，可改善飛機裝備的保障能力，縮短保障時間，提高新一代飛機裝備的戰備完好性，降低裝備的使用和保障費用。如交互式電子技術手冊（IETMS）的使用等。
　　（2）綜合化。飛機設計、制造、故障診斷、維修和后勤保障過程信息的綜合化，以及診斷、維修和后勤保障的綜合化，可提高故障診斷的準確性和速度以及維修和后勤保障的效率，減少飛機的壽命周期成本。
　　（3）層次化。飛機故障診斷通過機載實時診斷、地面綜合診斷相結合的層次結構來實現。機載實時診斷系統完成對飛機飛行過程中故障的實時檢測、隔離和系統重構，為地面診斷提供初始診斷基礎；地面診斷系統則根據各種信息對飛行中的可疑故障進行深層次的綜合診斷，可提高故障診斷的準確度和速度，減少維修工作量和時間。
　　（4）網絡化。利用當今快速發展的數字化通信、網絡傳輸等信息技術來完善故障診斷、維護和后勤保障體系，已成為一條必由之路，如美國在JSF等新機中通過網絡傳輸實現機載診斷和地面診斷、維修和后勤保障的綜合，實現自治后勤系統等。
　　（5）仿真化。建模仿真與虛擬現實技術在故障診斷、維修保障領域的應用具有廣闊的前景。它不僅可用于系統指標論證、方案權衡、分析與設計，還可用于系統的試驗驗證與評價，系統的使用培訓等方面，從而大大提高設計與分析的精度、縮短研制周期、降低壽命周期費用。
　　（6）智能化。人工智能技術在各種武器裝備的發展中得到了廣泛應用，使各種系統具有在復雜狀態下進行自動處理和推理以完成規定功能的能力，實現智能化。在新一代作戰飛機的故障監測、診斷、容錯與系統重構以及維修保障管理中大量使用包括模糊邏輯、神經網絡、智能體、信息融合、數據挖掘等在內的人工智能技術，可提高故障診斷的速度和準確率以及維修保障的效率，其中智能傳感器是重要基礎[3]。
　　（7）小型化。美軍在F-22以及JSF等新機中大量使用便攜式診斷維修輔助設備（PMA），可進行診斷維修技術數據的存儲、分析和顯示，系統狀態監測與預報，飛行計劃數據的上傳和飛行數據的下載，對故障隔離和維修過程進行指導，進行部件的查詢和訂購等。PMA是野戰環境下飛機外場診斷維修的重要設備，在美國國防部的武器裝備項目中得到廣泛的應用。
　　參考文獻
　　[1]楊君，等.裝備智能故障診斷技術[M].國防工業出版社，2004，8.
　　[2]聞欣，等.控制系統的故障診斷和容錯控制[M].北京：機械工業出版社，2005，7.
　　[3]王道萍，等.武器系統故障智能診斷理論與方法研究[M].石家莊：軍械工程學院，2005，