淺析國內飛參使用現狀與發展建議

周圣林 毛海濤

（中國人民解放軍92728部隊，上海 200436)

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淺析國內飛參使用現狀與發展建議

周圣林 毛海濤

（中國人民解放軍92728部隊，上海 200436)

[摘要]在深入分析總結國內飛參使用現狀、不足和主要原因的基礎上，就如何更好地發揮飛參在飛行訓練、事故分析、故障診斷等方面的關鍵作用，進行了分析研究并提出了相關建議。

[關鍵詞]飛參；事故分析；狀態監控；飛行安全

[收修訂稿日期] 2015-11-30

飛機在飛行過程中，各系統、各部件的工作狀態總能通過相應的參數表現出來。從上世紀中葉開始，美國、德國、法國、前蘇聯等國家就在飛機上加裝飛行參數記錄系統（簡稱飛參系統）。該系統能記錄并保存飛機飛行過程中的一些重要參數（簡稱飛參數據）。一開始飛參的功能主要是為飛行事故調查、事故分析提供依據；如今隨著機載電子設備技術的迅速發展，飛參的作用發生了巨大的變化，其作用與飛行安全、飛機維護以及飛行訓練結合得越來越密切。

裝備的發展必須以需求為牽引，飛參也不例外。目前，飛參在國內飛機輔助維修、飛行訓練及發動機綜合監控等方面的應用前景呈現良好的勢頭，用戶對飛參的認識日益提高，空勤、地勤以及質控人員對飛參的應用尤為重視。

然而由于國內技術能力、組織管理等方面原因，目前國內飛機飛參系統和應用的總體技術水平較國際先進水平還有一定的差距，飛參記錄設備故障率較高、飛參數據應用軟件功能簡單，難以滿足用戶實際使用需求。為充分發揮飛參在飛行訓練、事故分析、故障診斷等方面的關鍵作用，必須深入分析國內飛參使用的現狀與差距，查找根源，準確把握問題實質，并采取切實可行的措施辦法破解瓶頸，從而充分有效發揮飛參的重要作用。

1　國內飛機飛參使用現狀

我國自上世紀70年代開始研制、使用飛參裝備，雖然起步較晚，但發展迅速。最初只用于飛機試飛時記錄幾個關鍵參數以便對飛機設計性能進行驗證。經過30多年的使用，飛參已在國內飛機事故調查、維修監控以及訓練評估等方面均發揮了不同程度的作用。

1.1利用飛參數據測試驗證飛機設計性能

飛參系統為飛機試飛提供了飛行速度、高度、航向等重要參數，便于地面專家分析飛機是否達到了設計性能，其已在國產新型飛機試飛中發揮了重要作用，為飛機結構強度、可靠性測試提供了科學依據。

1.2利用飛參數據調查失事飛機的事故原因

輔助調查失事飛機的事故原因是國內大規模加裝飛參系統的源動力。具有卓越抗墜毀性能的飛參系統在事故中往往能保存完好，可以給調查人員提供證據進行分析研究，準確判斷事故原因，進而排除類似飛行隱患。

1.3利用飛參數據對飛機進行維護和監控

國產飛參裝備之初，由于飛參記錄參數少、數據精度低和缺少配套地面保障設備，其在飛機維修監控方面發揮的作用比較有限。國內引進國外先進飛機后，其維護規程都要求必須通過飛參判明飛機無異常后才能放飛，加深了國內對飛參在飛機維修監控方面重要作用的認識。目前利用飛參信息，飛機質量控制中心能對飛機進行結構損傷評估，監控飛機壽命，為合理調配使用飛機提供了科學依據；發動機狀態監控和壽命管理中心能夠對發動機技術狀態和使用情況進行監控，為合理制定使用計劃，科學確定維修時機提供可靠依據。

1.4利用飛參數據評估考核飛行質量

飛參在客觀評定飛行效果方面已發揮了一定的作用，但是由于飛參記錄參數較少、精度低，造成評估所需數據不全面、評判結果不客觀，客觀上限制了訓練評估應用軟件的開發和推廣。

2　存在的主要問題

國內飛參裝備用30多年時間走過了西方發達國家60多年的發展歷程。由于發展時間短，且受到認識水平和技術條件的限制，在發展建設和實際使用中不可避免地暴露出一些問題，主要表現在以下幾個方面。

2.1飛參裝備型號繁多、通用性差

目前國內飛機共裝備了幾十種型號的飛參，甚至同一型號飛機裝備了多個型號的飛參。各機場多種型號飛參同時存在，機載設備和地面保配套障設備不通用，飛參的使用維護管理和航材保障十分不方便，用戶反映很強烈。

2.2功能、性能不能滿足使用需求

國內飛機所裝飛參大部分為20世紀90年代設計定型的產品，總體技術較為落后，故障率較高，功能不全，難以滿足實際使用需求，具體包括以下內容。

（1）缺失部分重要參數。目前部分機型缺少對飛行員操縱等重要參數的記錄，用戶反映至少應記錄涉及發動機、液壓、操縱等系統參數，才能基本滿足日常維護和飛行評估的需要。

（2）部分參數采集點設置不合理。部分參數的引接位置不科學，經過了轉接或再次處理，不能真實、準確反映飛機系統工作狀態；部分傳感器選型未考慮飛機非正常情況下的參數變化要求，信號量程范圍不夠。

（3）部分飛參型號在機載軟件和地面判讀軟件中設置有不適當的信號輸出范圍限制或濾波處理，可能會導致飛參不能正常反映飛機真實的動態變化，從而掩蓋事實真相。

（4）有些信號采集不“閉環”。飛行員操縱和飛機響應等具有因果對應關系的信號未能同時采集，“輸入-響應”不能形成“閉環”。

（5）部分重要參數采樣率低。某些機型對高度、過載、航向等重要參數的采樣率設置過低，難以準確反映飛機劇烈變化情況下的動態特性，導致準確判定飛機的動態變化過程十分困難。

（6）一些飛參傳感器精度低。某些早期傳感器誤差較大，如部分飛機加裝的過載傳感器等，誤差在2%以上，難以滿足實際分析使用精度要求。

2.3飛參地面應用和維護困難

一是內場、外場地面保障設備型號多，通用性差。很多機場有兩至三個型號的飛參檢測設備并存，外場人員需同時攜帶兩種以上設備，使用極不方便。

二是數據卸載、地面判讀時間長。部分設備卸載一個架次數據再加上地面判讀分析時間，完成每個架次的飛參判讀時間超過一個小時，嚴重影響了再次飛行準備時間。

三是部分參數校準困難。由于缺少測量器具等參數校準，對溫度、舵偏角、過載等參數無法校準；部分早期裝備甚至沒有設計校準數據輸入功能，無法實現傳感器校準。

四是地面飛參數據開發利用研究不夠。在飛機監控維修方面，地面判讀軟件智能化水平低，故障判據少，故障詳情分析需要依靠人工判讀，工作量大、效率低，且對判讀人員技術水平與經驗等要求很高；在飛行評估方面，目前評估軟件只能識別儀表和簡單特技飛行動作，飛機起飛、著陸階段飛機動作還需要指揮員人工判定，飛行動作識別正確率低、功能薄弱。

3　主要原因分析

造成國內飛機飛參裝備發展應用中存在諸多問題的原因是復雜的，但歸納起來，不外乎需求牽引不足、標準體系不健全、實驗驗證不充分、缺少自主創新等方面。

3.1需求牽引不足

一是需求論證不足。國外在新型號飛機設計中十分重視飛參等信息裝備的需求論證，不僅制定了飛機信息綱要等規范性文件，并且在新機研制過程中成立飛機信息工作組，對研制過程中飛機信息的獲取與記錄問題進行綜合論證和管理協調，從而充分發揮需求牽引作用，規范飛參裝備的發展。而我國在飛參裝備需求論證方面，與國外相比還存在較大的差距。

二是對飛參裝備在信息化建設中的作用重視度不夠。國內對于飛參產品的通用性、兼容性，以及航材保障的有效性、使用維護的簡便性方面論證投入較少，對飛參的要求缺乏統一的規范，對于記錄參數選擇、信號引接位置確定、傳感器選型等缺少具體規劃，裝備研制設計隨意性大，造成飛參裝備技術指標和標準化程度不高，可維修性不強，無法滿足使用需求問題的發生。

3.2標準體系不健全

目前，國內僅有GJB 2883-97《機載飛行參數記錄器通用范圍》，HB 6436-1990《機載飛行數據記錄器最低性能標準》等少數幾個飛參相關標準，缺乏數據存儲記錄、數據傳輸協議、地面設備規范等方面的標準，未能構成有效的飛參裝備標準體系，無法滿足對飛參裝備研制、生產進行有效規范和指導監管的要求。已有的幾個標準，也是參考國外有關標準制訂，對于原標準的內容缺乏深入的研究。

3.3試驗驗證不充分

一是驗證手段滯后。國內主要參照國外相關標準的規定設計試驗驗證項目，而部分項目沒有完全模擬產品現場使用環境，因此無法進行真實考核；部分項目沒有針對存在的問題進行改進或更新設計，使問題帶到了后續產品中。二是驗證方法不科學。由于制定試驗方法時沒有對國外驗證內容開展深入研究，采取簡單的借用，其合理性還有待商討；試驗過程中部分試驗方法受認識和技術水平限制，得出的結果不一定能全面反映產品的真實技術指標。三是驗證監管機制不完整。由于沒有給予用戶適當的驗證組織與監管權利，使得需求得不到滿足，技術牽引也無從談起。

3.4缺少自主創新

國內飛參裝備研制是從模仿國外飛參產品開始的，但是由于國外對我國的技術封鎖，使國產飛參裝備缺乏國外先進技術牽引，只能主要參照國外產品技術標準開展研發工作。由于對國外飛參技術標準制定的原則、目的等背景問題缺乏深入了解和研究，飛參裝備在發展之初缺乏深入研究，國內對飛參系統和應用的研究、性能等方面缺少自主創新。

4　后續發展建議

立足國產飛機現狀及未來發展需求，充分考慮國內飛參裝備技術水平，圍繞飛參標準不完善、缺乏試驗驗證手段以及早期飛參產品性能落后等突出問題，建議重點開展飛參標準體系和試驗驗證手段建設、飛參裝備性能提升、飛參信息綜合應用等關鍵技術研究工作，促進國產飛參裝備整體技術水平的提升，實現飛參裝備又好又快的科學發展。

4.1完善飛參標準體系

飛參裝備的標準體系，須針對飛參產品從設計到使用的整個階段，覆蓋從機載到地面的所有設備，能指導飛參裝備從設計、生產到使用、管理的全過程。通過借鑒國外飛參標準體系的建立原則和組成內容，分析其在國內的適用性，形成飛參裝備標準體系，規范飛參裝備的發展建設，做好頂層設計，實現飛參裝備的標準化、系列化、通用化。

4.2提升現役飛參裝備性能

對于現役國產飛機，部分飛參系統記錄參數少，不能滿足實際使用需求，對于這一類飛機飛參改進，應以滿足飛機事故調查為主，兼顧飛機維修監控和飛行質量評估為指導原則，采用增加記錄參數等手段，提升飛參的整體性能指標；部分飛機裝備的飛參是在早期磁帶式記錄器基礎上改進的產品，可靠性差，功能和性能不能滿足要求，應采用換裝性能和功能好的飛參產品，加裝艙音記錄器等技術手段，從總體上提高飛參的性能，完善信息獲取技術手段。

4.3規范飛參型號管理

一是在后續型號研制過程中，應加強飛參裝備需求分析論證、型號研制過程監管以及重要戰技指標試驗驗證等工作。在型號立項之初，應按照裝備機型特點，有針對性的做好需求論證工作，以便飛參產品盡可能滿足使用需求；在研制過程，應加強監督，及時發現并協助處置出現的質量問題；同時應加強飛參關鍵技術指標試驗驗證的能力，在建立起必要的試驗驗證手段之前，必需在實驗室驗證環節加強監管。

二是改變目前在研飛參型號管理方式。將飛參按組成部分，分為采集器、記錄器等組件進行獨立組件管理。各部分組件的外形尺寸、安裝方式、接口特性等性能指標均參照國際有關標準設計，配套地面設備、維修保障設備要統籌考慮，全面納入產品合同。

4.4大力開展關鍵技術研究

一是開展飛參信息網絡化應用研究，實現飛參數據的網絡化管理和應用，將飛參信息以動畫、模擬儀表、飛行報告、故障診斷書等多種表現形式，通過網絡呈現給裝備使用、飛行訓練和安全管理等部門，最大限度地發揮飛參在飛機維護、飛行訓練、安全保障等方面的作用。

二是開展飛機故障診斷與預測專家系統研究。未來對飛機維護速度和質量提出了更高的要求，利用飛參數據對飛機健康狀態進行實時監控，能夠快速地判斷和預測故障，使機務人員能全面準確地了解飛機狀態，以便提高機務工作的質量和效率。

三是研制開發飛行訓練評估專家系統，提高飛行訓練技術水平?；陲w參數據的飛行訓練評估專家系統，可以量化評價，解析性強、準確性高，通過完成飛行過程的動作識別，判斷飛行動作是否符合飛行訓練大綱要求，檢查關鍵飛行階段中的飛行參數是否在規定的數值范圍內，飛行員是否存在危機飛行安全的危險駕駛動作等，有利于及時發現和糾正飛行員的各種操縱偏差。

四是開展飛參數據實時傳輸技術研究。隨著新型飛參記錄數據的不斷增多和數據鏈技術普及，飛參數據實時下傳和飛行狀態實時監控成為可能。將飛參信息實時下傳到飛行指揮中心，通過飛機安全技術狀態和飛行質量輔助監控系統軟件，實時分析判斷飛機安全狀況和飛行動態，可以在飛機出現故障或空域出現險情時，可以給飛行員及時的提醒和有效的指揮，幫助飛行員規避風險。同時，下傳的數據也可以作為飛參記錄器的備份。

5　結束語

飛參在國內飛機研制、試飛、訓練、狀態監控、故障診斷和視情維修等方面起到了越來越重要的作用。深入挖掘飛參數據的應用價值，對確保飛行安全具有重要和關鍵的意義。本文總結了國內飛參裝備的現狀，分析了使用飛參過程中面臨的主要問題，并針對性提出了我國今后在飛參裝備和數據應用方面發展的建議。

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（編輯：雨晴）

[中圖分類號]T-65

[文獻標識碼]C

[文章編號]1003-6660（2016）01-0049-04

[DOI編碼]10.13237/j.cnki.asq.2016.02.013