民用飛機機載內話系統設計考慮

上海飛機設計研究院綜合航電系統研究部 管瑜琳

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民用飛機機載內話系統設計考慮

上海飛機設計研究院綜合航電系統研究部 管瑜琳

【摘要】本文根據飛機設計流程，說明了機載內話系統設計、驗證方面需考慮的問題。

【關鍵詞】民用飛機；內話；需求；設備

0　引言

民用飛機內話系統是飛機通信系統的一部分，飛機通信系統主要分為對外通信和內部通信，內話系統的主要功能是實現駕駛員與客艙人員及地勤維護人員之間的通信，系統架構依托于機載音頻管理設備設計。

1　內話系統設計考慮

1.1需求考慮

內話系統為駕駛員和客艙乘務員、地面維護人員通話提供鏈路，是飛機上的服務系統，CCAR121部第319條要求安裝，是民用飛機運行必需系統。條款要求安裝客艙內話系統和勤務內話系統，客艙內話系統供機組和乘務員直接通話使用，勤務內話系統供地勤人員與駕駛艙通話使用。

1.2可靠性、安全性、維修性考慮

機載設備為滿足飛機的可靠性總要求，應滿足飛機的簽派可靠性設計指標、滿足平均故障間隔的設計指標，最大可能無重大潛在故障，能保證本系統在飛機預期的各種可能情況下安全運行，并且需要考慮本系統的運行對其他飛機系統的影響，不能影響其他系統的安全運行。

系統設計應遵循條款規定的安全性準則。客艙內話系統失效影響客艙乘務員與駕駛艙機組之間的正常通信，增加機組的工作負擔，需采用規定的應急程序進行該部分工作；勤務內話在飛機飛行過程中不使用，因此內話系統失效不會明顯降低飛機安全，輕微增加機組負擔，危害級別較小的。

內話系統設計也需考慮維修性要求，機載設備不應含有任何在可能的操作、維護或維修過程中對人員、設備造成嚴重危害的功能，機載設備易于安裝維護，盡可能少的使用專用工具、測試設備和安裝設備。

1.3系統架構、設備考慮

內話系統架構依托于機載音頻管理設備，由音頻管理設備為內話提供信號通路。機載音頻管理設備應滿足或高于TSO C50c、C57a和C58a 要求，滿足DO-254及DO-214要求，DO-178B對該等級設備的研制要求，同時還應滿足機載設備的環境要求。內話系統基本架構圖如圖1所示。

內話系統通常通過模擬信號直接將話音送入音頻管理設備，由音頻管理設備將信號分發給駕駛艙音頻設備。客艙內話在整個飛行階段都是需要使用的；勤務內話通常在飛機在地面時使用，多點的勤務內話線路可能會給音頻線路引入噪音，因此可以考慮在飛行過程中斷開不需要使用的位置點的勤務內話通路，建議保留電子電氣設備艙位置處的維護內話通路。這樣就需要引用一個控制信號來通知音頻管理設備完成通路接通斷開控制，該控制信號可以用開關信號手動控制，也可以由輪載信號自動控制。如果由開關信號控制，需要在駕駛艙布置一個開關，占用了駕駛艙位置，需要在飛機手冊中說明開關的使用方法及初始化狀態；如果采用輪載信號自動控制，增加了輪載信號的輸出通路，并且在飛機制造或者維修情況下，飛機頂起，部分點的勤務內話就會不能使用，所以兩種選擇各有優缺點，建議根據飛機總體布置需求和交聯系統情況綜合考慮。

圖1　內話系統基本構架圖

客艙內話設備主要考慮乘務員用手持送受話器，設備本身需要滿足相應的工業標準要求，如TSO C57a、C58a等。設備安裝需滿足運行條款要求“便于每個客艙內至少一個客艙乘務員正常工作位置上使用”、“能讓每一客艙內便于使用位置上的客艙乘務員在10秒鐘之內使其工作”和“便于從足夠數量的客艙乘務員工作位置上使用，使得從一個或者幾個這樣裝備的工作位置上可以看到每一客艙內所有地板高度的應急出口（或者當出口在廚房內時看到通向這些出口的進口通道）”。目前大多數民用飛機的乘務員手持送受話器集成在乘務員座椅上，便于乘務員取用的同時，節約飛機有限的位置空間。

勤務內話相關的機載設備至少包含供連接懸臂式話筒耳機組的插孔。插孔按需布置在地勤人員需要的位置上，通常加油位置附近的內話插孔是必需的，其他位置如外電源板、前起落架、各設備艙、貨艙根據飛機的用途、實際使用情況布置。內話插孔的線路配置由音頻管理設備決定，民用飛機一般采用的是標準的雙通道插頭PJ-055和PJ-068，對應的內話插孔有單孔和雙孔兩種。勤務內話由于是給地勤人員使用的，需綜合考慮機場大多數飛機的情況，選擇單孔或者雙孔的接口，減少地勤耳機的種類、增加通用性。

勤務內話插孔布置于飛機的各個位置，有氣密區，也有非氣密區，需根據具體環境條件充分考慮環境對插孔的影響。需考慮插孔的生命周期、接觸阻抗、絕緣電壓、接觸電流和插拔力等。插孔的環境溫度要求由飛行溫度包線決定，通常在非操作情況下，溫度范圍-55°C ～ +85°C，操作情況下，溫度范圍-40°C～ +65°C。

內話插孔連線圖一般如圖2所示。插孔套管金屬與安裝面直接接觸，由于模擬音頻線路要求單端接地，在插孔端需選擇絕緣安裝。

圖2　內話插孔線路

2　內話系統試驗考慮

內話系統設備首先要進行設備級試驗和飛機級試驗。民用飛機機載系統試驗包括地面試驗和機上試驗2種。試驗選擇首先需考慮試驗結果論證性，能否表明系統滿足飛機功能要求；其次，考慮飛機試驗總體安排及研制成本及進度。內話系統試驗一般包括導通試驗、機上地面試驗和機上試驗。考慮到內話插孔元器件特性，導通試驗可不做絕緣測試。由于地面試驗，飛機系統并非全部正常工作，音頻信號又容易收到外界環境干擾，機上試驗還是很有必要的。

3　總結

內話系統作為機載系統，設計也需按照飛機設計流程研制，充分考慮整個飛機的運行環境和功能需求，完成從需求確認到系統功能實現的每一個環節。內話系統相對于整個飛機來說并非關鍵重要系統，有些終端設備無特定要求標準規范，需要根據飛機型號的具體安裝環節選擇適合的器件，重視細節，避免對其他飛機系統產生影響。

參考文獻

[1]《飛機設計手冊》編委會,飛機設計手冊第17冊:航空電子系統及儀表[M].航空工業出版社,2001.

[2]CCAR 121-R2大型飛機公共航空運輸承運人運行合格審定規則,1999年5月5日公布,2000年7月18日第一次修訂,2005年2月25日第二次修訂.