國外民用飛機集成試驗情況簡述

蔡昀彤

摘 要：該文從波音777項目的集成試驗室，以及空客公司在其A350項目中應用的雙V體系為例，簡要闡述了國外兩大民用飛機主制造商對飛機集成試驗方面的經驗。

關鍵詞：集成試驗 波音 空客

中圖分類號：V215 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）06（a）-0022-02

1 飛機仿真的歷史

飛行仿真的概念可以追溯到萊特兄弟的試驗性飛機模擬裝置開始，其使用一個老舊飛機的中段做成的模擬裝置，通過人工操作來反饋飛行學員的操作來進行仿真飛行的教學。這里，仿真的可信度在于操作飛機來模擬控制反饋的人的知識和能力。

現代商業民用飛機仿真的意義主要體現在以下兩個方面。

（1）降低培訓成本。

降低飛機驗證成本。雖然試飛還是必要的，但是飛行仿真能使許多問題在試飛開始前暴露并被辨識。

（2）仿真試驗在飛機設計、集成和取證階段扮演了非常至關重要的角色。

2 波音公司的仿真能力

波音777飛機的研制過程標致著民用飛機設計方法的一個重要突破——建立了系統集成試驗室（System Integration Lab）。在777型號之前，飛機即使在投入運營后其型號設計都不能確定，777打破了這個傳統，就是在飛機交付的時候，其飛機必須是達到“服務狀態”，交付的飛機是安全、可靠以及經濟的。這主要是靠系統集成試驗室來完成的，系統集成試驗室聯通工程模擬駕駛艙組成了當時世界上最好的商業仿真試驗環境，為777的型號成功做了巨大貢獻。鐵鳥測試裝置在航空工業中已經出現了超過40年了，最初鐵鳥是用來測試飛機的機械和液壓飛控系統。稍微晚些時候，實時仿真被加入到鐵鳥中使其能進行更多更有代表性的測試。今天，鐵鳥裝置已經成為每一個主流的飛機項目必備的試驗平臺。波音777在鐵鳥項目的基礎上，進行了拓展，通過仿真等能力的加入，集成試驗室誕生了（Kircher， 1994；Lansdaal & Lewis，2000），見圖1。

在777之后，集成試驗和計算機仿真等相關技術得到了飛速發展。波音也通過在747-8和787型號上進行了飛機在環試驗進一步提升了集成試驗能力。

波音首先提出了進行飛機在環試驗的專利如圖2所示，然后在747-8以及787上進行了飛機在環試驗。飛機在環試驗是在地面情況下使用仿真模型輔助飛機真實硬件模擬空中飛行試驗的一種試驗方式。仿真模型在其中進行了飛機相關系統激勵產生、飛機狀態計算、外界環境模擬等仿真計算。

3 空客公司的仿真能力

空客公司采用SARP4754a的雙V體系來規劃整個飛機的研制、試驗流程，見圖3。

從概念設計的模型到研發階段的模擬，再到試驗階段的功能試驗、集成試驗和試飛試驗，都使用到仿真模擬。

空客公司不僅在A380飛機和A350飛機上，創造和實施了“0”號飛機（Aircraft 0）的全機系統系統驗證試驗，且在A350飛機上增加了兩個功能集成試驗臺?？湛凸続380系統集成試驗分為3個層級展開，系統級，飛機功能級和飛機級。通過真實系統、仿真模型的交聯，開展了集成試驗，做為型號進入到首飛、試飛前的必要工作。（Airbus， 2013）

空客公司借助于這樣的試驗能力規劃，有效地支持了其飛機設計、研制、生產、試驗到適航驗證的全部活動。

參考文獻

[1] Airbus.FAST A350 SPECIAL EDITION / JUNE 2013.Airbus technical magazine[EB/OL].（2017-04-17）.http：//www.airbus.com/support-services/publications/.

[2] Kircher， J. R. 777 Systems Integration Lab （SIL） architecture overview[A].Flight Simualtion Technologies Conference： American Institute of Aeronautics and Astronautics[C].1994：67.

[3] M Lansdaal， L Lewis. Boeings 777 Systems Integration Lab[J].IEEE Instrumentation& Measurement Magazine，2003，3（3）：13-18.