測控技術(shù)在航空器維修中的作用與應(yīng)用

翁洋　周航

摘 要：隨著國家經(jīng)濟(jì)的全面發(fā)展，中國在航空領(lǐng)域上取得了不小的成就，航空技術(shù)的應(yīng)用和研發(fā)，對測控技術(shù)也提出了一定的要求，為此本文針對測控技術(shù)在航空器維修中的作用與應(yīng)用進(jìn)行了全面的分析。從航空器維修發(fā)展現(xiàn)狀以及常見的電子測控技術(shù)，并且從不同的故障維修問題中入手對電子測控技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)分析，最終以實(shí)際案例進(jìn)一步證明測控技術(shù)在為航空器維修中的作用，以期推動測控技術(shù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：測控技術(shù)；航空器發(fā)動機(jī)；維修檢測；修理質(zhì)量

中圖分類號：V267 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）16-0066-02

在傳統(tǒng)的航空器檢測維修工作中應(yīng)用的檢測手段較為落后，設(shè)備功能單一，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，測控技術(shù)出現(xiàn)，作為新時期提出來的一種維修檢測技術(shù)，其本身的功能較為先進(jìn)，檢測手段、設(shè)備功能等較為豐富。將這種技術(shù)合理的應(yīng)用，能夠有效提高設(shè)備的穩(wěn)定性，簡化檢測操作步驟，從根本上對航空器進(jìn)行維護(hù)，并且有效提高航空器的修理維護(hù)質(zhì)量，保證修理維護(hù)水平，提高工作效率，滿足實(shí)際要求。

1 航空器維修發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 航空器維修原則原理

航空設(shè)備在現(xiàn)代化發(fā)展過程中，故障診斷、性能檢測等功能都得到了全面的實(shí)現(xiàn)，尤其是在電子測控技術(shù)出現(xiàn)后，飛機(jī)故障診斷檢測能力得到了顯著提升。對于航空飛機(jī)系統(tǒng)而言，其中包括了多種不同的電子系統(tǒng)模塊，因此在日常航空維修工作中，都是采用電子測控技術(shù)對飛機(jī)進(jìn)行維修，常見的電子測控技術(shù)有兩種，分別為：智能決策技術(shù)、虛擬技術(shù)。在飛機(jī)維修的過程中，要針對飛機(jī)飛行中可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行全面的檢查，尤其是細(xì)節(jié)部分，一旦出現(xiàn)飛行故障，就會對飛機(jī)和飛機(jī)內(nèi)部人員的安全造成威脅，帶來無法預(yù)計的災(zāi)難，因此，飛機(jī)在飛行前，必須要根據(jù)具體的檢查指標(biāo)，展開全面的檢查。采用電子測控技術(shù)進(jìn)行維修檢測時沒，不需要對元器件、電路板等零部件進(jìn)行拆卸，只需要對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行檢查，以此判斷器件是否存在故障。

1.2 航空器維修測控技術(shù)

（1）實(shí)時測控。飛機(jī)各環(huán)節(jié)元件質(zhì)量檢測，需要采集不同的飛行數(shù)據(jù)，為具體的維修測控工作的開展奠定良好的基礎(chǔ)，從而保證飛行安全，同時，將采集到的相關(guān)數(shù)據(jù)和智能操控系統(tǒng)進(jìn)行綜合應(yīng)用。需要注意的是，在具體分析判斷的過程中，要加強(qiáng)對重點(diǎn)部分的研究監(jiān)控，機(jī)載系統(tǒng)、發(fā)動機(jī)等。比如，P3壓力、N1轉(zhuǎn)速、扭矩滑油等參數(shù)進(jìn)行全面的分析，得到具體的分析結(jié)果后，對數(shù)據(jù)進(jìn)行傳遞，讓數(shù)據(jù)可以在維修人員的管理界面上進(jìn)行顯示，以此完成實(shí)時監(jiān)測。（2）水平測控。水平測控技術(shù)主要是為了反映設(shè)備的裝配狀態(tài)，關(guān)鍵環(huán)節(jié)在于從水平方向進(jìn)行測量，并且對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效采集，在攻破過年也設(shè)計過程中，都會采用專用的測量標(biāo)準(zhǔn)，因此，只有采用這種方式才能夠保證不同的零件都可以達(dá)到想要個男的地點(diǎn)。但是，在調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn)，很多飛機(jī)制造廠依然采用手工光學(xué)測量法，這種測量手段的工作效率較低，精確較差，而而且在實(shí)際工作中還需要采用鉛錘、氣泡水準(zhǔn)儀等設(shè)備，整個過程較為繁瑣，不符合新時期的發(fā)展要求。（3）工業(yè)測控。工業(yè)測控技術(shù)，顧名思義就是對工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，在實(shí)際應(yīng)用的過程中，還需要和質(zhì)量檢驗(yàn)系統(tǒng)、經(jīng)緯儀交匯系統(tǒng)等進(jìn)行全面的集合，以此保證測控目標(biāo)得到實(shí)現(xiàn)，同時利用經(jīng)緯儀交匯系統(tǒng)對物體的空間坐標(biāo)進(jìn)行采集，并且對數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的處理，以此保證數(shù)據(jù)參數(shù)準(zhǔn)確，并且通過對數(shù)據(jù)的分析，及時發(fā)現(xiàn)其中存在的質(zhì)量問題，但是現(xiàn)階段，這種技術(shù)還沒有得到真正的普及。測控技術(shù)主要分為兩大類，一種是對軌道數(shù)據(jù)進(jìn)行測量，一種是對工作裝提案進(jìn)行測量，隨著國家航空技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)階段，國家航空測控技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了較優(yōu)的世界水平，但是很多設(shè)備技術(shù)都需要從國外引進(jìn)，因此發(fā)展速度相對較慢。

2 常見的電子測控技術(shù)

2.1 虛擬儀器技術(shù)

隨著計算機(jī)的全面發(fā)展，虛擬儀器技術(shù)在各行各業(yè)中都有著全面的應(yīng)用，航空器中也不例外，通過這種技術(shù)可以對飛機(jī)中的儀器設(shè)備進(jìn)行個性化設(shè)計，保證航空器滿足用戶的需求。虛擬儀器技術(shù)可以劃分為三個模塊，分別為：軟件模塊、儀器模塊和計算機(jī)模塊，其中儀器模塊的主要作用再出數(shù)據(jù)采集、接收、發(fā)送，而軟件模塊就是對模擬不同的儀器功能，以此判斷儀器的實(shí)際情況，同時在不同的數(shù)用戶需求下，對儀器中的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。利用虛擬儀器技術(shù)在航空器維修中可以最大程度降低維修成本，提高航空器的實(shí)用性。

2.2 智能決策系統(tǒng)

所謂智能決策系統(tǒng)就是對航空器中的每個系統(tǒng)核心位置進(jìn)行檢測，對監(jiān)測點(diǎn)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，繼而對智能檢測信息進(jìn)行全面的研究，識別其中存在的故障，并且進(jìn)行定位和隔離，根據(jù)系統(tǒng)發(fā)送的故障情況，有針對性的采取對應(yīng)措施。智能決策系統(tǒng)的核心在于智能決策，智能決策是通過數(shù)學(xué)模型和定量分析等問題等方式展開的決策，同時利用工程技術(shù)等理論，對可以出現(xiàn)故障進(jìn)行全面的分析判斷。此外，智能決策系統(tǒng)中形成的數(shù)據(jù)，能夠讓維修人員掌握住航空器內(nèi)部詳細(xì)的資料，充分把握住設(shè)備的狀態(tài)，從而保證系統(tǒng)的安全性。

3 電子測控技術(shù)的應(yīng)用

由上可知，電子測控技術(shù)中常見的兩種技術(shù)方式，通過這虛擬儀器技術(shù)和智能決策系統(tǒng)能夠?qū)娇掌鬟M(jìn)行全面的保護(hù)，但是還需要針對航空器維修中的使用進(jìn)行具體的研究，具體內(nèi)容如下：

3.1 自動檢測系統(tǒng)

自動檢測系統(tǒng)也可以成為ATE技術(shù)，這種技術(shù)的智能化和自動化程度較高，在實(shí)際應(yīng)用的過程中，可以完成對數(shù)據(jù)的自動化收集，繼而將數(shù)據(jù)提供給維修人員，讓維修人員能夠在第一時間發(fā)現(xiàn)故障的位置，繼而根據(jù)該位置的的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷和處理。其次這種技術(shù)的通用性較強(qiáng)，資源利用率較高，在自動檢測系統(tǒng)中ATE硬件包括VXI和GPIB，多樣性較強(qiáng)，連接不同軟件中可以實(shí)現(xiàn)不同的測試功能。最后，ATE技術(shù)的靈活性較高，標(biāo)準(zhǔn)化、通用化信息較強(qiáng)。ATE技術(shù)常用于功能、性能的檢測，此外還能夠?qū)娇掌鞯臋C(jī)械性能進(jìn)行評價考核，以此為維修人員提供準(zhǔn)確性較高的參考數(shù)據(jù)，并且輔助維修人員在最短時間內(nèi)解決故障，因此這種系統(tǒng)還被稱為機(jī)外檢測系統(tǒng)，比如，某航空公司就采用這種的技術(shù)對飛機(jī)外部系統(tǒng)進(jìn)行檢測，并且在實(shí)際檢測中還使用了相關(guān)軟件進(jìn)行輔助，通過收集到的數(shù)據(jù)，將需要更換的外場單元部分，更換到內(nèi)場單元部分，維修工作的復(fù)雜程度得到了全面的降低，維修工作的效率也得到了提高[1]。

3.2 機(jī)內(nèi)檢測系統(tǒng)

機(jī)內(nèi)檢測系統(tǒng)也被稱為BIT技術(shù)，BIT技術(shù)不需要大量的維修數(shù)據(jù)和維修設(shè)備，此外，BIT技術(shù)下檢測能力也會得到提高，可以實(shí)現(xiàn)自動化故障隔離和檢測，最終維修費(fèi)用也會得到降低，成本得以保證。BIT技術(shù)主要是針對航空器的內(nèi)部進(jìn)行檢測的，因其本身就具有自動檢測的能力，就會出現(xiàn)被隔離的情況，一旦發(fā)生故障后，發(fā)生故障的部位就會被隔離，進(jìn)而維修人員就可以迅速更換配置，故障也會得到全面的排除，維修難度得到而降低。機(jī)內(nèi)檢測系統(tǒng)常見于電路板、芯片問題的檢測，在相應(yīng)的檢測數(shù)據(jù)下，維修人員可以更加準(zhǔn)確的判斷出故障的位置以及造成故障的原因。比如，BIT技術(shù)對傳統(tǒng)的維修方式進(jìn)行了全面的優(yōu)化，針對不同的級別的故障，隔離不同的單元，高效精確的實(shí)現(xiàn)故障處理判斷，診斷時間較短，效率較高，維修成本逐漸降低，維修質(zhì)量得到全面提高，為國家航空航天的全面發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。

4 測控技術(shù)在維修中的實(shí)際應(yīng)用案例

4.1 發(fā)動機(jī)故障問題檢測

某航空企業(yè)為了進(jìn)一步提高檢測準(zhǔn)確性，對相關(guān)測試儀進(jìn)行了全面的改變，將原有的設(shè)備進(jìn)行升級改造，以此，形成電子測控技術(shù)，讓測量數(shù)據(jù)可以傳送至計算機(jī)內(nèi)部，并且利用計算機(jī)技術(shù)繼續(xù)進(jìn)行全面的分析，以此實(shí)現(xiàn)對故障位置的檢測判斷，項(xiàng)目的核心內(nèi)容為：發(fā)動機(jī)機(jī)匣大同軸度測試儀。首先，確定需要的硬件，進(jìn)而對軟件和電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，降低檢測中的誤差，保證計算結(jié)果準(zhǔn)確，并且可以傳入到數(shù)據(jù)庫中[2]。該航天公司還針對輪葉片溢出流量進(jìn)行了分析，并且制作出了相應(yīng)的試驗(yàn)器，以此對系統(tǒng)進(jìn)行分析。在輪葉片溢出流量試驗(yàn)器中中包括了多種不同的硬件設(shè)備，包括變頻器等，而在控制系統(tǒng)和軟件設(shè)計中主要針對計算機(jī)采集和數(shù)據(jù)分析進(jìn)行設(shè)計，首先采用PID對供水壓力進(jìn)行工藝滿足，其次采用RS485對測試軟件界面進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和交換，以此具體判定試驗(yàn)數(shù)據(jù)是否合理。通過上文中對電子測控技術(shù)設(shè)備進(jìn)行改造后，對發(fā)動機(jī)進(jìn)行檢測并且針對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，根據(jù)測試結(jié)果的實(shí)際情況可以看出，改造后操作得到進(jìn)一步簡化，數(shù)據(jù)的精確度較高，滿足航空器的維修要求，可以有效實(shí)現(xiàn)自動化測試，保證發(fā)動機(jī)的維修質(zhì)量。

4.2 電路板故障問題檢測

隨著電子設(shè)備的發(fā)展，電子設(shè)備中的機(jī)構(gòu)也日益復(fù)雜，電路板在航空器中發(fā)揮著十分重要的作用，保證電路板的穩(wěn)定，就能夠從根本上保證飛行質(zhì)量，提高飛行安全。北京某航天測控技術(shù)公司，獨(dú)立研發(fā)除了以VXI為基礎(chǔ)的電子設(shè)備電路板，通過HTEDS8000電路板，對VXI下的總線儀器和IEEE488接口儀器進(jìn)行控制，以此達(dá)到故障定位[3]。該測控技術(shù)設(shè)備的測試功能、兼容能力等相同較強(qiáng)，測試診斷性、系統(tǒng)性相對較高，可以對電子電路板中存在的故障進(jìn)行全面的分析。在HTEDS8000電路板中應(yīng)用了知識和推理機(jī)兩個部分，無論是在診斷技術(shù)、診斷速度上都相對較好。飛機(jī)運(yùn)行安全是現(xiàn)如今的重點(diǎn)內(nèi)容，采用現(xiàn)代化的電子測控技術(shù)可以有效提高航空飛機(jī)的檢測效率，保證飛機(jī)質(zhì)量和安全，繼而保證國民的出行安全。

5 測控技術(shù)在維修中的未來發(fā)展前景

由上述內(nèi)容可知，自動測試系統(tǒng)已經(jīng)在國家航空器維修中得到全面的應(yīng)用，但是自動測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中可以進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，在測試技術(shù)物化的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)面向ATS的檢測目標(biāo)，提高測試系統(tǒng)的穩(wěn)定性，滿足測試程序集、被測單元接口、自動化測試設(shè)備等方面的需求，并且對其中的關(guān)鍵性因素進(jìn)行詳細(xì)的研究，保證計劃的順利實(shí)施，以此推動測控技術(shù)得到更加全面的發(fā)展。在對自動測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行完善的同時，還要形成全新的自動化語言，隨著航空事業(yè)的發(fā)展，航空器中的技術(shù)和設(shè)備也在不斷地發(fā)展，因此必須要針對全新的設(shè)備和技術(shù)建立全新的語言標(biāo)準(zhǔn)，建立起通用的測試系統(tǒng)，整合儀器技術(shù)，形成全新的自動化語言[4]。未來在航空測控中，還要根據(jù)不同的測控目標(biāo)建立相應(yīng)的測控系統(tǒng)，現(xiàn)階段市面上的測控系統(tǒng)限制因素較多，在使用上存在較多的障礙，因此可以設(shè)計出一個測控標(biāo)準(zhǔn)化的通用系統(tǒng)，以此提高系統(tǒng)本身的測控技術(shù)和性能。

6 結(jié)語

綜上所述，近年來，國家航空事業(yè)得到了全面的發(fā)展，在滿足群眾出行的基礎(chǔ)需求的同時，還要有效提高航空飛行的安全性，因此必須要加強(qiáng)對航空器的維修檢測工作，以此才能夠從根本上保證航空飛機(jī)的質(zhì)量安全，進(jìn)而為用戶提供一個安全的飛行環(huán)境。在未來，測控技術(shù)還會得到更加全面的發(fā)展，修理時間、修理質(zhì)量、修理周期等多個方面都會得到良好提升，為推動工作航天事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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[4]劉維東.淺析航空技術(shù)中的航空數(shù)字測控技術(shù)[J].科學(xué)與信息化，2017，（22）：83-86.