飛機電子系統發展對維護工作的影響

趙帥?劉流

摘要：近年來在信息技術的支持下，機載電子系統的硬件構成、運行原理以及各個子系統之間的關系有了質的改變，既大幅提升了飛機對復雜飛行環境的適應性與空管容量，但與此同時卻對維護技術有了截然不同的要求。本文首先闡釋了飛機電子系統構成、功能及相關技術的發展狀況，介紹了在系統功能模塊化、硬件設備集成化以及通訊方式網絡化等趨勢下，維護工作中面臨的嶄新課題，進而探討了在運維人員培訓、機載電子系統測試技術應用方面應如何應對。

關鍵詞：電子系統;發展方向;維護技術;飛機

導航、通信以及雷達探測等機載電子系統是保障飛機起降安全、應對飛行過程中各種復雜環境條件情況的基礎。隨著通訊、信息以及自動控制等技術的進步，各個子系統從相對獨立運行轉變為信息實時交互、共享的模式，簡化了硬件設備并且提高了信息資源的利用率，但設備的檢測與各項系統功能的測試、評價方法卻越來越復雜。

一、飛機電子系統的構成及其關鍵技術

（一）系統構成及功能

飛機的電子系統按照功能不同可以分為導航、通訊等不同子系統，為機組人員提供飛機的航線、設備運行狀態等信息，與地面空管以及所屬航空公司保持通訊聯系，并且實現對航向、飛行速度以及空間位置等參數的精確控制。系統的硬件包括了電源、通訊以及信息顯示等設備，早期的電子系統的各個子系統相對獨立，即有各自的信息采集、分析處理以及呈現單元，意味著設備功能有所重疊、相互之間的數據沒有交互，因此硬件設備的體積與數量都十分可觀。

（二）電子系統的關鍵技術

近年來通訊與傳感探測技術的進步使得飛機電子系統的體積、能耗與重量等指標顯著下降，而信息處理能力與可操控性得到明顯提高。原本相對獨立的導航、雷達等子系統之間有了越來越多的信息共享，硬件設備也基于模塊化與集成化設計理念得以簡化[1]。此外，機載電子系統與空管、地面設施的控制系統之間的通訊聯系更為密切，基于人工智能等技術的應用讓飛機對復雜的飛行和起降條件有了良好的適應性，進一步提升了航空運輸的安全與舒適性。

二、飛機電子系統的發展

目前民用航空領域的機載電子系統軟硬件都已經采用了模塊化設計，通訊接口也逐步實現了標準化，使得系統的運維更為便利。首先，當需要更換某一組件或升級軟件系統時，無需重新進行大規模的系統調試和評估。其次，系統中不同類型信息的呈現方式與內容更加多樣化，機組人員不必再頻繁查看儀表板的信息或者紙質手冊等資料做出決策，而是能夠以三維模擬影像、文字以及語音等方式獲取更加直觀的信息和指示[2]。此外，由于人工智能以及現代通訊技術的應用，機載電子系統融入了越來越多的空管功能，基于與機場跑道和空管中心智能化調度系統的實時通訊，能夠簡化地面的管制與指揮工作，并且提升機場的空管容量和增加跑道的起降班次。

三、維護工作面臨的新課題

（一）故障表現形式的變化

傳統的飛機電子系統由相對獨立的多個子系統構成，系統的通訊和電源接口的邏輯關系可以基于電路圖進行檢查和判斷，當進行例行維護和檢測時，能夠依據維修手冊等資料判斷系統運行有無異常。但隨著機載電子系統硬件設備的集成化與模塊化設計，使得設備的接線方式越來越多的基于集成電路板和模塊化組件完成，設備以及各個功能模塊間的通訊也通常采用無線通信形式。因此無法通過觀察直觀的線路連接關系來分析設備、組件之間的邏輯控制以及通訊關系，給確定故障原因和找到其源頭帶來極大困難。此外，由于目前民航飛機所用機載電子系統絕大部分具有故障自診功能，各類常見故障都有固定的代碼，面對由不同制造商提供的系統硬件設備與軟件系統，運維人員要想快速識別故障代碼，不僅需要熟悉手冊中的相關內容，還要了解系統中不同模塊的設計標準，才能夠在維護與檢測工作中準確評估系統的狀態。

（二）系統功能測試與分析方法的變化

飛機電子系統中越來越多信息技術的應用改變了測試與分析方法，當維護工作中進行某一項通訊或控制功能的檢測時，雖然理論上可以通過語音、故障代碼等直觀而簡便的形式得到結果，但在實踐操作過程中卻頻繁出現測試無法通過而原因不明的情況。體現為通過規范化的檢測流程發現某一項功能測試無法通過，但是從已有的資料中找不到相應的解釋[3]。這通常是具體機型所搭載的電子系統與特定地面測試設備的技術標準不同導致的，如果維護人員不熟悉最新的航空工業相關標準和技術規范，面對問題時便沒有清晰的分析思路，也找不到排除途徑，難以順利完成機載電子系統的測試和維護工作。

四、維護工作的應對策略

（一）改變運維技術人員的培訓內容與模式

針對機載電子系統應用技術的快速演進，在崗技術人員要想勝任其維護工作，必須通過學習和接受培訓，掌握不同機型電子系統的最新技術原理和測試方法。而從人才培育視角來看，則有必要改變原有的培訓內容以及教學模式。為了讓運維人員有能力運用最新的檢測、維修技術完成電子系統的維護，應在培訓過程中增加通訊與計算機應用技術相關內容[4]。并且注重案例教學與應變能力的訓練，讓培訓對象掌握測試設備、工具軟件的運行原理以及操作方法，而不是局限于維修手冊、適航法規與相關技術規范的學習。

（二）優化系統的測試與評價流程

為了提高飛機電子系統的維護效率，各航空公司的運維管理部門應對現有的系統測試與評價流程進行優化。針對不同機型電子系統的最新技術原理與結構特點，基于對日常檢測和故障診斷數據的分析，設計相應的維護指導手冊以及針對各種問題的規范化處理流程，從而簡化維護人員的工作，確保機載電子系統的運行可靠性得到客觀的評價。

五、結束語

雖然機載電子系統相關技術的進步讓系統的操控、檢測以及維修工作更為便捷，但對于運維人員而言，卻要面對因各個子系統和功能模塊間復雜的信息交互關系帶來的困難，要想準確解讀故障代碼以及找到問題根源，必須轉變思路并熟悉最新的技術標準與系統測試方法。

參考文獻：

[1]傅璟裔. 民用航空電子系統發展及新技術研究[J]. 科技創新與應用， 2015， 000（025）：33-33.

[2]韓磊. 民航飛機電子系統線路的故障維修論述[J]. 軍民兩用技術與產品， 2016， 000（024）：7.

[3]井輝. 淺談飛機電子系統發展對維護工作的影響[J]. 航空維修與工程， 2017， 000（003）：78-80.

[4]石繼彬. 飛機電子系統發展對維護工作的影響[J]. 山東工業技術， 2017（21）：133-133.