飛機試飛測試的現狀與對策

范景龍

摘 ? 要：該文在結合現有資料分析飛機試飛測試重要價值和當前需求的基礎上，詳細探究了現階段飛機試飛過程中，機載遙測發射技術、機載數據記錄技術以及地面遙測接收技術等多種技術的發展現狀，并對未來較長時間內的飛機試飛測試的發展趨勢進行了探討，從而為不斷加強對飛機試飛測試現狀的掌控能力，以及飛機試飛對策的探究水平提供更多參考。

關鍵詞：飛機試飛測試;機載數據;遙測技術

中圖分類號：V217 ? ? 文獻標志碼：A

0 引言

飛機試飛測試是對飛機整機性能進行科學驗證和精確確認的重要內容，更是保證飛機試驗獲得成功的關鍵工序，直接關系到飛機后續的飛行情況。通常情況下，飛機試飛測驗是在真實的飛行環境下進行各種模擬試驗，計算并確保飛機各項性能符合實際飛行標準與要求。目前，國內外關于軍用飛機的測試已擁有較為完備的測試技術、測試體系和測試方法，能依賴其可靠的測試設備確定飛機的實際性能指標是否合格，并且與國際先進的飛機試驗測試水平接軌。但是相對于其他民用飛機，尤其是大型民用飛機的試飛測試問題，國內仍處于測試方案和測試內容研究探索的初始階段。因此，該文對飛機試飛測試現狀的梳理有著重要的理論意義和現實價值。

1 飛機試飛測試的作用與需求

1.1 飛機試飛測試的作用

首先，飛機試飛測試能借助真實飛行環境中各項數據的計算與模擬，獲取飛機飛行過程中的各類數據。其次，能夠借助飛機試飛仿真試驗，進一步分析和處理飛機運行過程中的各項原始試飛數據，構建完整科學且精確度較高的飛機試飛數據軟件平臺和硬件平臺。再者，飛機試飛測試能在很大程度上提升飛機飛行地安全性。同時，飛機試飛測試能夠大幅提升飛機的試飛效率，進一步縮短飛機的試飛周期，更能夠增加飛機飛行過程中的綜合效益。最后，飛機試飛測試更有助于排除飛機真實飛行過程中的故障，能為飛機故障檢測提供數據支撐，更能為飛機設計管理部門的優化驗證甚至改進航空飛行器的基礎設置架構，提供較為真實的試飛數據。

1.2 飛機試飛測試的需求

通常情況下，開展飛機試飛試驗主要是為了進一步確定飛機飛行的相關參數，發現飛機飛行過程中可能存在的故障問題，并提出飛機的最終模型架構模式，確認飛機產品能在外界真實飛行條件下達到預期目標。同時，能借助符合性試飛試驗，對飛機零部件及其系統功能正常和工作可靠性進行判斷，能夠證實飛機型號是否符合要求，研究適航標準和飛行專用條件等要求，更能夠借助飛機試飛試驗，證實飛機設計和制造所適用的規章標準，確保飛機運行傳感器輸入超過量誤差范圍在15%以內，滿足客戶的運行需求。

2 飛機試飛測試現狀

2.1 機載數據采集技術

機載數據采集技術作為飛機試飛測試過程中的重要內容，該數據采集系統更是飛機采集技術的綜合體現和重要代表。一般情況下，飛機試飛測試過程中的機載數據采集技術主要包括系統架構、機械結構、采集系統運行速率、采集系統參數類型、插件板等部分。同時，飛機試飛測試的機載數據采集系統大多采用總線式分布結構，利用多臺采集設備分布放置于飛機不同部位的方式，采集飛機飛行過程中的諸多數據信息，再以PCM數據流方式，通過系統總線之間的連接，組成完整的數據系統，整個過程采集速率保持在8 MB/s～12 MB/s。

2.2 機載數據記錄技術

飛機試飛過程中的機載數據記錄技術是飛機試飛過程中，數據工作處理能夠得到及時響應的重要技術支撐。目前，德國公司機的載數據記錄器以及美國公司的較大容量和較高運轉速率的數據記錄器，都是當今飛機試飛試驗過程中機載數據記錄技術的先進代表。一般情況下，飛機試飛過程中的機載數據記錄技術主要包括系統結構、記錄數據信號類型、記錄介質、實際記錄速率、數據信息記錄格式以及記錄器真實記錄容量、接口使用維護等組成部分。對于飛機試飛數據記錄技術的系統架構來說，絕大部分記錄器采用計算機總線采集和記錄一體化的結構模式，利用PCM、音頻、視頻以及模擬信號等記錄方式，實現數據信息的多項識別，其真實記錄速率大多在40 MB/s～400 MB/s。

2.3 機載遙測發射技術

通常情況下，飛機試飛過程中的機載遙測發射技術的實際調制帶寬，已從傳統模式進一步擴展到3 MHz以上，最大的機載遙測發射技術調制帶寬已高達15 MHz，能夠有效傳輸飛機試飛過程中的數字信號和彩色信號，且能夠保證飛機數字信號和圖像信號的傳播速率。機載遙測發射技術的實際輸出功率能夠適用于不同情況下的飛機試飛測試的使用對象。在飛機試飛過程中，當飛機實際發射功率為20 W時，飛機機載遙測發射技術能借助單獨模塊的遙測功能放大器配合使用，保證遙測功能放大器輸入激勵功率在0.04 uW～5.00 uW，以此來進一步拓寬飛機遙測發射技術的實際動態范圍。

2.4 地面遙測接收技術

飛機試飛測試的地面遙測接收技術主要包括遙測測接收天線、天線控制器和遙測接收機3個部分。對于遙測接收機問題來說，飛機試飛時，地面遙測接收機組使用過程中的接收機類型主要是2塊單板單通道接收機所組成的，基于個人計算機組平臺的機箱，以此來實現同臺計算機系統的雙通道接收模式。一般情況下，飛機試飛過程中，地面遙測接收技術接收機高頻使用部分仍舊采用模擬技術，而在70 MHz后，幾乎所有飛機試飛遙測接收機都采用數字化處理方式，調制解調技術也由傳統模式下的FM調制，轉換到現階段使用較為廣泛的QPSK數字化調制模式。

2.5 遙測數據處理技術

在飛機試飛過程中，遙測數據處理技術作為飛機試飛遙測數據處理系統的核心，更是直接關系到飛機遙測數據處理前端服務的關鍵步驟，該處理技術從產生至今已經歷了分立式、智能式甚至嵌入式的快速發展階段。目前，計算機技術網絡系統的飛速發展，進一步提高了計算機速度和總線速度，打破了飛機試飛運行過程中的遙測前端處理器瓶頸，傳統單CPU和單總線式結構模式下的遙測前端處理器，已不適用，網絡模式下的分布式體系結構成為現階段飛機遙測數據信息處理系統的主流[1]。目前，遙測數據信息處理技術系統主要利用基于網絡分布式的體系結構，以千兆以太網為技術支撐，實現服務器和客戶機的工作模式轉換。進一步利用PCI總線和NT工作平臺等，改變傳統模式下的遙測服務器，以此來取代嵌入式遙測前端服務器，使飛機試飛過程中的數據處理速度得到大幅提升。

3 飛機試飛測試的發展趨勢

3.1 數字化

結合現階段飛機試飛測試技術的重要發展可知，數字化是飛機試飛測試技術未來的發展趨勢。飛機試飛測試技術經歷了傳統模式下的光學示波器、自顯器的模擬時代，以及當前數字化模擬和混合模擬的時代，已從傳統模式下的數據采集、數據處理、數據記錄功能的分散完成，到當今社會采集、處理、記錄和傳輸的全數字化綜合完成。隨著近年來計算機信息技術的飛速發展，DSP在飛機試飛測試技術過程中的大量應用，使飛機試飛數據信號從傳統模式下的模擬信號轉變為數字信號，實現了飛機試飛信號的數字化處理和傳輸，虛擬測試儀器甚至是測試軟件也逐步取代了傳統模式下的硬件測試設備[2]。另一方面，雖然視頻數據、音頻數據等在飛機試飛測試過程中有著不容忽視的重要價值，但是目前廣泛使用的模擬數字信號方式，并不能滿足飛機試飛測試發展的多樣化需求，未來飛機試飛多路視頻圖像設置以及音頻圖像等的數字化采集和壓縮，將成為飛機試飛測試技術的必然發展方向。

3.2 網絡化

目前，飛機遙測數據處理系統、飛機事后數據處理系統甚至飛機試飛數據管理系統等，都在較大程度上實現了網絡化，極大程度地提高了飛機試飛數據的處理容量和處理效率，更縮短了飛機試飛過程中數據處理的周期。因此，從傳統的總線式分布結構逐步向網絡式分布結構發展，是飛機試飛測試過程的重要趨勢，基于網絡系統的飛機測飛試驗，使飛機試飛測試系統突破了總線式數據結構模式所帶來的數據測試瓶頸，能夠在功能上更滿足新一代飛機試飛測試系統的增長需求。

3.3 綜合化

隨著傳感器技術、計算機網絡技術和自動化技術等的飛速發展，集數據傳感器、信號調節器為一體的智能化飛機試飛傳感器設備，集信號調節、數據信息處理器以及數字化處理為一體的數據采集器，以及集數據采集和數據記錄為一體的記錄器等的智能化和綜合化趨勢，逐步成為飛機試飛測試技術結構功能一體化的未來發展方向。飛機試飛測試過程中設備信息的小型化、智能化、高速度甚至大容量化等，都是飛機試飛機載數據信息采集記錄和傳輸的必然發展趨勢。

3.4 軍民兩用化

不少國家的較多軍用用品或民用用品，在其實際開發過程中的兼容性越來越強，軍用系統與民用系統采用同樣的標準技術，這樣能大幅降低飛機試飛測試技術的應用開發成本。對于飛機試飛測試技術問題來說，全新的民轉軍甚至引民入軍是其重要發展方向。改革開放以來，隨著我國高新產業的快速發展，計算機網絡技術引入、測試技術等高新技術優質資源，并不能及時有效地涵蓋民用技術產業，國防現代化建設服務水平較低，造成了較多資源的浪費。因此，軍民兩用化將是飛機試飛測試技術發展的重要途徑。

4 結論

對飛機試飛測試技術的探討與總結、回顧與展望，能夠進一步了解現階段飛機試飛測試技術的發展現狀及其未來發展趨勢，更能在一定程度上指導我國飛機試飛測試行業的未來前進方向，在探查國內外飛機試飛測試技術優劣的基礎上，吸收借鑒國外先進技術，以此來彌補國內飛機試飛測試系統的開發弊端，不斷提升我國飛機試飛測試技術的發展水平。

參考文獻

[1]白霄賢.試飛測試技術現狀與發展[J].測控技術，2017（21）：28-34.

[2]王石磊，王宇.淺談加強試飛安全管風險管理的重要意義[J].管理縱橫，2014（5）：15-19.