某型飛機鐵鳥試驗臺試驗接口裝置的研制

戴燁飛

【摘 要】介紹了一種試驗接口裝置，它能夠在不破壞系統(tǒng)連接電纜的情況下，實現(xiàn)試驗設(shè)備和被測系統(tǒng)之間的連接，并將系統(tǒng)信號抽引出來，滿足測試要求。同時，它也能夠?qū)崿F(xiàn)試驗設(shè)備仿真信號與被測系統(tǒng)真件信號的切換，滿足系統(tǒng)驗證和排故要求。

【關(guān)鍵詞】試驗接口裝置；接口互聯(lián)；構(gòu)型切換；繼電器；鐵鳥

【Abstract】In this paper， a test interface unit is introduced. Through it， test equipment can quickly connect to the system under test and the signals of the system can be simply measured， without destroying the system connecting cable. At the same time， it can also realize the switching between the simulation and the real system， meeting the requirements of the system verification and trouble shooting.

【Key words】Test interface unit； Interfacing； Configuration switch； Relay； Iron bird

0 概述

鐵鳥鑒定試驗是電傳飛行控制系統(tǒng)付諸飛行試驗前的一個正規(guī)的系統(tǒng)驗證與確認過程[1]，而鐵鳥試驗臺是這一重要過程的試驗平臺，它一般安裝真實的飛控系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和起落架系統(tǒng)，有些機型則還為其配置航電、電源等系統(tǒng)。對于某些沒有真件，但試驗又需要的系統(tǒng)，則往往采用仿真。又一方面，鐵鳥所需安裝的真件并不是一次就到位的，那些沒有到位的真件，在試驗前期，通常也用仿真來替代。待真件到位后，可以直接切換到真件，并保留仿真，以進行對比和排故。

試驗接口裝置就是用來連接真件和仿真，并實現(xiàn)它們之間切換的試驗設(shè)備。

1 功能需求

一般來說，鐵鳥試驗需要經(jīng)歷系統(tǒng)調(diào)試階段、系統(tǒng)綜合試驗和系統(tǒng)交聯(lián)試驗三個階段。

以飛控系統(tǒng)為例，在系統(tǒng)調(diào)試階段，可能飛控系統(tǒng)的部分機載設(shè)備未能交付，那么試驗時往往采用仿真設(shè)備代替；在系統(tǒng)綜合試驗階段，鐵鳥試驗臺安裝了一架份真實的飛控系統(tǒng)，但由于該階段只需驗證飛控系統(tǒng)的需求，那么飛控系統(tǒng)所需其他相關(guān)系統(tǒng)的信號可以用仿真替代；而在最后的交聯(lián)階段，則需要將飛控系統(tǒng)與其他真實系統(tǒng)交聯(lián)起來，完成真實接口的檢查，完成其他真實系統(tǒng)構(gòu)型下飛控系統(tǒng)功能和性能滿足設(shè)計要求。

在這些試驗階段轉(zhuǎn)化的過程中，真實的機載設(shè)備將逐漸接入系統(tǒng)，并代替仿真設(shè)備與原有的系統(tǒng)進行互聯(lián)。同時，為了滿足真實機載設(shè)備、真實系統(tǒng)的排故，往往又要求系統(tǒng)能夠切換到仿真設(shè)備的狀態(tài)。因此，試驗接口裝置既要實現(xiàn)真實機載設(shè)備或試驗仿真設(shè)備的接入，又要實現(xiàn)在真實機載設(shè)備和試驗仿真設(shè)備之間的來回切換，即其應(yīng)具備以下兩個功能：

1）接口互聯(lián)

與真實飛機上的EWIS（ Electrical Wiring Interconnection System ）系統(tǒng)[2]相類似，試驗接口裝置的接口互聯(lián)功能就是要實現(xiàn)鐵鳥試驗臺上所有系統(tǒng)和設(shè)備的互聯(lián)，包括被試系統(tǒng)、仿真系統(tǒng)和測試設(shè)備。同時，在接口連接的時候，保證信號的電氣特性盡可能的與真實飛機的一致，保證試驗設(shè)備的接入不會對被試系統(tǒng)的信號造成影響。

2）構(gòu)型切換

如上文中所述，構(gòu)型切換就是要實現(xiàn)被試系統(tǒng)機載設(shè)備與試驗設(shè)備之間的切換，從而根據(jù)試驗需要，配置不同的構(gòu)型，滿足不同試驗階段的要求。

2 設(shè)計實現(xiàn)

某型飛機鐵鳥試驗臺試驗接口裝置的基本原理如圖1所示。通過飛機EWIS系統(tǒng)自身設(shè)置的分離面，可以將信號轉(zhuǎn)接到試驗接口裝置的真實接口上，而試驗設(shè)備通過具備與飛機EWIS系統(tǒng)基本一致的電氣特性的電纜連接到仿真接口。這樣，在系統(tǒng)調(diào)試階段，即使沒有機載設(shè)備，通過仿真接口連接試驗設(shè)備也可以實現(xiàn)調(diào)試。在機載設(shè)備到位的情況下，只要將設(shè)備連接到相應(yīng)的接口，并通過接口裝置的切換，就可以將其接入系統(tǒng)，同時并不需要去除原有試驗設(shè)備的連接。這樣可以根據(jù)試驗需要，在仿真和真件之間切換。

一般來說，鐵鳥試驗臺安裝有相當數(shù)量的機載設(shè)備和試驗設(shè)備，各設(shè)備之間的接口關(guān)系也較復(fù)雜，如果仿真和真件之間的切換通過人工或手動來切換，那么勢必影響試驗的效率和進度。某型飛機鐵鳥試驗臺接口裝置的切換通過繼電器實現(xiàn)。在每一線路上增加一個繼電器，通過繼電器控制板卡控制繼電器的通斷，可以一次實現(xiàn)對多個線路的切換，圖2位繼電器控制的基本原理示意圖。

每一線路的輸出由4個繼電器控制，這4個繼電器組成一個開關(guān)矩陣。初始狀態(tài)下，為了保證設(shè)備的安全，4個繼電器都處于常開狀態(tài)。當要求真件輸入和真件輸出時，繼電器K1和K2閉合，且K3、K4保持常開狀態(tài)；當要求真件輸入和仿真輸出時，繼電器K1和K4閉合，且K2、K3保持常開狀態(tài)；當要求仿真輸入和真件輸出時，繼電器K2和K3閉合，且K1、K4保持常開狀態(tài)；當要求仿真輸入和仿真輸出時，繼電器K3和K4閉合，且K1、K2處于常開狀態(tài)。這樣通過不同的繼電器斷合組合，控制不同的輸入和輸出，靈活的切換試驗構(gòu)型，滿足試驗要求。

另外，有些系統(tǒng)為了滿足信號采集的需要，往往在繼電器K2、K4后端再增加一個數(shù)據(jù)采集的接口。這樣，通過試驗接口裝置，既可以在輸入端通過仿真設(shè)備注入信號，又可以在輸出端的數(shù)據(jù)采集接口采集信號。

3 信號切換測試

為了說明信號的實際切換效果，在本文中，我們使用電位計信號和離散信號對系統(tǒng)進行了測試。

測試時，利用函數(shù)發(fā)生器，在系統(tǒng)真件輸入接口和仿真輸入接口同時輸入幅值為5v，頻率為1Hz的正弦電壓信號。初始狀態(tài)時，繼電器K1、K4處于斷開狀態(tài)，K2、K3處于閉合狀態(tài)，因此，仿真通道信號輸出為零，真實通道則采集到仿真輸入端的信號，如圖3所示。當繼電器狀態(tài)反轉(zhuǎn)時，仿真通道采集到幅值為5v的正弦信號，而真實通道信號則為零，如圖3所示。

采用相同的方法對離散信號進行測試，其結(jié)果如圖4所示。

從上述兩種信號的測試結(jié)果，可以說明本系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對系統(tǒng)信號的切換。由于采用了能夠幾無失真地傳輸并切換高頻信號的高頻繼電器[3]，切換前后的信號波形基本完全一致，如圖3所示。也就是說采用高頻繼電器切換并不會對信號造成影響。

4 小結(jié)

通過試驗接口裝置可以在不破換系統(tǒng)連接電纜的情況下，方便的注入信號，同時，又可以根據(jù)需要切換構(gòu)型，便于仿真與真件的對比和排故。在不需要注入信號的時候，直接去掉試驗接口裝置與分離面連接器連接的電纜，就可以方便的還原系統(tǒng)。對于那些類似于鐵鳥試驗，試驗構(gòu)型繁多且不同構(gòu)型之間需要來回切換的，如果應(yīng)用試驗接口裝置，那將大大有利于提供試驗效率。

另外，試驗接口裝置的接入，不可必然的增加設(shè)備之間的連接電纜長度，對于有阻抗要求的信號或者有壓降要求的供電信號，則應(yīng)盡可能的做到阻抗匹配或者進行壓降等效計算。

【參考文獻】

[1]張德發(fā)，葉勝利，等.飛行控制系統(tǒng)的地面與飛行試驗[M].北京：國防工業(yè)出版社，2003.

[2]顧海榮.EWIS介紹以及維護管理要求[M].航空維修與工程，2012，02.

[3]吳世湘，金福群.新型高頻繼電器加速完善下一代通信技術(shù)[J].電子產(chǎn)品世界，2005.

[責任編輯：鄧麗麗]