綜合航空電子系統(tǒng)機(jī)內(nèi)自檢測(cè)技術(shù)研究

摘要：綜合航空電子系統(tǒng)正向綜合化、信息化、技術(shù)化、模塊化及智能化的趨勢(shì)發(fā)展，對(duì)其故障檢測(cè)、故障容納、故障隔離及故障恢復(fù)的要求也越來越高。機(jī)內(nèi)自檢測(cè)技術(shù)已成為航電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化不可缺少的重要技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)綜合航空電子系統(tǒng)的監(jiān)控、檢測(cè)和自診斷。應(yīng)用于飛機(jī)的加電自檢、啟動(dòng)自檢、維護(hù)自檢和周期自檢，以及在系統(tǒng)故障發(fā)生之后，阻止錯(cuò)誤信息擴(kuò)散，對(duì)故障的發(fā)生部位進(jìn)行定位及系統(tǒng)余度重構(gòu)。

關(guān)鍵詞：綜合航空電子系統(tǒng);機(jī)內(nèi)自檢測(cè)（BIT）;虛警

0 引言

隨著航空電子系統(tǒng)的發(fā)展，現(xiàn)代飛機(jī)上電子設(shè)備或子系統(tǒng)都裝備了獨(dú)立的計(jì)算機(jī)，采用1553B數(shù)據(jù)總線將整個(gè)航空電子系統(tǒng)交聯(lián)在一起，用以滿足各傳感器、功能單元和子系統(tǒng)之間信息共享、功能綜合處理和任務(wù)實(shí)時(shí)性的要求，構(gòu)建了綜合性的航空電子系統(tǒng)。綜合航空電子系統(tǒng)機(jī)內(nèi)自檢測(cè)技術(shù)的核心是連續(xù)實(shí)時(shí)測(cè)試飛機(jī)終端狀態(tài)及診斷故障部位，而數(shù)據(jù)的時(shí)間同步對(duì)數(shù)據(jù)處理有著重要的影響，為解決系統(tǒng)延時(shí)和總線通信的異步性，采取了對(duì)時(shí)間進(jìn)行修正的方法使總線數(shù)據(jù)的時(shí)間同步，滿足了連續(xù)實(shí)時(shí)處理要求。機(jī)內(nèi)自檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用使原本繁瑣的飛機(jī)故檢和機(jī)務(wù)維護(hù)變得方便、高效，減少了機(jī)載設(shè)備因故障難以定位，反復(fù)拆卸帶來的人為損耗，延長(zhǎng)了機(jī)載設(shè)備的使用壽命，極大提高了系統(tǒng)的可靠性。

1 系統(tǒng)BIT實(shí)現(xiàn)過程

系統(tǒng)BIT實(shí)現(xiàn)過程如圖1所示，以雷達(dá)為例進(jìn)行描述，其他子系統(tǒng)的BIT實(shí)現(xiàn)過程與此相同。

雷達(dá)BIT由航電啟動(dòng)板、多功能顯示器周邊鍵進(jìn)行啟動(dòng)。主要過程是：

加電自檢：操作員按壓航電啟動(dòng)板的“雷達(dá)”按鍵，給雷達(dá)加電，其內(nèi)部的LRU自動(dòng)執(zhí)行加電自檢操作，同時(shí)顯控計(jì)算機(jī)向雷達(dá)主控計(jì)算機(jī)（信號(hào)和數(shù)據(jù)處理單元）發(fā)出“自檢狀態(tài)”傳輸命令，信號(hào)和數(shù)據(jù)處理單元將子系統(tǒng)的“加電自檢”狀態(tài)上報(bào)給顯控計(jì)算機(jī)，顯控計(jì)算機(jī)在平顯上顯示。LRU在規(guī)定時(shí)間完成加電自檢后，信號(hào)和數(shù)據(jù)處理單元收集內(nèi)部各LRU自檢結(jié)果，連同自身的自檢結(jié)果按規(guī)定格式進(jìn)行綜合，并在顯控計(jì)算機(jī)控制下將綜合后的自檢結(jié)果上報(bào)給顯控計(jì)算機(jī)。顯控計(jì)算機(jī)接收到自檢結(jié)果后，修改自檢狀態(tài)，并以MFL的形式顯示故障結(jié)果，MFL同時(shí)送數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備進(jìn)行記錄。

啟動(dòng)自檢：通常是在加電自檢結(jié)束后，子系統(tǒng)的各個(gè)LRU已處于工作狀態(tài)。此時(shí)，根據(jù)維護(hù)需要可執(zhí)行啟動(dòng)自檢，由操作員在多功能顯示器的啟動(dòng)自檢菜單中，選擇子系統(tǒng)進(jìn)行啟動(dòng)。需注意的是，在加電自檢和啟動(dòng)自檢過程不能完全執(zhí)行其功能，因此，在飛行中的啟動(dòng)BIT限制在不影響到任務(wù)功能（大氣數(shù)據(jù)子系統(tǒng)、慣性導(dǎo)航子系統(tǒng)等不能進(jìn)行啟動(dòng)BIT）。

周期自檢：航電系統(tǒng)在正常工作過程中，各子系統(tǒng)利用后臺(tái)時(shí)間周期性地進(jìn)行自檢測(cè)。檢測(cè)到的故障報(bào)告給顯控計(jì)算機(jī)，由顯控計(jì)算機(jī)按照故障處理邏輯進(jìn)行處理。

維護(hù)自檢：通過MFD的“維護(hù)”菜單選擇維護(hù)自檢，對(duì)航電子系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和校靶，也可以對(duì)需要進(jìn)行維護(hù)檢測(cè)的飛機(jī)其它功能系統(tǒng)進(jìn)行功能系統(tǒng)的維護(hù)檢測(cè)。

2 系統(tǒng)BIT結(jié)果顯示

（1）加電自檢

加電自檢結(jié)果通常會(huì)在平顯和多功能顯示器上顯示，在平顯在顯示加電自檢狀態(tài)（PUBIT）和自檢結(jié)果（比如PUBIT OK或PUBIT NO），用于指示航電系統(tǒng)當(dāng)前處于的自檢類型及結(jié)果，“PUBIT OK”表示加電自檢結(jié)果正常，“PUBIT NO”則表示加電自檢結(jié)果有故障。在多功能顯示器上顯示詳細(xì)的維護(hù)故障清單（MFL），并用顏色標(biāo)識(shí)故障情況，比如綠色表示子系統(tǒng)自檢正常、黃色表示子系統(tǒng)出現(xiàn)“注意和/或提示”級(jí)故障，橙色表示警告級(jí)故障，紅色表示危險(xiǎn)級(jí)故障。當(dāng)按壓MFD的周邊鍵可調(diào)閱相應(yīng)子系統(tǒng)的MFL畫面，包括子系統(tǒng)名稱、故障代碼、故障時(shí)間等內(nèi)容。

（2）啟動(dòng)自檢

啟動(dòng)自檢的操作方式與平顯顯示內(nèi)容與加電自檢大致相同，啟動(dòng)自檢時(shí)，平顯上顯示“IBIT”表示當(dāng)前航電系統(tǒng)和于啟動(dòng)自檢狀態(tài)，自檢結(jié)果包括“IBIT OK”或“IBIT NO”兩種情況。啟動(dòng)自檢的MFL顯示及MFL內(nèi)容與加電自檢相同。

（3）周期自檢

在周期自檢過程中，如果航電子系統(tǒng)自檢正常，顯控計(jì)算機(jī)不顯示自檢狀態(tài)。如果出現(xiàn)故障，根據(jù)不同故障等級(jí)在平顯、多功能顯示器、正前方控制板、燈光告警、語音告警等多種形式輸出故障。

（4）維護(hù)自檢

MFD上顯示維護(hù)自檢畫面，當(dāng)選擇“航電”維護(hù)自檢時(shí)，MFD上會(huì)出現(xiàn)航電子系統(tǒng)維護(hù)菜單，當(dāng)選擇“非航電”維護(hù)自檢時(shí)，進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)、飛控、燃油、環(huán)控等非航電系統(tǒng)的維護(hù)。

3 BIT技術(shù)在航電系統(tǒng)的應(yīng)用

BIT技術(shù)用于航電系統(tǒng)故障檢測(cè)故障容納、故障隔離及故障恢復(fù)。用于判斷系統(tǒng)故障，在故障

發(fā)生之后，阻止故障后的錯(cuò)誤信息擴(kuò)，對(duì)故障的發(fā)生部位進(jìn)行定位，結(jié)合飛機(jī)的下視顯示器可調(diào)用故障代碼，采用余度總線和降級(jí)處理的方式取代發(fā)生故障的部件，對(duì)系統(tǒng)故障進(jìn)行修復(fù)，為飛行員或地勤人員提供了評(píng)價(jià)航電系統(tǒng)硬件完好性的能力。航電系統(tǒng)由元件級(jí)BIT、板級(jí)BIT和系統(tǒng)級(jí)BIT自下而上，遞階而成。其中元件級(jí)BIT主要指設(shè)計(jì)元件內(nèi)部的自測(cè)試單元，板級(jí)BIT主要由板級(jí)控制單元、信息處理單元和板級(jí)測(cè)試總線構(gòu)成，系統(tǒng)級(jí)BIT主要由系統(tǒng)級(jí)控制單元、系統(tǒng)級(jí)測(cè)試和維修總線以及智能綜合診斷系統(tǒng)構(gòu)成，與障代碼表示形成對(duì)應(yīng)關(guān)系，其故障代碼一般采用4位數(shù)字表示，前2位表示LRU編碼，第3位表示SRU編碼，第4位表示檢測(cè)點(diǎn)編碼，對(duì)于不能定位到單個(gè)SRU故障或者SRU故障的檢測(cè)點(diǎn)數(shù)目大于10個(gè)，第3位表示這類故障的編碼，第4位表示這類故障的順序編碼。操作員啟動(dòng)自檢測(cè)是中斷自檢測(cè)，其檢測(cè)級(jí)別高于加電自檢測(cè)，是系統(tǒng)在地面靜止條件下進(jìn)行的，其目的是為了系統(tǒng)維護(hù)，能使操作員測(cè)試各子系統(tǒng)，并接收周期BIT期間沒有檢測(cè)到的故障數(shù)據(jù)，操作員啟動(dòng)自檢測(cè)完成后，系統(tǒng)自動(dòng)清除以前記錄的維護(hù)故障清單（MFL），重新建立啟動(dòng)自檢之后的維護(hù)故障清單。

4 系統(tǒng)虛警

綜合航空電子系統(tǒng)的虛警是指機(jī)載計(jì)算機(jī)BIT指示故障與實(shí)際不相符的情況。虛警問題會(huì)影響飛機(jī)的正常使用和誤導(dǎo)地勤人員無效維修等后果，發(fā)生虛警后故障復(fù)現(xiàn)困難，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中要重視BIT電路的可靠性、通信電路中的噪聲、通信芯片的門限等因素，為保證系統(tǒng)的可靠性一般采用冗余的設(shè)計(jì)方法，如：硬件冗余、軟件冗余、時(shí)間冗余和信息冗余等。在修理中要關(guān)注通信網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳輸性能、信號(hào)波形品質(zhì)、信號(hào)傳輸穩(wěn)定性信號(hào)傳輸?shù)耐暾缘纫蛩?，誤碼率、誤塊率、誤字率應(yīng)符合信號(hào)傳輸?shù)募夹g(shù)要求。

5 結(jié)束語

本文基于綜合航空電子系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)，對(duì)綜合航空電子系統(tǒng)BIT的工作原理，數(shù)據(jù)傳輸方式虛警的產(chǎn)生原因進(jìn)行了研究，對(duì)其實(shí)際中應(yīng)用做了說明。本文對(duì)技術(shù)人員具有重要的參考價(jià)值和指導(dǎo)作用，有利于提高保障裝備的完好性、提高維修效率，對(duì)BIT技術(shù)發(fā)展和廣泛應(yīng)用起到了推動(dòng)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳陽.航空電子裝備維修技術(shù)與實(shí)踐[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2019.

[2]王勇.機(jī)載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)[M].北京國(guó)防工業(yè)出版社，2008.

作者簡(jiǎn)介：

陳陽，飛機(jī)航電工程師，研究方向：綜合航空電子系統(tǒng)。

（大連長(zhǎng)豐實(shí)業(yè)總公司，遼寧大連 116000）