飛機(jī)機(jī)電系統(tǒng)程序化測(cè)試模型建立和應(yīng)用

樊綱旗，韓 冰，董 瑾

（中航飛機(jī)股份有限公司，陜西 西安710089）

1 綜述

機(jī)電系統(tǒng)是飛機(jī)上執(zhí)行飛行保障功能系統(tǒng)的總稱(chēng)，完成電能、機(jī)械能以及液壓能之間的能量轉(zhuǎn)換和傳遞，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)的基本功能。機(jī)電系統(tǒng)包括動(dòng)力、供電、燃油、液壓、環(huán)控、起落架控制等多個(gè)系統(tǒng)，分布于飛機(jī)各個(gè)部分。機(jī)電系統(tǒng)發(fā)展經(jīng)歷了從各子系統(tǒng)獨(dú)立發(fā)展、自成一體的分立式系統(tǒng)架構(gòu)，到通過(guò)非航空電子監(jiān)控處理機(jī)系統(tǒng)采集各個(gè)機(jī)電系統(tǒng)控制裝置數(shù)據(jù)的聯(lián)合式系統(tǒng)架構(gòu)，目前正向綜合化、多電化和智能化方向發(fā)展。隨著機(jī)載設(shè)備規(guī)模越來(lái)越龐大，機(jī)電系統(tǒng)在航空飛行器的安全及智能化的發(fā)展進(jìn)程中也扮演著越來(lái)越關(guān)鍵的角色。隨著飛機(jī)機(jī)電系統(tǒng)的發(fā)展，機(jī)上地面試驗(yàn)由各系統(tǒng)獨(dú)立試驗(yàn)向系統(tǒng)間綜合交聯(lián)試驗(yàn)發(fā)展，亟需研究一種程序化測(cè)試方案，確保產(chǎn)品交付質(zhì)量的同時(shí)縮短生產(chǎn)周期。

2 總體方案

機(jī)電系統(tǒng)程序化測(cè)試包括機(jī)電系統(tǒng)綜合管控設(shè)備、機(jī)電系統(tǒng)總線(xiàn)監(jiān)控設(shè)備、頂部控制驅(qū)動(dòng)設(shè)備、故障模擬設(shè)備、各子系統(tǒng)專(zhuān)用測(cè)試設(shè)備（激勵(lì)器）以及測(cè)試網(wǎng)絡(luò)，如圖1所示。具體闡述如下：①機(jī)電系統(tǒng)綜合管控設(shè)備。通過(guò)建立流程化測(cè)試模型，可將頂層技術(shù)規(guī)范、技術(shù)要求或各種參數(shù)等注入系統(tǒng)，測(cè)試過(guò)程中依據(jù)不同的工況下發(fā)工作任務(wù)，具備網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展與遠(yuǎn)程控制功能。②機(jī)電系統(tǒng)總線(xiàn)監(jiān)控設(shè)備。具備系統(tǒng)總線(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控和總線(xiàn)數(shù)據(jù)解析，可為現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試提供擬真航電系統(tǒng)顯示的人機(jī)交互界面。③頂部控制驅(qū)動(dòng)設(shè)備。用于驅(qū)動(dòng)頂部控制區(qū)域的開(kāi)關(guān)、按鈕和燈顯。④故障模擬設(shè)備。內(nèi)置各類(lèi)故障模型，在線(xiàn)進(jìn)行系統(tǒng)內(nèi)相關(guān)接口信息采集及控制，用于在試驗(yàn)過(guò)程中向系統(tǒng)注入故障信號(hào)，完成多種故障狀態(tài)試驗(yàn)內(nèi)容，解決機(jī)電系統(tǒng)全面深度測(cè)試難題。⑤各子系統(tǒng)專(zhuān)用測(cè)試設(shè)備（激勵(lì)器）。用于機(jī)電系統(tǒng)各機(jī)載設(shè)備進(jìn)行硬線(xiàn)、總線(xiàn)激勵(lì)，包括艙壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)、燃油控制系統(tǒng)、剎車(chē)控制系統(tǒng)、結(jié)冰探測(cè)系統(tǒng)、防火系統(tǒng)等機(jī)電各子系統(tǒng)的測(cè)試設(shè)備（激勵(lì)器）。⑥測(cè)試網(wǎng)絡(luò)。機(jī)電系統(tǒng)綜合管控設(shè)備可通過(guò)測(cè)試電纜在線(xiàn)完成信號(hào)驅(qū)動(dòng)、采集，通過(guò)以太網(wǎng)與其他設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，完成試驗(yàn)過(guò)程中各系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備（激勵(lì)器）的調(diào)度。

圖1機(jī)電系統(tǒng)程序化測(cè)試框圖

3 程序化測(cè)試方案模型設(shè)計(jì)

程序化測(cè)試方案模型依據(jù)總體通電流程要求，劃分為四個(gè)模塊，分別是通電準(zhǔn)備模塊、綜合管理系統(tǒng)通電模塊、各子系統(tǒng)通電模塊以及故障處理模塊。

3.1 通電準(zhǔn)備模塊程序化設(shè)計(jì)

此階段主要是檢查機(jī)電系統(tǒng)通電的前提條件，包括保證供電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通電正常、航電系統(tǒng)調(diào)光電源正常、告警功能正常、簡(jiǎn)圖頁(yè)顯示功能正常。

3.2 綜合管理系統(tǒng)通電模塊程序化設(shè)計(jì)

此階段主要完成機(jī)電綜合管理系統(tǒng)的功能檢查。主要步驟如下：①完成頂部控制裝置功能檢查；②完成機(jī)電綜合管理系統(tǒng)內(nèi)機(jī)載設(shè)備的供電電壓測(cè)量，確保系統(tǒng)內(nèi)各成品能正常工作；③機(jī)電綜合管理系統(tǒng)上電后，檢查總線(xiàn)通訊是否正常，確保機(jī)電綜合管理系統(tǒng)畫(huà)面頁(yè)通過(guò)航電顯示控制系統(tǒng)能夠正常顯示。

3.3 各子系統(tǒng)通電模塊程序化設(shè)計(jì)

機(jī)電各子系統(tǒng)通電需完成機(jī)電基礎(chǔ)綜合管理功能、信息上傳功能、信息采集等功能檢查，各機(jī)電子系統(tǒng)可依據(jù)系統(tǒng)實(shí)際通電情況同步開(kāi)展，最終使機(jī)電各子系統(tǒng)功能正常。此階段機(jī)電系統(tǒng)的工作狀態(tài)均通過(guò)飛機(jī)航電顯示系統(tǒng)進(jìn)行觀(guān)察，主要步驟如下：①同步完成照明系統(tǒng)、環(huán)境防護(hù)中風(fēng)擋加溫系統(tǒng)、風(fēng)擋雨刷系統(tǒng)、結(jié)冰探測(cè)系統(tǒng)通電檢查；②全機(jī)供壓后，同步完成起落架收方控制系統(tǒng)、剎車(chē)控制系統(tǒng)、前輪轉(zhuǎn)彎控制系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、防火系統(tǒng)、短艙防冰系統(tǒng)的通電檢查，其中轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)、防火系統(tǒng)完成部分通電檢查；③一階段氣密試驗(yàn)完成后，同步完成氣源系統(tǒng)、氧氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、機(jī)翼/尾翼除冰系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、防火系統(tǒng)的通電檢查；④飛機(jī)落地后，完成前輪轉(zhuǎn)彎的部分通電檢查；⑤飛機(jī)重新頂起后，完成前輪轉(zhuǎn)彎剩余部分的通電內(nèi)容；⑥二階段氣密試驗(yàn)完成后，進(jìn)行座艙壓力控制系統(tǒng)通電；⑦完成機(jī)電綜合管理系統(tǒng)試驗(yàn)和告警功能檢查。各子系統(tǒng)通電模塊程序化設(shè)計(jì)如圖2所示。

圖2各子系統(tǒng)通電模塊程序化設(shè)計(jì)框圖

3.4 故障處理模塊程序化設(shè)計(jì)

故障處理模塊程序化設(shè)計(jì)如圖3所示，其核心流程分別是“跳過(guò)故障”和“中斷通電”，當(dāng)通電流程自動(dòng)化測(cè)試模型運(yùn)行過(guò)程中，出現(xiàn)故障，可選擇“中斷通電”，即可進(jìn)行故障排除，也可以選擇“跳過(guò)故障”繼續(xù)進(jìn)行下一步工作，直至形成故障清單，依照現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，選擇合理的排故時(shí)機(jī)進(jìn)行故障排查工作。

4 總結(jié)

通過(guò)機(jī)電系統(tǒng)程序化的測(cè)試模型的設(shè)計(jì)，可規(guī)范機(jī)電系統(tǒng)通電的流程，提升機(jī)電系統(tǒng)通電效率，產(chǎn)生的效益有：①程序化測(cè)試模型涵蓋了設(shè)計(jì)頂層技術(shù)規(guī)范、技術(shù)要求等內(nèi)容，保證了通電項(xiàng)目全覆蓋，不缺項(xiàng)；②將通電流程模塊化，減少了系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)工作，有效提升了通電的效率，縮短了生產(chǎn)周期；③故障的“中斷處理”和“跳過(guò)故障”兩種處理模式，可靈活應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)；④機(jī)電程序化測(cè)試模型可方便地進(jìn)行更改、移植，也可拓展至其他機(jī)型機(jī)電系統(tǒng)通電階段。

圖3故障處理模塊程序化設(shè)計(jì)框圖