民用飛機(jī)機(jī)電系統(tǒng)試驗測試技術(shù)

王 紅， 楊冬健， 楊占才， 陳洪全

(航空工業(yè)北京長城航空測控技術(shù)研究所，北京 101111)

隨著民用飛機(jī)機(jī)電系統(tǒng)不斷發(fā)展，其設(shè)計和研制越來越依賴于先進(jìn)的試驗測試手段，機(jī)電系統(tǒng)試驗測試技術(shù)涵蓋了機(jī)電系統(tǒng)、子系統(tǒng)及關(guān)鍵部件研制試驗驗證過程中所需的測試技術(shù)。在機(jī)電系統(tǒng)功能性能試驗測試過程中，如何滿足試驗需求、完整地采集試驗數(shù)據(jù)、保證測試系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運(yùn)行、準(zhǔn)確無誤地進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，是機(jī)電系統(tǒng)測試技術(shù)發(fā)展及測試裝備研制急需解決的問題。

在民用飛機(jī)機(jī)電系統(tǒng)試驗測試過程中，合理有效的試驗方法是實現(xiàn)機(jī)電系統(tǒng)功能性能驗證的根本，準(zhǔn)確完備的測試需求是測試設(shè)備研制的前提和基礎(chǔ)，性能穩(wěn)定且精度符合要求的測試設(shè)備是確保機(jī)電系統(tǒng)驗證測試活動正常進(jìn)行的重要保障[1]。由于目前我國并沒有全面且系統(tǒng)地了解和掌握民用飛機(jī)機(jī)電系統(tǒng)試驗測試技術(shù)，對一些關(guān)鍵瓶頸測試技術(shù)缺乏有效梳理，且民用飛機(jī)機(jī)電系統(tǒng)試驗測試技術(shù)研究工作比較分散，難以形成合力，這些嚴(yán)重阻礙了我國民用飛機(jī)機(jī)電系統(tǒng)試驗測試技術(shù)的發(fā)展。鑒于以上實際情況，本文從民用飛機(jī)機(jī)電系統(tǒng)試驗方法和測試需求分析出發(fā)，在深入調(diào)研分析國外發(fā)展趨勢、國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀及存在的實際問題基礎(chǔ)上，提出提升我國民用飛機(jī)機(jī)電系統(tǒng)試驗測試技術(shù)能力的幾點(diǎn)建議，希望能夠為我國民用飛機(jī)機(jī)電系統(tǒng)試驗測試技術(shù)的科學(xué)發(fā)展和體系化建設(shè)提供清晰的解決途徑。

1 機(jī)電系統(tǒng)試驗技術(shù)

1.1 機(jī)電系統(tǒng)主要試驗

機(jī)電系統(tǒng)作為飛機(jī)飛行保障系統(tǒng)，在民用飛機(jī)中所占的比例越來越大，其技術(shù)水平的高低直接影響到飛機(jī)的整體性能[2]。機(jī)電系統(tǒng)試驗主要包括系統(tǒng)綜合試驗以及電氣系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、防火系統(tǒng)、環(huán)境控制系統(tǒng)、起落架系統(tǒng)、旋翼系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、照明系統(tǒng)和設(shè)備/裝飾等各類子系統(tǒng)的試驗。

① 系統(tǒng)綜合試驗。機(jī)電管理系統(tǒng)通過采用數(shù)據(jù)總線和微處理機(jī)技術(shù)將飛機(jī)上各個機(jī)電子系統(tǒng)進(jìn)行整合，進(jìn)而實現(xiàn)對各個機(jī)電子系統(tǒng)的綜合監(jiān)測、控制和管理。機(jī)電系統(tǒng)綜合試驗主要有成品與機(jī)電管理系統(tǒng)交聯(lián)試驗、總線通信試驗和飛機(jī)實際工作邏輯模擬試驗等。

② 電氣系統(tǒng)試驗。電氣系統(tǒng)所需的試驗主要有地面模擬試驗、飛行試驗等。其中，地面模擬試驗的試驗科目主要有穩(wěn)態(tài)試驗、瞬態(tài)試驗、過載試驗、并聯(lián)試驗、保護(hù)功能試驗和匹配試驗等。飛行試驗科目主要有交流電源系統(tǒng)飛行試驗、直流電源系統(tǒng)飛行試驗等。

③ 液壓系統(tǒng)試驗。按照液壓系統(tǒng)設(shè)計特征和基本數(shù)據(jù)等相關(guān)規(guī)范要求，液壓系統(tǒng)必須完成有關(guān)研制性試驗和合格鑒定試驗，主要試驗有原理試驗、模擬試驗、機(jī)上地面試驗、飛行試驗等。液壓系統(tǒng)測試參數(shù)主要包括動力元件參數(shù)、控制元件參數(shù)、執(zhí)行元件參數(shù)和輔助元件參數(shù)等。

④ 燃油系統(tǒng)試驗。燃油系統(tǒng)主要試驗項目包括燃油箱抗墜毀試驗、燃油系統(tǒng)地面全模擬試驗、燃油系統(tǒng)飛行試驗等。其中，燃油系統(tǒng)地面全模擬試驗包括供油系統(tǒng)模擬試驗、燃油測量系統(tǒng)試驗、地面重力加油/放油模擬試驗和傳輸系統(tǒng)模擬試驗等。燃油系統(tǒng)飛行試驗包括熱油飛行試驗、燃油箱通氣飛行試驗和可用油量飛行試驗等。燃油系統(tǒng)測試參數(shù)由泵類參數(shù)、測量與控制參數(shù)、油箱參數(shù)及附件(閥類)參數(shù)組成。

⑤ 防火系統(tǒng)試驗。防火系統(tǒng)所需的試驗主要有地面模擬試驗、飛行試驗等。防火系統(tǒng)試驗科目主要包括防火系統(tǒng)供電試驗、防火系統(tǒng)控制試驗、指示和告警等模擬試驗、防火系統(tǒng)邏輯動作試驗、煙霧探測試驗、滅火劑濃度測試試驗、滅火效果評估試驗等。

⑥ 環(huán)境控制系統(tǒng)試驗。環(huán)控系統(tǒng)試驗主要包括空調(diào)系統(tǒng)試驗和防/除冰系統(tǒng)試驗。空調(diào)系統(tǒng)所需的試驗主要有試驗室試驗、地面試驗、飛行試驗?？照{(diào)系統(tǒng)試驗科目主要有座艙溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)試驗、座艙濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)試驗、環(huán)境防護(hù)系統(tǒng)試驗、發(fā)動機(jī)引氣系統(tǒng)試驗、設(shè)備艙環(huán)境控制系統(tǒng)試驗等。防/除冰系統(tǒng)所需的試驗主要有地面試驗和空中試驗。防/除冰系統(tǒng)試驗科目主要有地面干冷空氣環(huán)境試驗、地面旋翼防/除冰試驗、懸停干冷空氣環(huán)境試驗、懸停旋翼防/除冰試驗、駕駛艙電加溫玻璃防冰試驗和發(fā)動機(jī)進(jìn)氣結(jié)冰試驗等。

⑦ 起落架系統(tǒng)試驗。起落架系統(tǒng)所需進(jìn)行的驗證試驗科目包括起落架靜強(qiáng)度試驗、起落架落震試驗、起落架緩沖支柱(器)和輪胎動力特性試驗、前/尾起落架擺振試驗、起落架疲勞試驗等。其中，起落架落震試驗包括設(shè)計著陸試驗、充填參數(shù)容差試驗、儲備能量試驗、耐墜毀落震試驗等，其測試參數(shù)由緩沖支柱裝置測試參數(shù)、前起轉(zhuǎn)彎操縱裝置測試參數(shù)、前起減擺裝置測試參數(shù)、收放裝置測試及系統(tǒng)級測試參數(shù)、整體靜壓試驗測試參數(shù)等組成。

⑧ 旋翼系統(tǒng)試驗。旋翼系統(tǒng)主要試驗包括設(shè)計與工藝符合性試驗、結(jié)構(gòu)件疲勞試驗、尾槳試驗臺試驗、旋翼塔試驗、科研試飛、載荷實測飛行和取證試飛等。旋翼系統(tǒng)測試內(nèi)容涵蓋研制性試驗、工程鑒定試驗等階段測試內(nèi)容，其中研制性試驗包括新型材料的機(jī)械性能、疲勞斷裂特性的測定，尤其是新型復(fù)合材料的全面性能測試與鑒定等；工程鑒定試驗階段主要包括部件鑒定試驗、系統(tǒng)鑒定試驗等。

⑨ 傳動系統(tǒng)試驗。傳動系統(tǒng)主要試驗包括主減速器超運(yùn)轉(zhuǎn)試驗、中/尾減速器部件(機(jī)匣、齒輪軸、尾槳軸)靜力試驗、中/尾減速器超扭試驗、中/尾減速器超轉(zhuǎn)試驗、旋翼剎車裝置測溫試驗、旋翼傳動系統(tǒng)和操縱機(jī)構(gòu)耐久性試驗(含超轉(zhuǎn)、超扭)、傳動系統(tǒng)靜態(tài)試驗、動平衡試驗、飛行試驗等。

⑩ 照明系統(tǒng)試驗。照明系統(tǒng)試驗主要包括機(jī)內(nèi)照明系統(tǒng)試驗和機(jī)外照明系統(tǒng)試驗等。照明系統(tǒng)測試參數(shù)包括駕駛艙內(nèi)照明測試參數(shù)和艙外照明測試參數(shù)。駕駛艙內(nèi)照明測試參數(shù)包括照度、亮度、光強(qiáng)和顏色，艙外照明測試參數(shù)主要是顏色。

1.2 機(jī)電系統(tǒng)主要試驗測試需求

機(jī)電系統(tǒng)主要測試需求如下。

① 測試參數(shù)。機(jī)電系統(tǒng)試驗所需測試參數(shù)主要包括轉(zhuǎn)速、振動、溫度、濕度、電壓、電流、壓力、壓差、流量(氣體、液體)、流速、液位、油液污染度、油液品質(zhì)、燃油濁度、燃油密度、濃度(滅火劑、氧氣)、應(yīng)變、位置、位移、傾角、載荷、扭矩、冰型、金屬屑末和煙霧等類型。

② 測試傳感器。機(jī)電系統(tǒng)試驗過程中使用傳感器主要用于電氣、液壓、起落架、燃油、防火、環(huán)控、旋翼和傳動等子系統(tǒng)功能性能測試。機(jī)電系統(tǒng)試驗過程中使用的傳感器種類如表1所示。

表1 機(jī)電系統(tǒng)試驗過程中使用的傳感器種類

③ 測試儀器。機(jī)電系統(tǒng)試驗過程中需要使用的測試儀器主要包括通用測試儀器及各個子系統(tǒng)所需的專用測試儀器等。其中，通用測試儀器主要包括動態(tài)信號分析、函數(shù)信號發(fā)生器、示波器、信號源、數(shù)字萬用表、鉗形電流表、多功能總線監(jiān)控設(shè)備等。機(jī)電系統(tǒng)試驗過程中使用的專用測試儀器種類如表2所示。

表2 機(jī)電系統(tǒng)試驗過程中使用的專用測試儀器種類

2 機(jī)電系統(tǒng)試驗測試體系

通過對民用飛機(jī)機(jī)電系統(tǒng)主要試驗及測試需求進(jìn)行分析，并對國外民用飛機(jī)機(jī)電系統(tǒng)試驗測試技術(shù)進(jìn)行深入調(diào)研，結(jié)合國內(nèi)相關(guān)技術(shù)發(fā)展情況，總結(jié)出民用飛機(jī)機(jī)電系統(tǒng)試驗測試體系包括機(jī)電系統(tǒng)試驗測試技術(shù)譜系、機(jī)電系統(tǒng)試驗測試產(chǎn)品譜系和機(jī)電系統(tǒng)試驗測試標(biāo)準(zhǔn)譜系三大部分。機(jī)電系統(tǒng)試驗測試技術(shù)譜系包括基礎(chǔ)測試技術(shù)、專業(yè)測試技術(shù)和前沿測試技術(shù)3個部分。機(jī)電系統(tǒng)試驗過程中使用的基礎(chǔ)測試技術(shù)包括傳感器技術(shù)、信號激勵技術(shù)、信號采集技術(shù)、接口適配技術(shù)、數(shù)據(jù)交換技術(shù)、測試數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)、測試儀器技術(shù)、通用測試軟件技術(shù)、虛擬測試技術(shù)、集成測試技術(shù)、功能安全驗證測試技術(shù)、智能測試技術(shù)和診斷測試技術(shù)等方面。機(jī)電系統(tǒng)試驗過程中使用的專業(yè)測試技術(shù)包括系統(tǒng)綜合試驗測試技術(shù)、電氣系統(tǒng)試驗測試技術(shù)、液壓系統(tǒng)試驗測試技術(shù)、燃油系統(tǒng)試驗測試技術(shù)、防火系統(tǒng)試驗測試技術(shù)、環(huán)控系統(tǒng)試驗測試技術(shù)、起落架系統(tǒng)試驗測試技術(shù)、旋翼系統(tǒng)試驗測試技術(shù)、傳動系統(tǒng)試驗測試技術(shù)、照明系統(tǒng)試驗測試技術(shù)及設(shè)備/裝飾試驗測試技術(shù)等方面。機(jī)電系統(tǒng)試驗過程中使用的前沿測試技術(shù)包括機(jī)載燃油流量在線檢測技術(shù)、機(jī)載旋翼軌跡在線檢測技術(shù)、旋翼槳葉三維變形測試技術(shù)、機(jī)載旋翼噪聲在線測量技術(shù)等方面。機(jī)電系統(tǒng)試驗測試產(chǎn)品條目和標(biāo)準(zhǔn)條目與專業(yè)測試技術(shù)分類相似。機(jī)電系統(tǒng)試驗測試產(chǎn)品研發(fā)需求主要指型號急需研制及前沿測試技術(shù)物化的相關(guān)產(chǎn)品或設(shè)備，例如機(jī)載燃油流量在線檢測系統(tǒng)、滑油碎屑在線檢測系統(tǒng)、小型化專用滅火器濃度測量設(shè)備、機(jī)載供氧系統(tǒng)中氧氣監(jiān)控器、高寒環(huán)境翼型積冰高準(zhǔn)確度預(yù)測系統(tǒng)、結(jié)冰綜合探測與預(yù)警系統(tǒng)、旋翼氣動噪聲測量與預(yù)測系統(tǒng)、基于自發(fā)電技術(shù)的旋翼變矩拉桿測量系統(tǒng)等產(chǎn)品。機(jī)電系統(tǒng)試驗測試標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)需求主要指型號急需研制及前沿測試技術(shù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，例如機(jī)電綜合地面試驗測試、超聲波流量檢測、旋翼綜合參數(shù)激光多普勒輪廓測量、旋翼全姿態(tài)旋轉(zhuǎn)軌跡高精度測量、基于光纖光柵的飛機(jī)管路振動監(jiān)測、傳動系統(tǒng)滑油碎屑定量檢測及槳葉變形、槳軸拉力實時精確測量等標(biāo)準(zhǔn)。

民用飛機(jī)機(jī)電系統(tǒng)試驗測試體系如圖1所示。

圖1 民用飛機(jī)機(jī)電系統(tǒng)試驗測試體系

3 國外機(jī)電系統(tǒng)試驗測試技術(shù)發(fā)展趨勢

從國外航空機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展來看，機(jī)電系統(tǒng)在綜合化方面已經(jīng)取得了明顯進(jìn)展，從多電飛機(jī)到能量優(yōu)化飛機(jī)，國外實現(xiàn)了機(jī)電系統(tǒng)能量、功能、物理和控制方面的綜合，機(jī)電系統(tǒng)的綜合意味著各個系統(tǒng)不再是獨(dú)立運(yùn)行的，而是交叉關(guān)聯(lián)的，復(fù)雜程度極高，是從量變到質(zhì)變的轉(zhuǎn)換[2]。機(jī)電系統(tǒng)綜合化發(fā)展已經(jīng)成為發(fā)達(dá)國家發(fā)展下一代機(jī)型的重要技術(shù)領(lǐng)域。在此形勢下，發(fā)達(dá)國家對機(jī)電系統(tǒng)的綜合試驗相當(dāng)重視，專門開發(fā)了整體綜合試驗設(shè)施，以及各個機(jī)電子系統(tǒng)甚至零部件的核心試驗設(shè)備，能進(jìn)行模擬試驗、地面試驗和飛行試驗等全部試驗科目。

從整體上看，國外機(jī)電系統(tǒng)試驗測試技術(shù)逐步向自動化、綜合化、虛擬化、智能化、非接觸式等方向發(fā)展。通過對國外機(jī)電系統(tǒng)測試技術(shù)發(fā)展進(jìn)行調(diào)研和分析，主要結(jié)論包括以下8個方面：① 高功率、高可靠性、不中斷發(fā)電電氣系統(tǒng)試驗測試技術(shù)不斷成熟，已經(jīng)實現(xiàn)工程化；② 不斷發(fā)展非接觸測試、多線程并行測試、無線臺測試的液壓系統(tǒng)試驗測試技術(shù)；③ 燃油系統(tǒng)的污染油液測量技術(shù)、燃油流量精確測量技術(shù)、極限環(huán)境試驗測試技術(shù)、虛擬試驗測試與驗證技術(shù)、自動稱重測試技術(shù)、分布式壓力/流量測試技術(shù)和非接觸式感知測試技術(shù)等方面不斷熟化；④ 防火系統(tǒng)的滅火劑濃度探測、煙霧探測、高低溫環(huán)境模擬、防火系統(tǒng)高精度探測及快速響應(yīng)等先進(jìn)測量技術(shù)已實現(xiàn)工程化應(yīng)用；⑤ 照明系統(tǒng)的智能功效試驗測試分析及處理技術(shù)將是未來重要發(fā)展方向；⑥ 旋翼錐體試驗測試向光學(xué)、非接觸、輕巧易安裝的方向發(fā)展；⑦ 旋翼系統(tǒng)動平衡試驗向?qū)崟r監(jiān)測和全自動智能動平衡調(diào)整方向發(fā)展；⑧ 傳動系統(tǒng)測試逐步集成到機(jī)載實時檢測，并隨著傳感器無線通信技術(shù)的發(fā)展，向遠(yuǎn)程監(jiān)控的方向發(fā)展。

國外機(jī)電系統(tǒng)試驗測試產(chǎn)品方面，國外MOOG、GE、Bauer和TEST-FUCHS GmbH等公司都研制出了相應(yīng)的機(jī)電綜合試驗測試設(shè)備，并在B787、A380等先進(jìn)飛機(jī)機(jī)電系統(tǒng)綜合試驗中得到應(yīng)用。德國HBM公司研制的飛機(jī)電氣系統(tǒng)試驗測試設(shè)備也在大型民機(jī)上得到應(yīng)用。此外，國外在油液污染顆粒在線檢測、機(jī)翼活動面作動器測試、液壓管路流量超聲波非接觸測量等技術(shù)領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。

國外機(jī)電系統(tǒng)試驗測試標(biāo)準(zhǔn)方面，SAE、ASTM、ISO、ANSI等機(jī)構(gòu)和協(xié)會頒布了大量試驗測試方面的標(biāo)準(zhǔn)，涵蓋了飛機(jī)各個子系統(tǒng)，尤其是電氣系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范最為全面和詳細(xì)，為國外民用飛機(jī)機(jī)電系統(tǒng)試驗驗證提供了重要支撐。例如SAE ARP 6200(商用飛機(jī)液壓系統(tǒng)的測試要求和方法)、SAE ARP 1532(飛機(jī)氧氣系統(tǒng)管路裝配、測試和安裝方法)、SAE ARP 4103(商用飛機(jī)駕駛艙照明設(shè)計中的影響因素和驗證測試方法)、SAE ARP 1185C(液壓油管接頭和配件的彎曲測試方法)、SAE ARP 1383C(液壓元件的沖擊試驗測試方法)、SAE ARP 5945A(I型飛機(jī)除冰/防冰液的耐久時間測試程序)、SAE ARP 5485B(II/III/IV型飛機(jī)除冰/防結(jié)冰液的耐久時間測試程序)等，都是國外近期頒布的與試驗測試相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。

國外未來重點(diǎn)發(fā)展的機(jī)電系統(tǒng)前沿測試技術(shù)主要包括機(jī)載燃油流量的超聲波在線測量技術(shù)[3-5]、小型光學(xué)機(jī)載旋翼軌跡在線傳感器技術(shù)[6]、高溫高壓氣缸內(nèi)壓力和溫度測試技術(shù)、基于立體視覺的旋翼槳葉三維動態(tài)變形測量技術(shù)[7-9]、旋翼槳軸拉力在線實時精確測量技術(shù)、復(fù)雜環(huán)境下機(jī)載旋翼噪聲在線測試及噪聲源分離測試技術(shù)[10]以及傳動系統(tǒng)智能感知技術(shù)[11-12]等。

4 國內(nèi)機(jī)電系統(tǒng)試驗測試技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

通過對國內(nèi)機(jī)電系統(tǒng)測試技術(shù)實際情況進(jìn)行調(diào)研和分析，主要結(jié)論包括8個方面：① 機(jī)電綜合測試標(biāo)準(zhǔn)化、集成化程度與國外相比有一定差距，測試數(shù)據(jù)管理手段在智能化方面相對不足；② 地面性能測試在自動化、數(shù)字化和集成化方面與世界先進(jìn)測試技術(shù)相比仍有一定欠缺；③ 測試設(shè)備方面主要為自行設(shè)計或與供應(yīng)商開展合作，在測試核心資源、關(guān)鍵測試模塊方面大多依賴進(jìn)口，存在技術(shù)風(fēng)險，國產(chǎn)相關(guān)資源和模塊可靠性、穩(wěn)定性有待提高；④ 故障診斷大多依賴人工經(jīng)驗判讀，故障定位難度大，某些測試手段和準(zhǔn)確性受環(huán)境限制，有些只能在外場進(jìn)行，且耗時較長，極其消耗人力；⑤ 總裝地面功能測試仍以單系統(tǒng)手動測試為主，測試周期長，效率低下，系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化控制手段不足；⑥ 直升機(jī)旋翼系統(tǒng)試驗測試精度有待提高，測試工具與手段尚需進(jìn)一步改進(jìn)和提高；⑦ 我國飛機(jī)機(jī)電系統(tǒng)非接觸測試技術(shù)和關(guān)鍵測試儀器基本靠進(jìn)口，大量的先進(jìn)儀器靠引進(jìn)，國產(chǎn)化水平低，這種局面嚴(yán)重制約了我國民機(jī)機(jī)電系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)步；⑧ 國內(nèi)機(jī)電試驗測試設(shè)備供應(yīng)商很多，技術(shù)水平不一，標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，大多只依據(jù)需求進(jìn)行集成，嚴(yán)重影響了測試數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)挖掘等能力的進(jìn)一步提升。

國內(nèi)機(jī)電系統(tǒng)試驗測試標(biāo)準(zhǔn)方面，大多以國軍標(biāo)、行標(biāo)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的形式存在，與機(jī)電系統(tǒng)試驗測試技術(shù)直接相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范較少，一般是在一些通用規(guī)范、試驗要求等標(biāo)準(zhǔn)中涉及一些測試方面的內(nèi)容。國內(nèi)機(jī)電系統(tǒng)試驗測試標(biāo)準(zhǔn)存在體系不完善、標(biāo)準(zhǔn)不健全、標(biāo)準(zhǔn)貫徹不到位等實際問題[13]。上海飛機(jī)設(shè)計研究院根據(jù)環(huán)控系統(tǒng)試驗測試需求，編制企業(yè)級規(guī)范《民用飛機(jī)環(huán)控系統(tǒng)試驗室試驗信號測量與采集規(guī)范》和《地面模擬試驗環(huán)境中環(huán)控管路流量測試規(guī)范》等，為環(huán)境系統(tǒng)試驗測試的規(guī)范化提供了重要保障，但仍舊無法在測試標(biāo)準(zhǔn)的全面性、專業(yè)性、系統(tǒng)性等方面縮小與國外的差距。

在直升機(jī)旋翼試驗測試領(lǐng)域，對高精度旋翼軌跡/流場測試技術(shù)、旋翼噪聲機(jī)理與控制技術(shù)、失速特性(層流、分離或湍流)測試技術(shù)、槳葉動態(tài)模態(tài)試驗測試技術(shù)、槳葉形變試驗測試新方法和新構(gòu)型旋翼系統(tǒng)(包括無軸承旋翼、剛性共軸式旋翼和萬向鉸式旋翼)關(guān)重件疲勞載荷監(jiān)測等原理性、機(jī)理性和新方法研究不足，還沒有形成完整的旋翼氣動和動力學(xué)綜合分析軟件，難以開展虛擬試驗技術(shù)研究，與國外相比，還有一定差距。

5 機(jī)電系統(tǒng)試驗測試技術(shù)發(fā)展建議

結(jié)合民用飛機(jī)機(jī)電系統(tǒng)實際需求和國內(nèi)相關(guān)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，國內(nèi)必須從提升適航驗證能力、突破核心關(guān)鍵測試技術(shù)、研制地面試驗集成化測試平臺、推動試驗測試標(biāo)準(zhǔn)化工作等方面成體系開展工作，為未來我國民用飛機(jī)機(jī)電系統(tǒng)試驗測試技術(shù)發(fā)展提供重要支撐。

① 繼續(xù)深入剖析適航驗證對機(jī)電系統(tǒng)試驗的測試需求，提升機(jī)電系統(tǒng)適航驗證能力。國內(nèi)需要進(jìn)一步深入剖析CCAR25、CCAR29等適航標(biāo)準(zhǔn)對機(jī)電系統(tǒng)試驗的需求，明確對測試方法、測試流程和測試設(shè)備的需求，尤其應(yīng)重點(diǎn)剖析特殊復(fù)雜環(huán)境下測試技術(shù)、極限參數(shù)測試技術(shù)及其適航驗證方法，梳理出國內(nèi)不足之處，并對現(xiàn)有試驗臺進(jìn)行改造或重新研制適航驗證試驗臺，為新一代民用飛機(jī)研制提供技術(shù)保障。

② 突破一批地面試驗測試核心關(guān)鍵技術(shù)，提升機(jī)電系統(tǒng)地面研制試驗測試保障能力。通過對國內(nèi)民用飛機(jī)機(jī)電系統(tǒng)深入調(diào)研分析，未來國內(nèi)還需重點(diǎn)突破旋轉(zhuǎn)部件測試及信號高速傳輸、氣缸內(nèi)壓力和溫度測試、槳葉軌跡/變形及槳軸拉力精確測量、旋翼綜合參數(shù)激光多普勒輪廓測量、旋翼系統(tǒng)非接觸式測量、旋翼噪聲測試及噪聲源分離測試、傳動系統(tǒng)滑油碎屑定量檢測、基于光纖光柵的飛機(jī)管路振動監(jiān)測、高寒環(huán)境翼型積冰高準(zhǔn)確度預(yù)測、油氣路系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測、機(jī)載氧氣實時狀態(tài)監(jiān)控、滅火器高精度濃度測量等核心關(guān)鍵技術(shù)，不斷拓展數(shù)字孿生、大數(shù)據(jù)、云計算和物聯(lián)網(wǎng)新興技術(shù)在機(jī)電系統(tǒng)試驗測試領(lǐng)域中的應(yīng)用[14-17]，重點(diǎn)研制新一代大型客機(jī)和民用直升機(jī)等裝備急需的機(jī)電系統(tǒng)試驗測試設(shè)備，以提升機(jī)電系統(tǒng)研制試驗測試保障能力。

③ 深入挖掘新的機(jī)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式對試驗測試技術(shù)的新需求，掌握未來機(jī)電系統(tǒng)試驗測試技術(shù)發(fā)展方向。民用飛機(jī)機(jī)電系統(tǒng)目前正向綜合化、多電化和智能化方向發(fā)展，目標(biāo)是實現(xiàn)功能、能量、控制和物理4個方面的全綜合。隨著飛機(jī)性能的不斷提高，機(jī)電系統(tǒng)所承擔(dān)的飛行保障任務(wù)越來越重，國外波音B787、空客A380、空客A350等先進(jìn)機(jī)型已逐漸采用航空機(jī)電系統(tǒng)綜合技術(shù)，使傳統(tǒng)機(jī)電系統(tǒng)從各自獨(dú)立發(fā)展快速向機(jī)電綜合方向發(fā)展，機(jī)電系統(tǒng)綜合技術(shù)已成為未來航空的重點(diǎn)發(fā)展方向。隨著多電/全電飛機(jī)的不斷發(fā)展，采用高壓直流電源、電動作動器、電動燃油泵、磁懸浮軸承等新型機(jī)載產(chǎn)品及電剎車、電結(jié)冰防護(hù)、電動環(huán)境控制、光通信架構(gòu)等新結(jié)構(gòu)形式的機(jī)載系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)，必將給機(jī)電系統(tǒng)試驗測試技術(shù)發(fā)展帶來新的挑戰(zhàn)。

④ 研制地面試驗集成化測試平臺，提升地面試驗測試設(shè)備通用化、智能化、信息化水平和數(shù)據(jù)共享能力。國內(nèi)民用飛機(jī)機(jī)電系統(tǒng)地面試驗階段的測試設(shè)備種類繁多，由于生產(chǎn)商技術(shù)能力參差不齊、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，大多采用專用測試設(shè)備，接口定義沒有規(guī)范約束，造成各種測試設(shè)備架構(gòu)不統(tǒng)一、接口不兼容、實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享難度大，而且難以解決全壽命周期測試數(shù)據(jù)互聯(lián)、互通的要求。隨著我國民用飛機(jī)機(jī)電系統(tǒng)功能和性能的不斷提升，為提高我國民用飛機(jī)機(jī)電系統(tǒng)研發(fā)能力，迫切需要遵循統(tǒng)一的方法、一致的架構(gòu)、相同的標(biāo)準(zhǔn)來研制機(jī)電系統(tǒng)地面試驗集成化測試平臺，為提升地面試驗測試設(shè)備通用化、智能化、信息化水平和數(shù)據(jù)共享能力提供重要保障。

⑤ 重視試驗測試標(biāo)準(zhǔn)工作，提升試驗測試標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化水平。隨著國內(nèi)新一代大型客機(jī)及民用直升機(jī)研制的不斷開展，國內(nèi)民機(jī)標(biāo)準(zhǔn)制定工作嚴(yán)重滯后，特別是有關(guān)機(jī)電系統(tǒng)試驗測試與驗證方法的標(biāo)準(zhǔn)尤其落后，國內(nèi)應(yīng)該在現(xiàn)有機(jī)型機(jī)電系統(tǒng)研制經(jīng)驗基礎(chǔ)上，盡快完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)并發(fā)布，為新型民機(jī)研制提供標(biāo)準(zhǔn)化支撐。

6 結(jié)束語

本文系統(tǒng)闡述了民用飛機(jī)機(jī)電系統(tǒng)主要試驗類型、測試參數(shù)需求、測試傳感器需求和測試儀器需求，明確了綜合化、虛擬化、智能化、非接觸測試的發(fā)展趨勢，分析了國內(nèi)目前還存在核心關(guān)鍵測試資源依賴進(jìn)口、直升機(jī)旋翼系統(tǒng)精確測量技術(shù)有待提高、試驗驗證標(biāo)準(zhǔn)化程度不高、測試數(shù)據(jù)共享難度大等主要問題。為了提升國內(nèi)民用飛機(jī)機(jī)電系統(tǒng)試驗測試技術(shù)能力和水平，提出了國內(nèi)必須從提升適航驗證能力、突破核心關(guān)鍵測試技術(shù)、研制地面試驗集成化測試平臺、推動試驗測試標(biāo)準(zhǔn)化工作等方面開展工作的建議，希望能夠為我國民用飛機(jī)機(jī)電系統(tǒng)試驗測試技術(shù)發(fā)展起到一定的借鑒和指導(dǎo)作用。