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摘要：先进飞机电气系统是一种采用多路传输电气技术的混合式配电系统。系统采用分布式控制集中式管理的策略，由各个负载管理中心（ELMC）控制电气负载，由供电系统处理机（PSP）负责整个电气系统的综合控制，有效地实现了负载的自动化管理。本文阐述了飞行控制系统综合模拟试验的重要性，并针对其地面试验的方法与途径进行了研究与总结。
关键词：飞机电气系统；地面试验台；计算机控制
1.前言
先进飞机是以多电飞机（或全电飞机）为代表的未来飞机的发展方向，它将一种用电力供电系统取代原来的液压、气压和机械系统的飞机，其涉及到的关键技术有高压配电、高压发电、高速电机、电动燃油、高压用电、机电作动器、电气环控以及飞机电气系统的综合管理与自动控制等。飞机在飞行时对飞行的定高和直线度要求很高，操作飞机飞行是十分复杂的，仅仅只靠飞行员操纵飞机飞行，长时间低高度飞行会导致飞行员工作负荷大，大脑一直处于紧绷状态精力高度集中，对飞行员的身心健康也带来一定的损害。因此自动飞行控制系统在飞机领域得到了越来越广泛的应用，同时也带动了其地面模拟试验的研究。
2.飞机电气系统主要特点
飞机电气系统主要有以下几个特点：第一，智能化负载管理中心，以实现各种复杂飞行条件下负载控制的高度协调。第二，机内电气部件具有自检测（BIT）功能，可以有效将飞机部件级的故障进行隔离。第三，供电处理机由数据总线获取各种负载飞行状态数据信息，依照这些信息和飞机飞行状态等因素控制系统的各智能终端。第四，系统控制部分采用标准数据总线（目前使用较多的为1553B总线）以实现供电处理机和各智能终端间的数据通信。
3.飞机电气系统地面试验台的计算机控制
从长远来看，飞机电气系统发展的总趋势就是采用分布式配电和负载自动化管理技术。分布式配电不仅可以将配电安全性增强大大提高可靠性，还能减轻配电系统的重量，提高功率使用和负载管理的效能。负载自动管理技术根据飞机发电容量的大小、供电系统的完好程度以及飞机不同的飞行阶段自动的断开和接通用电设备，使系统具有重构的能力，从而保证飞行和任务关键负载的可靠供电。分布式配电和负载自动管理的多路传输技术系统，是下一代先进飞机电气系统的发展趋势，常规电气系统是无法比拟[1]。
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3.1系统模拟控制
自动飞行控制系统由于组成部件多，相互交联复杂，每项功能的试验都需要通过多个部品共同实现，因此仅对单个部品进行功能测试，不能有效实现整个系统的自动驾驶控制功能与操纵功能检测。这就需要进行系统模拟联试，模拟总装通电过程，进一步加强对系统检测能力与故障定位。目前常采用模拟座舱来进行系统综合模拟联试模拟座舱内除布置有飞行操纵机构，如驾驶杆脚蹬外，还可通过模拟仿真技术，在主控计算机界面设置虚拟的综显画面、控制手柄、开关、相应飞行仪表及各种告警显示装置，使模拟姿态逼真形象，更加直观。同时系统试验台架由支撑与安装系统执行机构（舵机）的金属构架、飞机机械操纵机构及其人工感觉系统、舵机机械加载系统、舵机机械位移转变为电气信号的转换装置等组成。安装位置能够准确反映真实飞机状态，满足控制函数及传递函数要求；能够对系统进行地面通电检查，设计上方便技术人员排故需要；能实现飞机的动态试验。在进行系统综合模拟试验时，可根据自动飞行控制系统总装通电文件，通过操作与观察模拟座舱主控计算机的虚拟画面，对自动飞行控制系统主要功能进行地面通电检查，对系统功能定性分析、对控制律进行初步判断、对系统进行定量分析、对性能是否达标进行判断。例如可通过改变姿态信号和航向信号、大气信号等仿真飞机动态变化，观测周期杆，总桨距杆、脚蹬的运动方向[2]。
3.2功能测试控制
自动飞行控制系统接收机上姿态信号、航向信号以及大气数据信息等。对其各部件功能进行测试，必须进行系统仿真。模拟机载信号，经处理输入致待测成品中，通过改变输入信号极性和大小判断部品工作性能的准确性与可靠性。仿真计算机的模拟方式与精度是地面试验的关键。对系统的部品功能试验，归纳为以下几种方法：第一，部件供电及耗电检查。可采用检查待测部品接口与线路的正确性，测量负载阻抗，检查机械零位与电气零位的一致方法试验。第二，接通断开逻辑检查。用于检查部品功能转换的有效性。在试验室中，使部件处于准备或不同工作状态时，通过数据采集分析对逻辑进行判断。第三，功能性检查。根据各功能的设计规范要求，建立试验测试流程，通过改变输入信号极性和大小判断部品性能。在试验中应考虑软硬件动态环节性能，确保测试结果精确、可靠。第四，与交联设备接口关系检测。在飞行控制系统试验时，凡是与系统交联的设备都应检测接口关系，交联设备原则上采用实际产品参与试验，但针对新研机型，可采用仿真试验器代替"在对自动飞行控制系统各部件进行测试时，还要考虑设备电磁兼容性，防止设备之间的电磁干扰影响试验测试精度。电磁干扰传递途径可以是沿电源线传导也可以通过辐射传递。仿真设备应进行电磁兼容试验，以判断在特定的电磁环境中，在相互干扰的条件下，检查系统是否仍能正常工作，主要看自动飞行控制系统中的舵机是否抖动[3]。
结语
在长期的飞行试验过程中，自动驾驶仪出现了一些问题和故障，有些属于系统故障，有些是系统缺陷，有的属于对系统认识和理解不到位。由于自动飞行控制系统的系统原理难度大，设备组成多，交联关系复杂，因而在实际工作中对这些问题或故障的处理也很困难，给生产和试飞交付带来很大影响，也为机载部品的安全带来隐患。目前，国内外相继出现了飞机电气系统地面试验台的计算机控制检验飞行控制系统的控制律和飞行品质。因此，飞机电气系统地面试验台的计算机控制其意义主要体现在以下几点：第一，满足直升机生产制造军工条例要求；第二，保障机载部品装机可靠性；第三，实现交联系统的检测；第四，便于故障定位与处理。飞行控制系统地面模拟试验的研究，对保障系统可靠性以及增强航电系统试验能力建设具有深远意义。随着飞机电气系统地面试验台的计算机控制不断发展，还需要不断地深入探讨与研究。
参考文献：
[1]张宏涛，王仲生.飞机电气系统故障诊断技术新进展[J].航空制造技术，2012，（20）：66-70
[2]高亚奎，支超有，张芬.现代飞机综合试验与测试技术研究[J].航空制造技术，2012，（22）：40-46
[3]宋巍.飞行控制系统地面试验研究[J].黑龙江科技信息，2012，（28）：53
论文作者:吕引明1,张鹏2,申海军3
论文发表刊物:《基层建设》2015年15期供稿
论文发表时间:2015/12/25
标签：系统论文; 飞机论文; 电气论文; 控制系统论文; 负载论文; 地面论文; 功能论文; 《基层建设》2015年15期供稿论文;