摘 要 介紹一種新型飛行記錄系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，工作原理和工作特點(diǎn)，它的主要依據(jù)為ARINC767標(biāo)準(zhǔn)，符合該系統(tǒng)高集成度、高可靠性、高傳輸速度、容量大、體積小、重量輕的趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞 ARINC767；增強(qiáng)型飛行記錄器；A664

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）09-0033-02

飛行記錄系統(tǒng)（FRS）是用來(lái)記錄飛機(jī)飛行過(guò)程中各種狀態(tài)參數(shù)的高性能機(jī)載電子設(shè)備。它能在飛機(jī)飛行過(guò)程中監(jiān)測(cè)并記錄飛機(jī)飛行狀態(tài)及各種機(jī)載設(shè)備的性能和使用情況，飛行完畢后可將存儲(chǔ)在記錄介質(zhì)上的數(shù)據(jù)進(jìn)行下載回放，可作為飛行試驗(yàn)，飛機(jī)維護(hù)和改進(jìn)提供強(qiáng)有力的支持。

隨著航空電子技術(shù)的迅速發(fā)展，機(jī)載飛行記錄系統(tǒng)也在不斷更新?lián)Q代。20世紀(jì)60年代問(wèn)世的黑匣子（FDR）只能記錄5個(gè)參數(shù)，誤差較大，70年代開(kāi)始使用數(shù)字磁帶記錄，能記錄100多種參數(shù)，保存最后25h的飛行數(shù)據(jù)。90年代后期隨著超大規(guī)模集成電路，微處理器，數(shù)據(jù)采集技術(shù)，數(shù)據(jù)總線技術(shù)的高度發(fā)展，機(jī)載飛行記錄系統(tǒng)普遍采用固態(tài)記錄。記錄容量不斷增大，記錄數(shù)據(jù)越來(lái)越多。機(jī)載飛行記錄系統(tǒng)除了用于飛行事故分析之外，還廣泛應(yīng)用于飛行安全，飛機(jī)維護(hù)以及飛行訓(xùn)練等。若對(duì)飛行數(shù)據(jù)進(jìn)行深入挖掘，還可以為飛機(jī)的地面維護(hù)，故障分析與訓(xùn)練效果進(jìn)行評(píng)估。2009年，美國(guó)航空電子工程委員會(huì)（AEEC）發(fā)布了ARINC767標(biāo)準(zhǔn)，提出了一種新型的飛行記錄系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求， 它包括增強(qiáng)型飛行記錄器（EAFR），獨(dú)立電源（RIPS） 和區(qū)域麥克風(fēng)及前置放大器（AMP）等 部件，并支持飛行參數(shù)記錄，座艙聲音/機(jī)組通話記錄，圖像記錄以及數(shù)據(jù)鏈記錄等功能。

1 系統(tǒng)特點(diǎn)

該系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)。

1）集成度高。該系統(tǒng)將數(shù)據(jù)采集單元，數(shù)據(jù)處理單元以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元集成于一個(gè)產(chǎn)品-EAFR中，同時(shí)該記錄器融飛行參數(shù)記錄器（FDR），座艙聲音/機(jī)組通話記錄器（CVR）以及數(shù)據(jù)鏈記錄器（DLR）于一體，提高了系統(tǒng)的集成度。

2）傳輸速度高。傳統(tǒng)飛行參數(shù)記錄系統(tǒng)支持RS422，RS485以及ARINC429等總線協(xié)議，接口復(fù)雜，傳輸數(shù)據(jù)慢。而該系統(tǒng)采用的ARINC664總線可提供的傳輸帶寬達(dá)到100MB。

3）存儲(chǔ)容量大。該系統(tǒng)采用NandFlash作為存儲(chǔ)介質(zhì)，這種介質(zhì)具有高密度，低功耗，存儲(chǔ)方式簡(jiǎn)單，成本低等特點(diǎn)。該系統(tǒng)可支持25小時(shí)的飛行參數(shù)記錄，2小時(shí)的座艙通話記錄，2小時(shí)的數(shù)據(jù)鏈信息記錄以及2小時(shí)的圖像記錄。

4）可靠性高。該系統(tǒng)采用大量的大規(guī)模集成電路提高了可靠性，同時(shí)，A664總線采用雙冗余備份網(wǎng)絡(luò)提供了更穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量。

配置靈活。該系統(tǒng)支持的軟件可根據(jù)客戶對(duì)于所采集參數(shù)的需求進(jìn)行靈活配置，重構(gòu)性極強(qiáng)，并支持機(jī)上加載。

2 系統(tǒng)組成

該系統(tǒng)組成圖如下所示。

增強(qiáng)型飛行記錄器（Enhanced Airborne Flight Recorder）。該系統(tǒng)包括兩個(gè)EAFR，分別安裝在設(shè)備艙和飛機(jī)尾翼附近。EAFR是該系統(tǒng)的核心部件，它負(fù)責(zé)采集A664總線上傳來(lái)的各種飛行參數(shù)數(shù)據(jù)，機(jī)組通話數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)鏈數(shù)據(jù)，同時(shí)也采集從AMP傳過(guò)來(lái)的座艙通話模擬數(shù)據(jù)。在采集到數(shù)據(jù)之后，會(huì)將數(shù)據(jù)保存在由抗毀裝置保護(hù)的存儲(chǔ)介質(zhì)中。該抗毀裝置完全滿足ED-112的要求，具有防火燒，抗穿刺，抗沖擊等特性。在EAFR內(nèi)，存儲(chǔ)介質(zhì)分為三個(gè)分區(qū)，分別存儲(chǔ)飛行參數(shù)數(shù)據(jù)，座艙音頻數(shù)據(jù) 和機(jī)組通話數(shù)據(jù)/數(shù)據(jù)鏈數(shù)據(jù)。

獨(dú)立電源（Recorder Independent Power Supply）。該系統(tǒng)包括一個(gè)RIPS，安裝在儀表板內(nèi)最接近AMP的位置。它主要負(fù)責(zé)為FWD EAFR 和AMP提供電源，并在飛機(jī)電源故障時(shí)，為FWD EAFR 和AMP 提供10分鐘的備用電源，以保持在飛機(jī)電源故障時(shí)能持續(xù)保持EAFR的記錄功能。

區(qū)域麥克風(fēng)及前置放大器（Area Microphone and Preamplifier）。該系統(tǒng)包括一個(gè)AMP，安裝在最適合接收座艙內(nèi)聲音的位置。它主要負(fù)責(zé)采集座艙內(nèi)各種聲音，并傳送給EAFR記錄。

3 系統(tǒng)功能

1）飛行數(shù)據(jù)記錄（Flight Data Recording）功能。該功能可以從飛機(jī)上的傳感器和其他系統(tǒng)采集和記錄數(shù)字化飛行數(shù)據(jù)。EAFR可記錄25小時(shí)飛行數(shù)據(jù)，這些可配置的飛行數(shù)據(jù)都是通過(guò)A664總線傳輸。EAFR會(huì)解析這些數(shù)據(jù)的范圍，精度，分辨率以及采樣頻率，并記錄在由抗毀裝置保護(hù)的非易失性存儲(chǔ)器中。

2）座艙音頻記錄（Cockpit Voice Recording）功能。

①該功能通過(guò)AMP采集座艙內(nèi)的環(huán)境聲音數(shù)據(jù)并記錄。EAFR可記錄2小時(shí)，單通道的座艙聲音數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)為模擬量數(shù)據(jù)，EAFR會(huì)將這些模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)并存儲(chǔ)在由抗毀裝置保護(hù)的非易失性存儲(chǔ)器中。

②該功能可以從機(jī)組人員通話系統(tǒng)采集和記錄機(jī)組通話數(shù)據(jù)。EAFR可記錄2小時(shí)，3通道的機(jī)組通話數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)通過(guò)A664總線傳輸。EAFR 會(huì)接收，處理這些數(shù)據(jù)并記錄在由抗毀裝置保護(hù)的非易失性存儲(chǔ)器中。

3）數(shù)據(jù)鏈記錄（Data Link Recording）功能。該功能可以從飛機(jī)的空/地通信系統(tǒng)采集和記錄數(shù)據(jù)鏈數(shù)據(jù)。EAFR可記錄2小時(shí)，這些數(shù)據(jù)通過(guò)A664總線傳輸。EAFR會(huì)接收，處理這些數(shù)據(jù)并記錄在由抗毀裝置保護(hù)的非易失性存儲(chǔ)器中。

4）水下定位信標(biāo)（Underwater Locator Bacon）功能。該功能由圓柱狀，密封的鋁制水下定位部件負(fù)責(zé)。該信標(biāo)安裝在EAFR上，可承受2000英尺的水壓。當(dāng)浸入水中之后，該信標(biāo)會(huì)自動(dòng)發(fā)送37.5 kHz，脈寬大于9毫秒，重復(fù)率不低于0.9每秒脈沖數(shù)的聲學(xué)脈沖信號(hào)。該信標(biāo)可發(fā)送30天的定位信號(hào)。

5）機(jī)上加載（Data Load）功能。該功能支持機(jī)上加載符合ARINC615A的EAFR操作軟件和配置軟件，同時(shí)，EAFR會(huì)自動(dòng)檢測(cè)所加載軟件的完整性和正確性。

6）自檢測(cè)（Built In Test）功能。該功能支持上電自檢測(cè)，周期性自檢測(cè)和啟動(dòng)自檢測(cè)。

①上電自檢測(cè)（Power Up Built In Test）。當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)通電以后，EAFR會(huì)自動(dòng)執(zhí)行上電自檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果通過(guò)A664總線發(fā)送給機(jī)載維護(hù)系統(tǒng)（OMS）以及其他相關(guān)系統(tǒng)。

②周期性自檢測(cè)（Continuous Built In Test）。EAFR會(huì)自動(dòng)執(zhí)行周期性自檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果通過(guò)A664總線發(fā)送給機(jī)載維護(hù)系統(tǒng)（OMS）以及其他相關(guān)系統(tǒng)。

③啟動(dòng)自檢測(cè)（Initiated Built In Test）。EAFR收到機(jī)載維護(hù)系統(tǒng)（OMS）收到的啟動(dòng)自檢測(cè)命令后，開(kāi)始執(zhí)行該功能，然后EAFR會(huì)將檢測(cè)結(jié)果通過(guò)A664總線發(fā)送給機(jī)載維護(hù)系統(tǒng)（OMS）以及其他相關(guān)系統(tǒng)。

7）下載（Download）功能。地面設(shè)備可以通過(guò)EAFR的以太網(wǎng)接口下載非易失性存儲(chǔ)器中的飛行數(shù)據(jù)。除此以外，機(jī)載維護(hù)系統(tǒng)（OMS）也可以通過(guò)A664總線下載EAFR的故障歷史報(bào)告以及運(yùn)行時(shí)間和運(yùn)行周期數(shù)據(jù)。

8）擦除（Bulk Erase）功能。該功能可以擦除非易失性存儲(chǔ)器中關(guān)于音頻信號(hào)的所有數(shù)據(jù)，為滿足擦除條件，EAFR必須安裝在飛機(jī)上，飛機(jī)已經(jīng)安全的降落，并且發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)停止工作，這時(shí)候才允許擦除音頻數(shù)據(jù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

依據(jù)ARINC767設(shè)計(jì)的飛行記錄系統(tǒng)，符合現(xiàn)代飛機(jī)航電系統(tǒng)綜合化，小型化的趨勢(shì)，同時(shí)也滿足現(xiàn)代飛機(jī)航電設(shè)備高集成度，高可靠性的要求。

參考文獻(xiàn)

[1]ARINC767-1 ENHANCED AIRBORNE FLIGHT RECORDER 2009.

作者簡(jiǎn)介

袁劍（1981-），男，漢族，工程師，本科，從事航空電子設(shè)備的設(shè)計(jì)工作，現(xiàn)就職于中航民用航空電子有限公司。endprint

摘 要 介紹一種新型飛行記錄系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，工作原理和工作特點(diǎn)，它的主要依據(jù)為ARINC767標(biāo)準(zhǔn)，符合該系統(tǒng)高集成度、高可靠性、高傳輸速度、容量大、體積小、重量輕的趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞 ARINC767；增強(qiáng)型飛行記錄器；A664

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）09-0033-02

飛行記錄系統(tǒng)（FRS）是用來(lái)記錄飛機(jī)飛行過(guò)程中各種狀態(tài)參數(shù)的高性能機(jī)載電子設(shè)備。它能在飛機(jī)飛行過(guò)程中監(jiān)測(cè)并記錄飛機(jī)飛行狀態(tài)及各種機(jī)載設(shè)備的性能和使用情況，飛行完畢后可將存儲(chǔ)在記錄介質(zhì)上的數(shù)據(jù)進(jìn)行下載回放，可作為飛行試驗(yàn)，飛機(jī)維護(hù)和改進(jìn)提供強(qiáng)有力的支持。

隨著航空電子技術(shù)的迅速發(fā)展，機(jī)載飛行記錄系統(tǒng)也在不斷更新?lián)Q代。20世紀(jì)60年代問(wèn)世的黑匣子（FDR）只能記錄5個(gè)參數(shù)，誤差較大，70年代開(kāi)始使用數(shù)字磁帶記錄，能記錄100多種參數(shù)，保存最后25h的飛行數(shù)據(jù)。90年代后期隨著超大規(guī)模集成電路，微處理器，數(shù)據(jù)采集技術(shù)，數(shù)據(jù)總線技術(shù)的高度發(fā)展，機(jī)載飛行記錄系統(tǒng)普遍采用固態(tài)記錄。記錄容量不斷增大，記錄數(shù)據(jù)越來(lái)越多。機(jī)載飛行記錄系統(tǒng)除了用于飛行事故分析之外，還廣泛應(yīng)用于飛行安全，飛機(jī)維護(hù)以及飛行訓(xùn)練等。若對(duì)飛行數(shù)據(jù)進(jìn)行深入挖掘，還可以為飛機(jī)的地面維護(hù)，故障分析與訓(xùn)練效果進(jìn)行評(píng)估。2009年，美國(guó)航空電子工程委員會(huì)（AEEC）發(fā)布了ARINC767標(biāo)準(zhǔn)，提出了一種新型的飛行記錄系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求， 它包括增強(qiáng)型飛行記錄器（EAFR），獨(dú)立電源（RIPS） 和區(qū)域麥克風(fēng)及前置放大器（AMP）等 部件，并支持飛行參數(shù)記錄，座艙聲音/機(jī)組通話記錄，圖像記錄以及數(shù)據(jù)鏈記錄等功能。

1 系統(tǒng)特點(diǎn)

該系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)。

1）集成度高。該系統(tǒng)將數(shù)據(jù)采集單元，數(shù)據(jù)處理單元以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元集成于一個(gè)產(chǎn)品-EAFR中，同時(shí)該記錄器融飛行參數(shù)記錄器（FDR），座艙聲音/機(jī)組通話記錄器（CVR）以及數(shù)據(jù)鏈記錄器（DLR）于一體，提高了系統(tǒng)的集成度。

2）傳輸速度高。傳統(tǒng)飛行參數(shù)記錄系統(tǒng)支持RS422，RS485以及ARINC429等總線協(xié)議，接口復(fù)雜，傳輸數(shù)據(jù)慢。而該系統(tǒng)采用的ARINC664總線可提供的傳輸帶寬達(dá)到100MB。

3）存儲(chǔ)容量大。該系統(tǒng)采用NandFlash作為存儲(chǔ)介質(zhì)，這種介質(zhì)具有高密度，低功耗，存儲(chǔ)方式簡(jiǎn)單，成本低等特點(diǎn)。該系統(tǒng)可支持25小時(shí)的飛行參數(shù)記錄，2小時(shí)的座艙通話記錄，2小時(shí)的數(shù)據(jù)鏈信息記錄以及2小時(shí)的圖像記錄。

4）可靠性高。該系統(tǒng)采用大量的大規(guī)模集成電路提高了可靠性，同時(shí)，A664總線采用雙冗余備份網(wǎng)絡(luò)提供了更穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量。

配置靈活。該系統(tǒng)支持的軟件可根據(jù)客戶對(duì)于所采集參數(shù)的需求進(jìn)行靈活配置，重構(gòu)性極強(qiáng)，并支持機(jī)上加載。

2 系統(tǒng)組成

該系統(tǒng)組成圖如下所示。

增強(qiáng)型飛行記錄器（Enhanced Airborne Flight Recorder）。該系統(tǒng)包括兩個(gè)EAFR，分別安裝在設(shè)備艙和飛機(jī)尾翼附近。EAFR是該系統(tǒng)的核心部件，它負(fù)責(zé)采集A664總線上傳來(lái)的各種飛行參數(shù)數(shù)據(jù)，機(jī)組通話數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)鏈數(shù)據(jù)，同時(shí)也采集從AMP傳過(guò)來(lái)的座艙通話模擬數(shù)據(jù)。在采集到數(shù)據(jù)之后，會(huì)將數(shù)據(jù)保存在由抗毀裝置保護(hù)的存儲(chǔ)介質(zhì)中。該抗毀裝置完全滿足ED-112的要求，具有防火燒，抗穿刺，抗沖擊等特性。在EAFR內(nèi)，存儲(chǔ)介質(zhì)分為三個(gè)分區(qū)，分別存儲(chǔ)飛行參數(shù)數(shù)據(jù)，座艙音頻數(shù)據(jù) 和機(jī)組通話數(shù)據(jù)/數(shù)據(jù)鏈數(shù)據(jù)。

獨(dú)立電源（Recorder Independent Power Supply）。該系統(tǒng)包括一個(gè)RIPS，安裝在儀表板內(nèi)最接近AMP的位置。它主要負(fù)責(zé)為FWD EAFR 和AMP提供電源，并在飛機(jī)電源故障時(shí)，為FWD EAFR 和AMP 提供10分鐘的備用電源，以保持在飛機(jī)電源故障時(shí)能持續(xù)保持EAFR的記錄功能。

區(qū)域麥克風(fēng)及前置放大器（Area Microphone and Preamplifier）。該系統(tǒng)包括一個(gè)AMP，安裝在最適合接收座艙內(nèi)聲音的位置。它主要負(fù)責(zé)采集座艙內(nèi)各種聲音，并傳送給EAFR記錄。

3 系統(tǒng)功能

1）飛行數(shù)據(jù)記錄（Flight Data Recording）功能。該功能可以從飛機(jī)上的傳感器和其他系統(tǒng)采集和記錄數(shù)字化飛行數(shù)據(jù)。EAFR可記錄25小時(shí)飛行數(shù)據(jù)，這些可配置的飛行數(shù)據(jù)都是通過(guò)A664總線傳輸。EAFR會(huì)解析這些數(shù)據(jù)的范圍，精度，分辨率以及采樣頻率，并記錄在由抗毀裝置保護(hù)的非易失性存儲(chǔ)器中。

2）座艙音頻記錄（Cockpit Voice Recording）功能。

①該功能通過(guò)AMP采集座艙內(nèi)的環(huán)境聲音數(shù)據(jù)并記錄。EAFR可記錄2小時(shí)，單通道的座艙聲音數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)為模擬量數(shù)據(jù)，EAFR會(huì)將這些模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)并存儲(chǔ)在由抗毀裝置保護(hù)的非易失性存儲(chǔ)器中。

②該功能可以從機(jī)組人員通話系統(tǒng)采集和記錄機(jī)組通話數(shù)據(jù)。EAFR可記錄2小時(shí)，3通道的機(jī)組通話數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)通過(guò)A664總線傳輸。EAFR 會(huì)接收，處理這些數(shù)據(jù)并記錄在由抗毀裝置保護(hù)的非易失性存儲(chǔ)器中。

3）數(shù)據(jù)鏈記錄（Data Link Recording）功能。該功能可以從飛機(jī)的空/地通信系統(tǒng)采集和記錄數(shù)據(jù)鏈數(shù)據(jù)。EAFR可記錄2小時(shí)，這些數(shù)據(jù)通過(guò)A664總線傳輸。EAFR會(huì)接收，處理這些數(shù)據(jù)并記錄在由抗毀裝置保護(hù)的非易失性存儲(chǔ)器中。

4）水下定位信標(biāo)（Underwater Locator Bacon）功能。該功能由圓柱狀，密封的鋁制水下定位部件負(fù)責(zé)。該信標(biāo)安裝在EAFR上，可承受2000英尺的水壓。當(dāng)浸入水中之后，該信標(biāo)會(huì)自動(dòng)發(fā)送37.5 kHz，脈寬大于9毫秒，重復(fù)率不低于0.9每秒脈沖數(shù)的聲學(xué)脈沖信號(hào)。該信標(biāo)可發(fā)送30天的定位信號(hào)。

5）機(jī)上加載（Data Load）功能。該功能支持機(jī)上加載符合ARINC615A的EAFR操作軟件和配置軟件，同時(shí)，EAFR會(huì)自動(dòng)檢測(cè)所加載軟件的完整性和正確性。

6）自檢測(cè)（Built In Test）功能。該功能支持上電自檢測(cè)，周期性自檢測(cè)和啟動(dòng)自檢測(cè)。

①上電自檢測(cè)（Power Up Built In Test）。當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)通電以后，EAFR會(huì)自動(dòng)執(zhí)行上電自檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果通過(guò)A664總線發(fā)送給機(jī)載維護(hù)系統(tǒng)（OMS）以及其他相關(guān)系統(tǒng)。

②周期性自檢測(cè)（Continuous Built In Test）。EAFR會(huì)自動(dòng)執(zhí)行周期性自檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果通過(guò)A664總線發(fā)送給機(jī)載維護(hù)系統(tǒng)（OMS）以及其他相關(guān)系統(tǒng)。

③啟動(dòng)自檢測(cè)（Initiated Built In Test）。EAFR收到機(jī)載維護(hù)系統(tǒng)（OMS）收到的啟動(dòng)自檢測(cè)命令后，開(kāi)始執(zhí)行該功能，然后EAFR會(huì)將檢測(cè)結(jié)果通過(guò)A664總線發(fā)送給機(jī)載維護(hù)系統(tǒng)（OMS）以及其他相關(guān)系統(tǒng)。

7）下載（Download）功能。地面設(shè)備可以通過(guò)EAFR的以太網(wǎng)接口下載非易失性存儲(chǔ)器中的飛行數(shù)據(jù)。除此以外，機(jī)載維護(hù)系統(tǒng)（OMS）也可以通過(guò)A664總線下載EAFR的故障歷史報(bào)告以及運(yùn)行時(shí)間和運(yùn)行周期數(shù)據(jù)。

8）擦除（Bulk Erase）功能。該功能可以擦除非易失性存儲(chǔ)器中關(guān)于音頻信號(hào)的所有數(shù)據(jù)，為滿足擦除條件，EAFR必須安裝在飛機(jī)上，飛機(jī)已經(jīng)安全的降落，并且發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)停止工作，這時(shí)候才允許擦除音頻數(shù)據(jù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

依據(jù)ARINC767設(shè)計(jì)的飛行記錄系統(tǒng)，符合現(xiàn)代飛機(jī)航電系統(tǒng)綜合化，小型化的趨勢(shì)，同時(shí)也滿足現(xiàn)代飛機(jī)航電設(shè)備高集成度，高可靠性的要求。

參考文獻(xiàn)

[1]ARINC767-1 ENHANCED AIRBORNE FLIGHT RECORDER 2009.

作者簡(jiǎn)介

袁劍（1981-），男，漢族，工程師，本科，從事航空電子設(shè)備的設(shè)計(jì)工作，現(xiàn)就職于中航民用航空電子有限公司。endprint

摘 要 介紹一種新型飛行記錄系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，工作原理和工作特點(diǎn)，它的主要依據(jù)為ARINC767標(biāo)準(zhǔn)，符合該系統(tǒng)高集成度、高可靠性、高傳輸速度、容量大、體積小、重量輕的趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞 ARINC767；增強(qiáng)型飛行記錄器；A664

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）09-0033-02

飛行記錄系統(tǒng)（FRS）是用來(lái)記錄飛機(jī)飛行過(guò)程中各種狀態(tài)參數(shù)的高性能機(jī)載電子設(shè)備。它能在飛機(jī)飛行過(guò)程中監(jiān)測(cè)并記錄飛機(jī)飛行狀態(tài)及各種機(jī)載設(shè)備的性能和使用情況，飛行完畢后可將存儲(chǔ)在記錄介質(zhì)上的數(shù)據(jù)進(jìn)行下載回放，可作為飛行試驗(yàn)，飛機(jī)維護(hù)和改進(jìn)提供強(qiáng)有力的支持。

隨著航空電子技術(shù)的迅速發(fā)展，機(jī)載飛行記錄系統(tǒng)也在不斷更新?lián)Q代。20世紀(jì)60年代問(wèn)世的黑匣子（FDR）只能記錄5個(gè)參數(shù)，誤差較大，70年代開(kāi)始使用數(shù)字磁帶記錄，能記錄100多種參數(shù)，保存最后25h的飛行數(shù)據(jù)。90年代后期隨著超大規(guī)模集成電路，微處理器，數(shù)據(jù)采集技術(shù)，數(shù)據(jù)總線技術(shù)的高度發(fā)展，機(jī)載飛行記錄系統(tǒng)普遍采用固態(tài)記錄。記錄容量不斷增大，記錄數(shù)據(jù)越來(lái)越多。機(jī)載飛行記錄系統(tǒng)除了用于飛行事故分析之外，還廣泛應(yīng)用于飛行安全，飛機(jī)維護(hù)以及飛行訓(xùn)練等。若對(duì)飛行數(shù)據(jù)進(jìn)行深入挖掘，還可以為飛機(jī)的地面維護(hù)，故障分析與訓(xùn)練效果進(jìn)行評(píng)估。2009年，美國(guó)航空電子工程委員會(huì)（AEEC）發(fā)布了ARINC767標(biāo)準(zhǔn)，提出了一種新型的飛行記錄系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求， 它包括增強(qiáng)型飛行記錄器（EAFR），獨(dú)立電源（RIPS） 和區(qū)域麥克風(fēng)及前置放大器（AMP）等 部件，并支持飛行參數(shù)記錄，座艙聲音/機(jī)組通話記錄，圖像記錄以及數(shù)據(jù)鏈記錄等功能。

1 系統(tǒng)特點(diǎn)

該系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)。

1）集成度高。該系統(tǒng)將數(shù)據(jù)采集單元，數(shù)據(jù)處理單元以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元集成于一個(gè)產(chǎn)品-EAFR中，同時(shí)該記錄器融飛行參數(shù)記錄器（FDR），座艙聲音/機(jī)組通話記錄器（CVR）以及數(shù)據(jù)鏈記錄器（DLR）于一體，提高了系統(tǒng)的集成度。

2）傳輸速度高。傳統(tǒng)飛行參數(shù)記錄系統(tǒng)支持RS422，RS485以及ARINC429等總線協(xié)議，接口復(fù)雜，傳輸數(shù)據(jù)慢。而該系統(tǒng)采用的ARINC664總線可提供的傳輸帶寬達(dá)到100MB。

3）存儲(chǔ)容量大。該系統(tǒng)采用NandFlash作為存儲(chǔ)介質(zhì)，這種介質(zhì)具有高密度，低功耗，存儲(chǔ)方式簡(jiǎn)單，成本低等特點(diǎn)。該系統(tǒng)可支持25小時(shí)的飛行參數(shù)記錄，2小時(shí)的座艙通話記錄，2小時(shí)的數(shù)據(jù)鏈信息記錄以及2小時(shí)的圖像記錄。

4）可靠性高。該系統(tǒng)采用大量的大規(guī)模集成電路提高了可靠性，同時(shí)，A664總線采用雙冗余備份網(wǎng)絡(luò)提供了更穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量。

配置靈活。該系統(tǒng)支持的軟件可根據(jù)客戶對(duì)于所采集參數(shù)的需求進(jìn)行靈活配置，重構(gòu)性極強(qiáng)，并支持機(jī)上加載。

2 系統(tǒng)組成

該系統(tǒng)組成圖如下所示。

增強(qiáng)型飛行記錄器（Enhanced Airborne Flight Recorder）。該系統(tǒng)包括兩個(gè)EAFR，分別安裝在設(shè)備艙和飛機(jī)尾翼附近。EAFR是該系統(tǒng)的核心部件，它負(fù)責(zé)采集A664總線上傳來(lái)的各種飛行參數(shù)數(shù)據(jù)，機(jī)組通話數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)鏈數(shù)據(jù)，同時(shí)也采集從AMP傳過(guò)來(lái)的座艙通話模擬數(shù)據(jù)。在采集到數(shù)據(jù)之后，會(huì)將數(shù)據(jù)保存在由抗毀裝置保護(hù)的存儲(chǔ)介質(zhì)中。該抗毀裝置完全滿足ED-112的要求，具有防火燒，抗穿刺，抗沖擊等特性。在EAFR內(nèi)，存儲(chǔ)介質(zhì)分為三個(gè)分區(qū)，分別存儲(chǔ)飛行參數(shù)數(shù)據(jù)，座艙音頻數(shù)據(jù) 和機(jī)組通話數(shù)據(jù)/數(shù)據(jù)鏈數(shù)據(jù)。

獨(dú)立電源（Recorder Independent Power Supply）。該系統(tǒng)包括一個(gè)RIPS，安裝在儀表板內(nèi)最接近AMP的位置。它主要負(fù)責(zé)為FWD EAFR 和AMP提供電源，并在飛機(jī)電源故障時(shí)，為FWD EAFR 和AMP 提供10分鐘的備用電源，以保持在飛機(jī)電源故障時(shí)能持續(xù)保持EAFR的記錄功能。

區(qū)域麥克風(fēng)及前置放大器（Area Microphone and Preamplifier）。該系統(tǒng)包括一個(gè)AMP，安裝在最適合接收座艙內(nèi)聲音的位置。它主要負(fù)責(zé)采集座艙內(nèi)各種聲音，并傳送給EAFR記錄。

3 系統(tǒng)功能

1）飛行數(shù)據(jù)記錄（Flight Data Recording）功能。該功能可以從飛機(jī)上的傳感器和其他系統(tǒng)采集和記錄數(shù)字化飛行數(shù)據(jù)。EAFR可記錄25小時(shí)飛行數(shù)據(jù)，這些可配置的飛行數(shù)據(jù)都是通過(guò)A664總線傳輸。EAFR會(huì)解析這些數(shù)據(jù)的范圍，精度，分辨率以及采樣頻率，并記錄在由抗毀裝置保護(hù)的非易失性存儲(chǔ)器中。

2）座艙音頻記錄（Cockpit Voice Recording）功能。

①該功能通過(guò)AMP采集座艙內(nèi)的環(huán)境聲音數(shù)據(jù)并記錄。EAFR可記錄2小時(shí)，單通道的座艙聲音數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)為模擬量數(shù)據(jù)，EAFR會(huì)將這些模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)并存儲(chǔ)在由抗毀裝置保護(hù)的非易失性存儲(chǔ)器中。

②該功能可以從機(jī)組人員通話系統(tǒng)采集和記錄機(jī)組通話數(shù)據(jù)。EAFR可記錄2小時(shí)，3通道的機(jī)組通話數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)通過(guò)A664總線傳輸。EAFR 會(huì)接收，處理這些數(shù)據(jù)并記錄在由抗毀裝置保護(hù)的非易失性存儲(chǔ)器中。

3）數(shù)據(jù)鏈記錄（Data Link Recording）功能。該功能可以從飛機(jī)的空/地通信系統(tǒng)采集和記錄數(shù)據(jù)鏈數(shù)據(jù)。EAFR可記錄2小時(shí)，這些數(shù)據(jù)通過(guò)A664總線傳輸。EAFR會(huì)接收，處理這些數(shù)據(jù)并記錄在由抗毀裝置保護(hù)的非易失性存儲(chǔ)器中。

4）水下定位信標(biāo)（Underwater Locator Bacon）功能。該功能由圓柱狀，密封的鋁制水下定位部件負(fù)責(zé)。該信標(biāo)安裝在EAFR上，可承受2000英尺的水壓。當(dāng)浸入水中之后，該信標(biāo)會(huì)自動(dòng)發(fā)送37.5 kHz，脈寬大于9毫秒，重復(fù)率不低于0.9每秒脈沖數(shù)的聲學(xué)脈沖信號(hào)。該信標(biāo)可發(fā)送30天的定位信號(hào)。

5）機(jī)上加載（Data Load）功能。該功能支持機(jī)上加載符合ARINC615A的EAFR操作軟件和配置軟件，同時(shí)，EAFR會(huì)自動(dòng)檢測(cè)所加載軟件的完整性和正確性。

6）自檢測(cè)（Built In Test）功能。該功能支持上電自檢測(cè)，周期性自檢測(cè)和啟動(dòng)自檢測(cè)。

①上電自檢測(cè)（Power Up Built In Test）。當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)通電以后，EAFR會(huì)自動(dòng)執(zhí)行上電自檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果通過(guò)A664總線發(fā)送給機(jī)載維護(hù)系統(tǒng)（OMS）以及其他相關(guān)系統(tǒng)。

②周期性自檢測(cè)（Continuous Built In Test）。EAFR會(huì)自動(dòng)執(zhí)行周期性自檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果通過(guò)A664總線發(fā)送給機(jī)載維護(hù)系統(tǒng)（OMS）以及其他相關(guān)系統(tǒng)。

③啟動(dòng)自檢測(cè)（Initiated Built In Test）。EAFR收到機(jī)載維護(hù)系統(tǒng)（OMS）收到的啟動(dòng)自檢測(cè)命令后，開(kāi)始執(zhí)行該功能，然后EAFR會(huì)將檢測(cè)結(jié)果通過(guò)A664總線發(fā)送給機(jī)載維護(hù)系統(tǒng)（OMS）以及其他相關(guān)系統(tǒng)。

7）下載（Download）功能。地面設(shè)備可以通過(guò)EAFR的以太網(wǎng)接口下載非易失性存儲(chǔ)器中的飛行數(shù)據(jù)。除此以外，機(jī)載維護(hù)系統(tǒng)（OMS）也可以通過(guò)A664總線下載EAFR的故障歷史報(bào)告以及運(yùn)行時(shí)間和運(yùn)行周期數(shù)據(jù)。

8）擦除（Bulk Erase）功能。該功能可以擦除非易失性存儲(chǔ)器中關(guān)于音頻信號(hào)的所有數(shù)據(jù)，為滿足擦除條件，EAFR必須安裝在飛機(jī)上，飛機(jī)已經(jīng)安全的降落，并且發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)停止工作，這時(shí)候才允許擦除音頻數(shù)據(jù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

依據(jù)ARINC767設(shè)計(jì)的飛行記錄系統(tǒng)，符合現(xiàn)代飛機(jī)航電系統(tǒng)綜合化，小型化的趨勢(shì)，同時(shí)也滿足現(xiàn)代飛機(jī)航電設(shè)備高集成度，高可靠性的要求。

參考文獻(xiàn)

[1]ARINC767-1 ENHANCED AIRBORNE FLIGHT RECORDER 2009.

作者簡(jiǎn)介

袁劍（1981-），男，漢族，工程師，本科，從事航空電子設(shè)備的設(shè)計(jì)工作，現(xiàn)就職于中航民用航空電子有限公司。endprint