黃 悅

（上海飛機(jī)制造有限公司，上海201324）

0 引言

飛控系統(tǒng)是飛機(jī)上重要控制系統(tǒng)，可以對(duì)飛機(jī)的飛行軌跡進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)姿態(tài)的控制。飛控功能試驗(yàn)是整個(gè)飛機(jī)試驗(yàn)中較為復(fù)雜的系統(tǒng)，控制率復(fù)雜，同時(shí)對(duì)飛控系統(tǒng)功能試驗(yàn)進(jìn)行研究，可以提升飛機(jī)的總裝效率，實(shí)現(xiàn)測(cè)試優(yōu)化，降本增效。

1 飛控系統(tǒng)功能試驗(yàn)構(gòu)成

1．1 飛控系統(tǒng)功能架構(gòu)

某型號(hào)民用飛機(jī)飛控系統(tǒng)主要包含主飛控系統(tǒng)和高升力系統(tǒng)兩大系統(tǒng)。主飛控系統(tǒng)主要用于對(duì)飛機(jī)姿態(tài)和軌跡的控制，從而實(shí)現(xiàn)飛機(jī)在空中的縱向、橫向及航向的控制和配平，同時(shí)提供飛機(jī)起飛時(shí)的升力控制、空中減速機(jī)飛機(jī)在接地后或終止起飛時(shí)的控制，從而實(shí)現(xiàn)飛機(jī)的穩(wěn)定飛行和包線(xiàn)保護(hù)功能。某民用飛機(jī)的主飛控系統(tǒng)控制操縱面包含一對(duì)副翼、一塊方向舵、一對(duì)升降舵、一塊水平安定面、五對(duì)擾流板[1，2]。

1.2 飛控系統(tǒng)功能試驗(yàn)特點(diǎn)

飛控系統(tǒng)機(jī)上功能試驗(yàn)主要用于檢查主飛控系統(tǒng)各設(shè)備是否安裝正確，安裝完成后的功能是否正常。在進(jìn)行試驗(yàn)前需要先保證飛控系統(tǒng)的設(shè)備都已經(jīng)按照?qǐng)D紙要求完成了安裝，并且相關(guān)的系統(tǒng)也已經(jīng)完成安裝，全機(jī)布線(xiàn)也已經(jīng)完成并進(jìn)行了完整性測(cè)試。

2 飛控系統(tǒng)功能試驗(yàn)優(yōu)化

2．1 集成測(cè)試優(yōu)化

飛機(jī)集成測(cè)試是利用信號(hào)仿真激勵(lì)、總線(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)比對(duì)、數(shù)據(jù)無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)确绞綄?duì)試驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化，從而減少試驗(yàn)時(shí)間，優(yōu)化飛機(jī)生產(chǎn)速率。

2.1.1 信號(hào)仿真

駕駛員的操縱指令由傳感器轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)，然后發(fā)送給作動(dòng)器控制電子單元，對(duì)其進(jìn)行整形、數(shù)模轉(zhuǎn)換處理等，隨后發(fā)送給飛控計(jì)算機(jī)。飛控計(jì)算機(jī)和作動(dòng)器控制電子單元也會(huì)接收外部其他系統(tǒng)的傳感器信號(hào)，在進(jìn)行處理之后進(jìn)行相關(guān)的運(yùn)算。因此，利用仿真信號(hào)代替真件的信號(hào)激勵(lì)，從而對(duì)外部傳感器，起落架輪載信號(hào)、無(wú)線(xiàn)電高度、攻角傳感器、大氣數(shù)據(jù)傳感器等進(jìn)行信號(hào)仿真，可以使整個(gè)試驗(yàn)的進(jìn)程得到優(yōu)化，也可以減少操作工人的數(shù)量，有效降低試驗(yàn)成本。

信號(hào)仿真的基礎(chǔ)建立在相關(guān)成品件為非本系統(tǒng)功能試驗(yàn)所需驗(yàn)證的成品件，并且在有條件的情況下在入場(chǎng)時(shí)對(duì)成品件進(jìn)行功能測(cè)試檢查，確保功能正常，只有在滿(mǎn)足上述要求的情況下才能對(duì)該傳感器進(jìn)行信號(hào)仿真。信號(hào)仿真需要了解被仿真?zhèn)鞲衅鞯男盘?hào)輸入輸出方式、信號(hào)交聯(lián)方式、供電等參數(shù)，信號(hào)仿真設(shè)備需進(jìn)行足夠的試驗(yàn)，在鐵鳥(niǎo)試驗(yàn)臺(tái)等非真機(jī)狀態(tài)進(jìn)行驗(yàn)證后方能接入真機(jī)，確保不會(huì)損傷飛機(jī)的情況下才能接入飛機(jī)航電系統(tǒng)進(jìn)行仿真。

以大氣數(shù)據(jù)工裝為例，在整個(gè)飛控系統(tǒng)試驗(yàn)過(guò)程中需要對(duì)大氣數(shù)據(jù)工裝進(jìn)行90次左右的操作，每次操作需要一分鐘左右才能把空速打到位，而且工裝是通過(guò)吸盤(pán)的方式與飛機(jī)全靜壓傳感器進(jìn)行連接，很容易發(fā)生泄漏情況，大氣工裝的安裝也很耗時(shí)，需要浪費(fèi)大量的準(zhǔn)備時(shí)間，如果利用信號(hào)模擬仿真的方式，不僅可以節(jié)省工裝的安裝調(diào)試時(shí)間，還能確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，減少不必要的微調(diào)，還能快速達(dá)到目標(biāo)空速，對(duì)整個(gè)功能試驗(yàn)可以至少節(jié)約1小時(shí)的時(shí)間，這一小時(shí)可以為全公司降低大量的成本。

2．1．2 總線(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)控

飛控系統(tǒng)主要涉A429等總線(xiàn)通道，所有的數(shù)據(jù)都是通過(guò)總線(xiàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，每個(gè)總線(xiàn)都有其標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)總線(xiàn)板卡對(duì)總線(xiàn)信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，利用數(shù)據(jù)采集設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)試驗(yàn)的全程監(jiān)控，可以實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，并通過(guò)程控的方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析比對(duì)，可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有階段無(wú)法達(dá)到的實(shí)時(shí)性。

現(xiàn)階段功能試驗(yàn)過(guò)程中很少對(duì)總線(xiàn)信號(hào)進(jìn)行讀取分析，只有在存在故障的情況下才對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集，再進(jìn)行分析，需要耗費(fèi)大量的排故時(shí)間，對(duì)工藝人員的要求也很高，需要具備大量的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。如果建立了總線(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)控，則可以實(shí)現(xiàn)故障實(shí)時(shí)定位，并根據(jù)信號(hào)網(wǎng)絡(luò)圖分析出故障來(lái)源，并通過(guò)程控發(fā)出排故建議，快速排故。

2．1．3 功能試驗(yàn)程序化

功能試驗(yàn)程序化是將機(jī)上功能試驗(yàn)大綱進(jìn)行分解，轉(zhuǎn)化為一步步操作步驟，盡可能的顆?；?，然后轉(zhuǎn)化為代碼，如果是則可以進(jìn)行信號(hào)仿真的操作，比如轉(zhuǎn)化空地信號(hào)，則自動(dòng)執(zhí)行；如果是需要操作工人在駕駛艙進(jìn)行的操作則通過(guò)平板電腦的形式將操作要求發(fā)送給工人，工人按提示進(jìn)行；對(duì)于結(jié)果相應(yīng)，則通過(guò)總線(xiàn)信號(hào)進(jìn)行讀取，確認(rèn)相應(yīng)在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)，并自動(dòng)生成試驗(yàn)報(bào)告。由于整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程達(dá)到了半自動(dòng)的狀態(tài)，所以很少會(huì)存在試驗(yàn)過(guò)程需要重復(fù)執(zhí)行，檢驗(yàn)適航產(chǎn)生相關(guān)疑問(wèn)等問(wèn)題，減少大量時(shí)間。

現(xiàn)階段功能試驗(yàn)以AO裝配大綱為載體，將設(shè)計(jì)的機(jī)上功能試驗(yàn)大綱轉(zhuǎn)化為操作步驟，由工人、質(zhì)保按照操作步驟執(zhí)行，從而完成功能試驗(yàn)。但在操作過(guò)程中常常會(huì)出現(xiàn)描述不清楚，工人經(jīng)驗(yàn)不足，不知道按鈕在哪里、試驗(yàn)操作慢等情況，從而導(dǎo)致有的試驗(yàn)需要重復(fù)進(jìn)行才能得到有效的試驗(yàn)結(jié)果，飛控試驗(yàn)其前后關(guān)聯(lián)性較大，需要進(jìn)行多項(xiàng)的操作才能讓飛機(jī)達(dá)到試驗(yàn)要求狀態(tài)，對(duì)時(shí)間浪費(fèi)較大，容易對(duì)進(jìn)度產(chǎn)生影響，影響后續(xù)試驗(yàn)。

2．2 飛控系統(tǒng)進(jìn)度優(yōu)化

現(xiàn)有試驗(yàn)都是按照一本本試驗(yàn)大綱進(jìn)行，未進(jìn)行同步試驗(yàn)，為了充分運(yùn)用飛機(jī)的資源、空間、工裝等設(shè)備，為了實(shí)現(xiàn)飛控試驗(yàn)的進(jìn)度最優(yōu)，可以通過(guò)系統(tǒng)分析的方法對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行分析，從飛控系統(tǒng)原理等方面進(jìn)行分析，并充分咨詢(xún)專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)的意見(jiàn)，可以進(jìn)行并行試驗(yàn)，有效節(jié)約時(shí)間。

利用MSProject對(duì)整個(gè)試驗(yàn)重新規(guī)劃，根據(jù)Project軟件的分析，飛控試驗(yàn)的總工期由原先的5.71個(gè)工作日優(yōu)化為4.45個(gè)工作日，時(shí)間得到了優(yōu)化，關(guān)鍵鏈（紅色部分）發(fā)生了改變，提升效率約為22%，如果進(jìn)行部分加班，基本上可以控制在2天的時(shí)間內(nèi)完成整個(gè)飛控試驗(yàn)。

2.3 優(yōu)化小結(jié)

通過(guò)利用集成測(cè)試的方式對(duì)試驗(yàn)方式進(jìn)行優(yōu)化，并分析試驗(yàn)的內(nèi)容，分析出可并行試驗(yàn)的內(nèi)容，在路徑優(yōu)化上進(jìn)行分析，可以有效節(jié)約試驗(yàn)時(shí)間，提升測(cè)試效率。

集成測(cè)試需要重新購(gòu)買(mǎi)一定數(shù)量的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，并對(duì)現(xiàn)有的工裝進(jìn)行優(yōu)化，會(huì)有一定的資金消耗，這是型號(hào)研制經(jīng)驗(yàn)不足所導(dǎo)致的，通過(guò)建立對(duì)某型號(hào)大型客機(jī)的集成測(cè)試研究分析，并成品件進(jìn)行單獨(dú)測(cè)試可以有效提升對(duì)供應(yīng)商產(chǎn)品質(zhì)量的把控，并可以建設(shè)建強(qiáng)總裝制造中心的有效實(shí)力，為整個(gè)民機(jī)行業(yè)樹(shù)立標(biāo)桿，為后續(xù)型號(hào)積累經(jīng)驗(yàn)，加快后續(xù)型號(hào)的研制速度。

對(duì)測(cè)試進(jìn)度的優(yōu)化需要建立在足夠的專(zhuān)業(yè)技術(shù)分析的基礎(chǔ)上，對(duì)飛控系統(tǒng)的原理有充分的了解，并分析透徹整個(gè)試驗(yàn)的測(cè)試邏輯和測(cè)試需求。這邊主要利用關(guān)鍵路徑法對(duì)測(cè)試進(jìn)行優(yōu)化，還有其他的優(yōu)化方式，比如關(guān)鍵鏈技術(shù)，現(xiàn)有的預(yù)估時(shí)間都是偏保守的方式，在預(yù)估時(shí)間內(nèi)完成的概率大于90%，但在實(shí)際試驗(yàn)過(guò)程中用80%的時(shí)間完成試驗(yàn)的概率大于75%，因此如果運(yùn)用50%概率完成時(shí)間來(lái)進(jìn)行規(guī)劃，建立關(guān)鍵鏈，并設(shè)置緩沖區(qū)，可以進(jìn)一步優(yōu)化進(jìn)度，并對(duì)進(jìn)度控制設(shè)置風(fēng)險(xiǎn)管理，優(yōu)化測(cè)試進(jìn)度。

3 結(jié)語(yǔ)

飛控系統(tǒng)測(cè)試是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，現(xiàn)有型號(hào)研制經(jīng)驗(yàn)較為缺乏，現(xiàn)有階段某型號(hào)大型客機(jī)還未進(jìn)入批產(chǎn)階段，利用現(xiàn)有時(shí)間對(duì)測(cè)試進(jìn)行優(yōu)化，可以有效提升飛機(jī)生產(chǎn)速率，飛控系統(tǒng)的測(cè)試優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)其他系統(tǒng)同樣也值得借鑒，現(xiàn)有的測(cè)試方式各系統(tǒng)較為獨(dú)立，如果對(duì)整個(gè)飛機(jī)測(cè)試進(jìn)行整體分析，從總體的角度進(jìn)行測(cè)試優(yōu)化，可以在滿(mǎn)足型號(hào)質(zhì)量要求的情況下優(yōu)化整個(gè)測(cè)試時(shí)間和質(zhì)量，優(yōu)化總裝制造的效率。