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

眾所周知，發(fā)展民用航空產(chǎn)品必須緊緊圍繞產(chǎn)品的適航技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，建立完備的設(shè)計(jì)驗(yàn)證、生產(chǎn)檢測(cè)、性能試驗(yàn)、故障診斷等檢測(cè)能力，以支撐產(chǎn)品的適航取證和試驗(yàn)驗(yàn)證工作[1]。在此過(guò)程中，測(cè)試技術(shù)及其工程應(yīng)用能力的發(fā)展建設(shè)，對(duì)產(chǎn)品的適航工作有著無(wú)可替代的基礎(chǔ)保證與支撐作用，是民機(jī)工程中重要的技術(shù)基礎(chǔ)工作。國(guó)內(nèi)民用航空器研制雖然已經(jīng)逐步從仿制到自主集成創(chuàng)新方向發(fā)展[2]，但測(cè)試技術(shù)一直隨民用航空器型號(hào)研制而開(kāi)展工作，型號(hào)需要什么就測(cè)什么，測(cè)試技術(shù)未能從頂層、從整體加以考慮，尚未形成體系化發(fā)展和引領(lǐng)局面。顯然，沒(méi)有體系引導(dǎo)的測(cè)試技術(shù)研究工作不僅與民用航空器的發(fā)展需求不相匹配，影響民用航空器發(fā)展，也無(wú)法對(duì)民用航空器研制能力的提高起到有效的推動(dòng)作用。為推動(dòng)測(cè)試技術(shù)穩(wěn)步有序發(fā)展，盡快補(bǔ)齊短板，并更有力地支持和保障民用航空器發(fā)展，迫切需要開(kāi)展民用航空器測(cè)試技術(shù)體系的研究。

目前國(guó)內(nèi)民用航空測(cè)試技術(shù)發(fā)展存在的首要問(wèn)題是缺乏成系統(tǒng)、成體系的頂層規(guī)劃，而且民用航空器測(cè)試技術(shù)需要補(bǔ)課的領(lǐng)域非常多，必須循序漸進(jìn)，逐步發(fā)展。因此，構(gòu)建民用航空器測(cè)試技術(shù)體系是未來(lái)實(shí)現(xiàn)有重點(diǎn)、有計(jì)劃、成體系、分階段穩(wěn)步地開(kāi)展民用航空器測(cè)試技術(shù)研究的前提和基礎(chǔ)。

1 概念與內(nèi)涵

航空測(cè)試貫穿于航空產(chǎn)品的全壽命過(guò)程，包括設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)與試飛、運(yùn)營(yíng)維護(hù)等階段所需的測(cè)試技術(shù)。其中，設(shè)計(jì)階段通過(guò)對(duì)模型或虛擬樣機(jī)的功能進(jìn)行測(cè)試，以驗(yàn)證航空產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案的可行性；制造階段的測(cè)試用于檢驗(yàn)制造工藝和產(chǎn)品的質(zhì)量；試驗(yàn)與試飛階段的測(cè)試通過(guò)地面試驗(yàn)、飛行試驗(yàn)手段對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)性能進(jìn)行驗(yàn)證；運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段的測(cè)試用于監(jiān)測(cè)產(chǎn)品機(jī)上狀態(tài)或者檢測(cè)和隔離故障。

航空測(cè)試覆蓋了航空產(chǎn)品的各個(gè)層級(jí)，包括整機(jī)、系統(tǒng)、子系統(tǒng)、部件等所需的測(cè)試技術(shù)?，F(xiàn)代飛機(jī)生產(chǎn)過(guò)程中，按照工作要求，在完成零部件的生產(chǎn)后，需要開(kāi)展零部件的試驗(yàn)測(cè)試活動(dòng)，以檢驗(yàn)零部件的生產(chǎn)是否滿足設(shè)計(jì)要求；然后對(duì)零部件進(jìn)行組合和互聯(lián)，并綜合成功能相對(duì)獨(dú)立的子系統(tǒng)，同時(shí)開(kāi)展子系統(tǒng)試驗(yàn)測(cè)試活動(dòng)，驗(yàn)證組成子系統(tǒng)的零部件之間接口關(guān)系是否兼容和協(xié)調(diào)一致，以及子系統(tǒng)的功能和性能是否滿足設(shè)計(jì)要求；最后開(kāi)展系統(tǒng)的綜合試驗(yàn)測(cè)試活動(dòng)，驗(yàn)證子系統(tǒng)之間接口關(guān)系是否兼容和協(xié)調(diào)一致，并從飛機(jī)整機(jī)的角度全面驗(yàn)證飛機(jī)系統(tǒng)的功能和性能是否滿足設(shè)計(jì)要求[3]。

民用航空器涵蓋民用飛機(jī)(固定翼和旋翼飛機(jī))及飛控、航電、機(jī)電等機(jī)載設(shè)備與系統(tǒng)。民用航空器測(cè)試技術(shù)是指民用航空器設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)、試飛和運(yùn)營(yíng)維護(hù)中所需的專業(yè)測(cè)試技術(shù)和通用基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)。

民用航空器專業(yè)測(cè)試技術(shù)主要包括如下方面。

① 仿真試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)。涵蓋民用航空器整機(jī)、系統(tǒng)、子系統(tǒng)和關(guān)鍵部件在設(shè)計(jì)階段所需要的仿真試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)，具體包括仿真建模技術(shù)、虛擬試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)和半實(shí)物仿真試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)等方面。

② 風(fēng)洞試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)。涵蓋民用航空器模型在風(fēng)洞試驗(yàn)過(guò)程中所涉及的測(cè)試技術(shù)，具體包括風(fēng)洞試驗(yàn)綜合測(cè)試技術(shù)、氣動(dòng)力測(cè)試技術(shù)、氣動(dòng)熱測(cè)試技術(shù)、氣動(dòng)流場(chǎng)測(cè)試技術(shù)、模型變形及姿態(tài)測(cè)量技術(shù)、結(jié)冰特性測(cè)試技術(shù)、氣動(dòng)噪聲測(cè)試技術(shù)等方面。

③ 整機(jī)試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)。涵蓋民用航空器整機(jī)試驗(yàn)驗(yàn)證過(guò)程中涉及的測(cè)試技術(shù)，具體包括全機(jī)功能性能測(cè)試技術(shù)、飛機(jī)稱重測(cè)試技術(shù)、全機(jī)水平測(cè)量技術(shù)、全機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)試技術(shù)、全機(jī)線纜測(cè)試技術(shù)等方面。

④ 飛控系統(tǒng)試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)。涵蓋飛控系統(tǒng)綜合、子系統(tǒng)及關(guān)鍵部件研制試驗(yàn)驗(yàn)證過(guò)程中涉及的測(cè)試技術(shù)，具體包括飛控系統(tǒng)綜合試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)、操縱系統(tǒng)試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)、飛控計(jì)算機(jī)試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)、伺服作動(dòng)器試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)、傳感器試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)等方面。

⑤ 航電系統(tǒng)試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)。涵蓋航電系統(tǒng)綜合、子系統(tǒng)及關(guān)鍵部件研制試驗(yàn)驗(yàn)證過(guò)程中涉及的測(cè)試技術(shù)，具體包括航電系統(tǒng)綜合試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)、自動(dòng)飛行系統(tǒng)試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)、通信系統(tǒng)試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)、指示和記錄系統(tǒng)試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)、導(dǎo)航與監(jiān)視系統(tǒng)試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)、綜合處理系統(tǒng)試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)、機(jī)載維護(hù)系統(tǒng)試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)、信息系統(tǒng)試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)、客艙系統(tǒng)試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)等方面。

⑥ 機(jī)電系統(tǒng)試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)。涵蓋機(jī)電系統(tǒng)綜合、子系統(tǒng)及關(guān)鍵部件研制試驗(yàn)驗(yàn)證過(guò)程中涉及的測(cè)試技術(shù)，具體包括機(jī)電系統(tǒng)綜合試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)、電氣系統(tǒng)試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)、液壓系統(tǒng)試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)、起落架系統(tǒng)試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)、燃油系統(tǒng)試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)、防火系統(tǒng)試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)、環(huán)控系統(tǒng)試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)、照明系統(tǒng)試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)、旋翼系統(tǒng)試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)、傳動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)等方面。

⑦ 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)。涵蓋民用航空器地面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度試驗(yàn)過(guò)程中所涉及的測(cè)試技術(shù)，具體包括結(jié)構(gòu)靜力與疲勞試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)、結(jié)構(gòu)熱強(qiáng)度試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)、結(jié)構(gòu)腐蝕試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)、結(jié)構(gòu)噪聲試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)、結(jié)構(gòu)動(dòng)強(qiáng)度試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)、結(jié)構(gòu)綜合環(huán)境試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)、結(jié)構(gòu)磨損試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)、材料性能試驗(yàn)測(cè)量技術(shù)、結(jié)構(gòu)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)等方面。

⑧ 飛行試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)。涵蓋民用航空器整機(jī)、系統(tǒng)、子系統(tǒng)和關(guān)鍵部件在飛行試驗(yàn)過(guò)程中所涉及的測(cè)試技術(shù)，具體包括飛行氣動(dòng)力測(cè)試技術(shù)、飛行品質(zhì)測(cè)試技術(shù)、飛行性能測(cè)試技術(shù)、飛行載荷測(cè)試技術(shù)、飛行顫振測(cè)試技術(shù)、飛行噪聲測(cè)試技術(shù)等方面。

⑨ 制造測(cè)試技術(shù)。涵蓋民用航空器整機(jī)、系統(tǒng)、子系統(tǒng)和關(guān)鍵部件在加工、裝配、對(duì)接及出廠檢測(cè)時(shí)所需的測(cè)試技術(shù)，具體包括制造工藝驗(yàn)證測(cè)試技術(shù)、制造質(zhì)量保障測(cè)試技術(shù)和成品件入廠測(cè)試技術(shù)等方面。

⑩ 維護(hù)測(cè)試技術(shù)。涵蓋民用航空器整機(jī)、系統(tǒng)、子系統(tǒng)和關(guān)鍵部件在運(yùn)營(yíng)維護(hù)過(guò)程中所涉及的測(cè)試技術(shù)，具體包括機(jī)載維護(hù)測(cè)試技術(shù)、機(jī)內(nèi)測(cè)試技術(shù)、維護(hù)自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)、便攜式維護(hù)測(cè)試技術(shù)等方面。

民用航空器通用基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)是指為滿足航空器設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)、試飛、運(yùn)營(yíng)活動(dòng)中的測(cè)試需求所開(kāi)展的信息感知、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)應(yīng)用等單元技術(shù)及其物化的測(cè)試系統(tǒng)等相關(guān)的通用和基礎(chǔ)測(cè)試?yán)碚?、方法及技術(shù)研究，形成測(cè)試方法、工具、算法、標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)、軟件、模塊或裝置等，能夠提升民用航空器測(cè)試技術(shù)水平和能力，支撐民用航空器研制與產(chǎn)業(yè)發(fā)展。民用航空器通用基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)涵蓋單元技術(shù)和系統(tǒng)技術(shù)兩個(gè)方面[4]。

民用航空器通用基礎(chǔ)測(cè)試單元技術(shù)包括如下方面。

① 傳感器技術(shù)。主要涵蓋民用航空器機(jī)載安裝的作為機(jī)載成品組成部分的傳感器、地面試驗(yàn)過(guò)程中所需加裝的傳感器、飛行試驗(yàn)過(guò)程中需要加裝的傳感器等內(nèi)容。

② 信號(hào)激勵(lì)技術(shù)。主要涵蓋模擬、數(shù)字、總線、射頻等信號(hào)激勵(lì)技術(shù)，以及將各種信號(hào)進(jìn)行綜合的混合信號(hào)激勵(lì)技術(shù)等內(nèi)容。

③ 數(shù)據(jù)采集技術(shù)。主要涵蓋對(duì)傳感器信號(hào)、機(jī)載總線信號(hào)進(jìn)行采集的相關(guān)技術(shù)，主要涉及信號(hào)調(diào)理、模/數(shù)轉(zhuǎn)換、微處理器、CPLD/FPAG、DSP、信號(hào)同步、抗干擾與電磁兼容性設(shè)計(jì)等內(nèi)容，具體包括通用信號(hào)采集技術(shù)、機(jī)載總線信號(hào)采集技術(shù)、測(cè)試儀器總線技術(shù)等方面。

④ 接口適配技術(shù)。是為機(jī)載產(chǎn)品與測(cè)試設(shè)備之間提供電子、電氣和機(jī)械兼容的裝置，主要完成信號(hào)轉(zhuǎn)接、信號(hào)轉(zhuǎn)換、負(fù)載匹配等功能，具體包括整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、信號(hào)隔離設(shè)計(jì)、布線設(shè)計(jì)、供電設(shè)計(jì)、抗干擾設(shè)計(jì)等技術(shù)。

⑤ 數(shù)據(jù)交換技術(shù)。以數(shù)據(jù)共享為主要目的，采用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、有線網(wǎng)絡(luò)等傳輸方式，用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)打包及數(shù)據(jù)發(fā)送等的相關(guān)技術(shù)，具體包括機(jī)載總線技術(shù)、遙測(cè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、數(shù)據(jù)共享技術(shù)等方面。

⑥ 測(cè)試數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)。主要包括數(shù)據(jù)處理技術(shù)和數(shù)據(jù)管理技術(shù)。數(shù)據(jù)處理技術(shù)主要涵蓋數(shù)據(jù)預(yù)處理、時(shí)頻分析、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障診斷、故障預(yù)測(cè)、健康管理、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)融合及云應(yīng)用技術(shù)等。數(shù)據(jù)管理技術(shù)主要涵蓋數(shù)據(jù)整理、數(shù)據(jù)解析、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)檢索、數(shù)據(jù)顯示、報(bào)告生成等內(nèi)容。

民用航空器通用基礎(chǔ)測(cè)試系統(tǒng)技術(shù)包括如下方面。

① 通用測(cè)試軟件系統(tǒng)技術(shù)。包括測(cè)試架構(gòu)技術(shù)和通用測(cè)試軟件技術(shù)。測(cè)試架構(gòu)技術(shù)主要涵蓋集中式架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)分布式架構(gòu)等，具體包括自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)軟件架構(gòu)技術(shù)、健康管理系統(tǒng)軟件架構(gòu)技術(shù)、增強(qiáng)遙測(cè)綜合網(wǎng)絡(luò)軟件架構(gòu)技術(shù)等方面。通用測(cè)試軟件技術(shù)主要涵蓋測(cè)試程序語(yǔ)言、測(cè)試程序開(kāi)發(fā)平臺(tái)、測(cè)試程序運(yùn)行平臺(tái)、測(cè)試程序可移植與互操作及測(cè)試信息描述等相關(guān)技術(shù)。

② 測(cè)試儀器技術(shù)。主要指民用航空器制造、試驗(yàn)、試飛、運(yùn)營(yíng)活動(dòng)中所使用的能夠?qū)⑿盘?hào)激勵(lì)、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)顯示及報(bào)告生成等多種功能集成一體的臺(tái)式儀器所需的技術(shù)與方法，具體包括基本電測(cè)儀器、通信測(cè)試儀器、微波測(cè)試儀器、光電測(cè)試儀器、無(wú)損檢測(cè)儀器和其他專用測(cè)試儀器等方面。

③ 虛擬測(cè)試技術(shù)。主要指民用航空器制造檢測(cè)、試驗(yàn)與試飛驗(yàn)證活動(dòng)中使用軟件代替部分硬件或全部硬件來(lái)構(gòu)建各種虛擬試驗(yàn)測(cè)試環(huán)境，為實(shí)現(xiàn)部分或全部代替實(shí)物試驗(yàn)所需的虛擬測(cè)試技術(shù)，具體包括虛擬建模、虛擬儀器、虛擬現(xiàn)實(shí)及虛擬測(cè)試軟件等相關(guān)技術(shù)。

④ 集成測(cè)試技術(shù)。主要指民用航空器整機(jī)、系統(tǒng)、子系統(tǒng)及關(guān)鍵部件試驗(yàn)驗(yàn)證，以及風(fēng)洞試驗(yàn)、結(jié)構(gòu)試驗(yàn)、機(jī)載系統(tǒng)試驗(yàn)、制造檢測(cè)及維護(hù)過(guò)程中所需的將信息感知、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)應(yīng)用等軟硬件進(jìn)行綜合集成所需的動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)試、極限參數(shù)測(cè)試、復(fù)雜環(huán)境測(cè)試及綜合參數(shù)測(cè)試等測(cè)試技術(shù)與方法。

⑤ 功能安全測(cè)試技術(shù)。主要指為了驗(yàn)證民用航空器系統(tǒng)功能安全所需的測(cè)試技術(shù)，具體包括可靠性驗(yàn)證測(cè)試技術(shù)、安全性驗(yàn)證測(cè)試技術(shù)、適航驗(yàn)證測(cè)試技術(shù)、測(cè)試性驗(yàn)證測(cè)試技術(shù)等方面。

⑥ 智能測(cè)試技術(shù)。主要指為了實(shí)現(xiàn)民用航空器制造、試驗(yàn)、試飛、運(yùn)營(yíng)維護(hù)中測(cè)試活動(dòng)的智能化所需的智能測(cè)試技術(shù)和方法，具體包括智能感知、智能決策、智能控制、智能集成等方面，未來(lái)將重點(diǎn)發(fā)展云存儲(chǔ)、并行計(jì)算、云計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘、大數(shù)據(jù)應(yīng)用等智能技術(shù)在測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用。

⑦ 診斷測(cè)試技術(shù)。主要指為了實(shí)現(xiàn)民用航空器制造、試驗(yàn)、試飛、運(yùn)營(yíng)活動(dòng)中快速精確檢測(cè)故障所需的診斷測(cè)試技術(shù)，具體包括故障分析及仿真建模、信號(hào)分析及特征提取、狀態(tài)監(jiān)測(cè)與判別、故障診斷及信息融合、故障預(yù)測(cè)、故障注入及驗(yàn)證評(píng)價(jià)、健康管理等相關(guān)技術(shù)。

民用航空器測(cè)試技術(shù)體系是根據(jù)民用航空器科研活動(dòng)管理需要，以通用、基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)為主線，兼顧專業(yè)測(cè)試中的共性測(cè)試技術(shù)，按客觀的結(jié)構(gòu)層次關(guān)系和相互關(guān)系整理成的技術(shù)圖譜[5]。民用航空器測(cè)試技術(shù)體系反映了民用航空器測(cè)試技術(shù)研究活動(dòng)的總體構(gòu)成，其內(nèi)涵是從民用航空器發(fā)展對(duì)測(cè)試需求的角度出發(fā)，系統(tǒng)化地認(rèn)識(shí)航空測(cè)試技術(shù)，使人們能夠更清晰、更準(zhǔn)確地了解和把握與民用航空器發(fā)展相關(guān)的航空測(cè)試技術(shù)。

2 民用航空器測(cè)試技術(shù)體系架構(gòu)研究

國(guó)外以波音公司、空客公司為代表的民用航空器制造商都建立了各自的民用航空器測(cè)試技術(shù)體系，隨著測(cè)試新原理、新方法、新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，其測(cè)試技術(shù)體系也在不斷發(fā)展和完善。該體系屬于商業(yè)機(jī)密，國(guó)內(nèi)難以直接獲取、借鑒和參考。從目前國(guó)外技術(shù)文獻(xiàn)和公開(kāi)資料來(lái)看，主要檢索到有關(guān)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)體系架構(gòu)[6-11]、健康管理體系架構(gòu)[12]、網(wǎng)絡(luò)化測(cè)試和綜合診斷體系架構(gòu)[13-16]、試驗(yàn)與訓(xùn)練使能體系架構(gòu)[17]、增強(qiáng)遙測(cè)綜合網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)[18]等系統(tǒng)級(jí)測(cè)試架構(gòu)方面信息，沒(méi)有檢索到更為頂層的民用航空器測(cè)試技術(shù)體系架構(gòu)相關(guān)信息。

民用航空器測(cè)試技術(shù)體系與軍用航空器測(cè)試技術(shù)體系的研究與構(gòu)建方法具有相似性，除了民用和軍用航空器結(jié)構(gòu)有一定差別外，主要區(qū)別還是在于使用環(huán)境、執(zhí)行任務(wù)等的不同使得測(cè)試技術(shù)體系要素上有一定差別。如民用航空器重點(diǎn)關(guān)注適航要求，軍用航空器具有體系化作戰(zhàn)試驗(yàn)、武器系統(tǒng)試驗(yàn)、隱身試驗(yàn)等特點(diǎn)，在構(gòu)建航空器測(cè)試技術(shù)體系中要進(jìn)行重點(diǎn)考慮[19]。

依據(jù)我國(guó)民用航空器數(shù)量規(guī)模龐大、復(fù)雜性高等特點(diǎn)，以民用航空器全壽命周期測(cè)試需求為出發(fā)點(diǎn)，考慮適航規(guī)章對(duì)測(cè)試技術(shù)的需求，兼顧安全航空、數(shù)字航空和綠色航空對(duì)測(cè)試技術(shù)提出的新要求，按照有所側(cè)重、突出重點(diǎn)，并反映技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的思路，以民用航空器產(chǎn)品層次為基礎(chǔ)，遵循測(cè)試技術(shù)需求層、測(cè)試技術(shù)實(shí)現(xiàn)層、測(cè)試技術(shù)驗(yàn)證層、測(cè)試技術(shù)應(yīng)用層、測(cè)試技術(shù)產(chǎn)品層和測(cè)試技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)層的逐層逐級(jí)分析方法，分層逐步深入開(kāi)展民用航空器測(cè)試技術(shù)體系研究。本文構(gòu)建的適用于我國(guó)的民用航空器測(cè)試技術(shù)體系架構(gòu)如圖1所示。

圖1 民用航空器測(cè)試技術(shù)體系架構(gòu)

2.1 測(cè)試技術(shù)需求層

基于民用航空器科技發(fā)展戰(zhàn)略及航空器發(fā)展規(guī)劃，以國(guó)內(nèi)投入運(yùn)營(yíng)、在研、未來(lái)型號(hào)和國(guó)內(nèi)外新技術(shù)發(fā)展對(duì)測(cè)試技術(shù)需求著手，按照測(cè)試對(duì)象規(guī)模、復(fù)雜性，以及產(chǎn)品不同層次等方面明確產(chǎn)品全壽命周期對(duì)測(cè)試技術(shù)需求。比如，針對(duì)民用航空器，可從測(cè)試對(duì)象的規(guī)模和產(chǎn)品層次角度分為整機(jī)、系統(tǒng)、子系統(tǒng)、部件等。

民用航空器全壽命周期測(cè)試需求既需要考慮我國(guó)在研民用航空器測(cè)試技術(shù)現(xiàn)狀，也要考慮未來(lái)民用航空器技術(shù)發(fā)展對(duì)測(cè)試技術(shù)的要求。測(cè)試需求信息主要來(lái)源于兩個(gè)方面：一是民用航空器全壽命周期各個(gè)階段對(duì)測(cè)試技術(shù)的需求；二是為提高民用航空器安全性，重點(diǎn)需要關(guān)注適航規(guī)章各項(xiàng)條款的試驗(yàn)驗(yàn)證對(duì)測(cè)試技術(shù)的需求。

民用航空器產(chǎn)品的試驗(yàn)與試飛階段、制造階段對(duì)測(cè)試技術(shù)需求分析是以符合CCAR-25部類運(yùn)輸機(jī)適航規(guī)章的大型客機(jī)和符合CCAR-29部類旋翼航空器適航規(guī)章的民用直升機(jī)為分析對(duì)象，按照“產(chǎn)品類別→適航類別→平臺(tái)類別→系統(tǒng)級(jí)→子系統(tǒng)級(jí)→部件級(jí)→測(cè)試參數(shù)”的技術(shù)路線進(jìn)行梳理、分析和研究。

圖2 民用飛機(jī)試驗(yàn)與試飛、制造階段測(cè)試需求研究方法

在民用航空器產(chǎn)品的運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段，以波音、空客公司典型機(jī)型為參考對(duì)象，根據(jù)波音、空客公司的航空維修手冊(cè)體系(包括飛機(jī)維護(hù)手冊(cè)(AMM)、維修計(jì)劃文件(MPD)、系統(tǒng)圖冊(cè)(SSM)、結(jié)構(gòu)修理手冊(cè)(SRM)、故障報(bào)告手冊(cè)(FRM)、故障隔離手冊(cè)(FIM))，按章節(jié)梳理民用飛機(jī)各子系統(tǒng)在運(yùn)行維護(hù)階段對(duì)測(cè)試設(shè)備的需求，包括各測(cè)試設(shè)備的測(cè)試功能、參數(shù)范圍、適用場(chǎng)景和具體測(cè)試方法等信息，結(jié)合國(guó)內(nèi)典型民機(jī)運(yùn)營(yíng)維修階段測(cè)試需求，完成民用飛機(jī)運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段對(duì)測(cè)試技術(shù)需求分析。

2.2 測(cè)試技術(shù)實(shí)現(xiàn)層

在全面梳理并分析民用航空器各個(gè)專業(yè)所需的共性測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)上，以民用航空器測(cè)試參數(shù)種類為突破口，按照單元級(jí)和系統(tǒng)級(jí)兩個(gè)層級(jí)構(gòu)建測(cè)試技術(shù)實(shí)現(xiàn)層框架。以測(cè)試信號(hào)流向?yàn)橹骶€，以信息感知、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)交換及數(shù)據(jù)應(yīng)用等技術(shù)為劃分依據(jù)確定測(cè)試單元技術(shù)譜系。通過(guò)各項(xiàng)測(cè)試單元技術(shù)的綜合集成，以測(cè)試儀器、虛擬測(cè)試、集成測(cè)試、功能安全測(cè)試、智能測(cè)試、診斷測(cè)試等技術(shù)為劃分依據(jù)確定測(cè)試系統(tǒng)技術(shù)譜系。

2.3 測(cè)試技術(shù)驗(yàn)證層

歸納提出滿足測(cè)試技術(shù)開(kāi)發(fā)、測(cè)試產(chǎn)品研制及應(yīng)用需求的測(cè)試技術(shù)驗(yàn)證能力平臺(tái)，并明確與測(cè)試技術(shù)應(yīng)用層的關(guān)聯(lián)關(guān)系。測(cè)試技術(shù)驗(yàn)證能力平臺(tái)可依據(jù)其實(shí)現(xiàn)民用航空器全壽命周期所需的測(cè)試關(guān)鍵技術(shù)專業(yè)種類，并結(jié)合現(xiàn)有測(cè)試專業(yè)研發(fā)驗(yàn)證條件，提出相關(guān)的測(cè)試關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證平臺(tái)建設(shè)需求。

2.4 測(cè)試技術(shù)應(yīng)用層

歸納提出民用航空器測(cè)試技術(shù)應(yīng)用類型，并明確測(cè)試技術(shù)驗(yàn)證能力與測(cè)試技術(shù)應(yīng)用層的關(guān)聯(lián)關(guān)系。測(cè)試技術(shù)應(yīng)用層主要應(yīng)該考慮按照民用航空器在研、新研及未來(lái)新型航空器需求進(jìn)行分類。

2.5 測(cè)試技術(shù)產(chǎn)品層

測(cè)試產(chǎn)品是指為了滿足民用航空器整機(jī)、系統(tǒng)、子系統(tǒng)及部件全壽命周期測(cè)試需求，通過(guò)測(cè)試技術(shù)研究所形成的工具、算法、模型、模塊或裝置，以及測(cè)試設(shè)備等能夠提供給市場(chǎng)，被用戶使用的、物化的、有形的產(chǎn)品。測(cè)試技術(shù)產(chǎn)品譜系是以測(cè)試技術(shù)實(shí)現(xiàn)層中傳感器、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)應(yīng)用等測(cè)試單元形成的工具、算法、模型、軟件、模塊或裝置等產(chǎn)品為基礎(chǔ)，結(jié)合民用航空器測(cè)試需求，按照基礎(chǔ)資源、測(cè)試設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)化/一體化3個(gè)層級(jí)的研究思路構(gòu)建。民用航空器測(cè)試技術(shù)產(chǎn)品譜系研究路線如圖3所示。

圖3 測(cè)試技術(shù)產(chǎn)品譜系研究路線

2.6 測(cè)試技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)層

測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)是指為滿足測(cè)試技術(shù)研究、測(cè)試產(chǎn)品設(shè)計(jì)、研制與驗(yàn)證的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化需求，為獲得最佳的程序、流程和方法，經(jīng)過(guò)有關(guān)方面協(xié)商一致，由主管機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)，共同使用的和重復(fù)使用的一種規(guī)范性文件。本項(xiàng)目的測(cè)試技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)譜系按照“測(cè)試單元標(biāo)準(zhǔn)層→測(cè)試系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)層→網(wǎng)絡(luò)化/一體化應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)層”路線進(jìn)行梳理和分析研究，明確未來(lái)測(cè)試技術(shù)研究、測(cè)試產(chǎn)品設(shè)計(jì)、研制與驗(yàn)證所需標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范條目，為未來(lái)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的編寫(xiě)和制定奠定基礎(chǔ)。

3 民用航空器測(cè)試技術(shù)體系的構(gòu)建方法

民用航空器測(cè)試技術(shù)體系構(gòu)建是一項(xiàng)復(fù)雜的分析過(guò)程，涉及到民用航空器研制的各個(gè)單位、各個(gè)專業(yè)、產(chǎn)品各個(gè)層級(jí)，以及民用航空器的全壽命周期。本文以民用航空器典型產(chǎn)品為例，分析民用航空器測(cè)試技術(shù)體系的研究思路和方法，并規(guī)范了典型產(chǎn)品測(cè)試技術(shù)體系構(gòu)建流程方法，可為民用航空器其他產(chǎn)品測(cè)試技術(shù)體系構(gòu)建提供規(guī)范化指導(dǎo)。具體構(gòu)建方法是在充分地對(duì)在役、在研及未來(lái)型號(hào)民用航空器典型產(chǎn)品的測(cè)試需求進(jìn)行梳理和分析基礎(chǔ)上，結(jié)合未來(lái)新的測(cè)試技術(shù)發(fā)展，構(gòu)建典型產(chǎn)品測(cè)試技術(shù)體系架構(gòu)，最終分析形成我國(guó)民用航空器典型產(chǎn)品測(cè)試關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展路線。在民用航空器測(cè)試技術(shù)體系構(gòu)建過(guò)程中需要以典型產(chǎn)品測(cè)試技術(shù)體系構(gòu)建規(guī)范為指導(dǎo)，以產(chǎn)品結(jié)構(gòu)組成為劃分依據(jù)，逐步擴(kuò)展到其他產(chǎn)品的測(cè)試技術(shù)體系構(gòu)建，最后將所有產(chǎn)品的測(cè)試體系進(jìn)行融合，即可完成民用航空器測(cè)試技術(shù)體系的構(gòu)建。

構(gòu)建典型產(chǎn)品測(cè)試技術(shù)體系的具體分析過(guò)程如下。

(1) 產(chǎn)品功能、性能分析。

從民用航空器總體指標(biāo)分解到對(duì)該典型產(chǎn)品的功能、性能指標(biāo)要求，分析產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)組成、工作原理，分析產(chǎn)品的歷史演變、發(fā)展方向，從結(jié)構(gòu)及材料變化等方面，明確現(xiàn)有產(chǎn)品功能、性能指標(biāo)是否滿足未來(lái)裝備需求。

(2) 產(chǎn)品試驗(yàn)分析。

明確該產(chǎn)品的主要試驗(yàn)項(xiàng)目、試驗(yàn)科目、試驗(yàn)內(nèi)容。針對(duì)未來(lái)產(chǎn)品發(fā)展變化，明確可能需要修改或補(bǔ)充哪些試驗(yàn)項(xiàng)目、試驗(yàn)科目等。

(3) 產(chǎn)品試驗(yàn)測(cè)試需求分析。

產(chǎn)品試驗(yàn)測(cè)試需求分析主要分析內(nèi)容包括：① 信號(hào)類型、范圍、采樣速率等；② 測(cè)試精度要求；③ 測(cè)試環(huán)境需求；④ 所需傳感器類型和指標(biāo)要求；⑤ 所需測(cè)試設(shè)備及指標(biāo)要求等。

(4) 產(chǎn)品測(cè)試技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀分析。

針對(duì)該產(chǎn)品試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀分析可分別從3個(gè)層面進(jìn)行分析：① 目前遵循的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和未來(lái)需求；② 所需測(cè)試產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)/進(jìn)口狀態(tài)說(shuō)明；③ 為滿足在研及未來(lái)型號(hào)需求，現(xiàn)有測(cè)試技術(shù)、方法和手段存在的問(wèn)題和不足。

(5) 產(chǎn)品測(cè)試技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)分析。

針對(duì)該產(chǎn)品測(cè)試技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)分析，可以從產(chǎn)品發(fā)展變化引起測(cè)試技術(shù)變化、試驗(yàn)方法變化引起測(cè)試技術(shù)變化，以及測(cè)試技術(shù)本身發(fā)展變化對(duì)產(chǎn)品性能提升等3個(gè)方面逐步深入分析，明確該產(chǎn)品測(cè)試技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

(6) 產(chǎn)品試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)體系架構(gòu)分析。

以產(chǎn)品不同結(jié)構(gòu)劃分方式為主線，結(jié)合試驗(yàn)類型，逐層逐級(jí)構(gòu)建該產(chǎn)品的測(cè)試技術(shù)體系架構(gòu)，可以用樹(shù)形圖或表格形式體現(xiàn)。

(7) 產(chǎn)品試驗(yàn)測(cè)試關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展路線分析。

通過(guò)對(duì)該產(chǎn)品在役、在研型號(hào)急需解決的測(cè)試關(guān)鍵技術(shù)，未來(lái)型號(hào)發(fā)展需要解決的測(cè)試關(guān)鍵技術(shù)，以及測(cè)試技術(shù)本身發(fā)展等3個(gè)方面深入分析、總結(jié)、提煉，明確該產(chǎn)品未來(lái)需要開(kāi)展的試驗(yàn)測(cè)試關(guān)鍵技術(shù)，并提出發(fā)展路線。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文詳細(xì)地論述了民用航空器測(cè)試技術(shù)體系的概念、內(nèi)涵和作用，提出了民用航空器測(cè)試技術(shù)體系架構(gòu)，分析了測(cè)試技術(shù)需求層、測(cè)試技術(shù)實(shí)現(xiàn)層、測(cè)試技術(shù)產(chǎn)品層、測(cè)試技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)層、測(cè)試技術(shù)驗(yàn)證層及測(cè)試技術(shù)應(yīng)用層等要素實(shí)現(xiàn)途徑，明確了民用航空器測(cè)試技術(shù)體系構(gòu)建方法，在此基礎(chǔ)上可繼續(xù)開(kāi)展通用基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)研究、關(guān)鍵技術(shù)提煉、發(fā)展路線研究等內(nèi)容，希望能夠?yàn)閷?shí)現(xiàn)有重點(diǎn)、有計(jì)劃、成體系、分階段穩(wěn)步地開(kāi)展民用航空器測(cè)試技術(shù)研究奠定基礎(chǔ)。