航空電子機載設(shè)備研究

時間:2022-05-02 10:49:36

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航空電子機載設(shè)備研究

摘要:隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,我國在航空電子科技領(lǐng)域方面得到了快速發(fā)展,推動了我國航空事業(yè)的發(fā)展進程。保障電子機載設(shè)備的可靠性,有利于提高航空系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性,發(fā)揮其綜合價值。對此,筆者對航空電子機載設(shè)備的可靠性進行了研究,并提出了有效的建議,以供相關(guān)人員進行參考。

關(guān)鍵詞:航空;電子機載設(shè)備;可靠性

1航空電子機載設(shè)備的概念及重要性

現(xiàn)階段,航空電子機載設(shè)備已廣泛應(yīng)用在民航客機或軍事飛行器中,可保障航空任務(wù)順利完成。以民航客機為例,常用的電子機載設(shè)備主要為機內(nèi)通信和機外通信兩部分。部分大型、先進的客機中還裝有報告系統(tǒng)、衛(wèi)星通信設(shè)備等。其中,機內(nèi)通信主要負責(zé)旅客廣播、機內(nèi)聯(lián)絡(luò)等,而機外通信負責(zé)飛機與飛機之間的聯(lián)絡(luò)、飛機與地面指控中心的聯(lián)絡(luò)等,從而合理規(guī)劃航線,或進行相應(yīng)的應(yīng)急處理。當(dāng)飛機處于航行狀態(tài)時,電子機載設(shè)備所處的環(huán)境復(fù)雜多變,若其受到內(nèi)外部因素的影響時,容易發(fā)生安全隱患。因此,提高航空電子機載設(shè)備的可靠性是十分重要的。一般可從極限溫度、溫度驟變、振動三個方面進行研究。需要技術(shù)人員模擬航空電子機載設(shè)備的真實工作環(huán)境,并逐漸添加試驗應(yīng)力,以觀測設(shè)備的極限應(yīng)力,但要避免對設(shè)備造成破壞,便于技術(shù)人員了解設(shè)備中存在的缺陷問題。另外,通信系統(tǒng)是飛機的重要組成部分,隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展,所發(fā)射衛(wèi)星的數(shù)量越來越多,無線電波在傳輸過程中會對其他信號造成干擾,使得飛機通信系統(tǒng)無法正常工作,容易發(fā)生安全事故。因此,需要提高航空通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性,避免外部電磁波對航空電子機載設(shè)備造成影響。

2航空電子機載設(shè)備的可靠性研究

2.1可靠性強化試驗。自上世紀80年代以來,國內(nèi)外專家學(xué)者對航空電子設(shè)備的可靠性測試方法進行了分析,認為該技術(shù)具備檢測周期長、檢測成本高等缺點,試驗中存在很多的的限制性問題。對此,科學(xué)家提出了高加速壽命試驗(HALT)、高加速應(yīng)力篩選(HASS)等方法。例如,一是,HALT檢測方法。主要應(yīng)用在航空電子機載設(shè)備的設(shè)計與研發(fā)階段,可及時發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品中存在的缺陷問題,幫助設(shè)計人員查找問題、分析原因,并制定相應(yīng)的改進措施。HALT主要包括加速壽命試驗和步進應(yīng)力試驗兩部分,在設(shè)置應(yīng)力參數(shù)時,需要以高溫、隨機振動、溫度循環(huán)等為主,根據(jù)設(shè)備的特點來逐步增加應(yīng)力,直至設(shè)備達到破壞極限。在采用步進應(yīng)力試驗時,第一步應(yīng)放低應(yīng)力極限,有利于及時發(fā)現(xiàn)故障,了解失效零件出現(xiàn)問題的原因,從而修正誤差。當(dāng)這一問題處理完畢后進行下一步試驗,反復(fù)進行操作,直至大部分零件都已失效或遠遠超出設(shè)計應(yīng)力范圍時,可立即結(jié)束試驗。二是,HASS檢測法。實際上,HASS法是在環(huán)境應(yīng)力篩選法(ESS)基礎(chǔ)上進行的增強,利用比設(shè)備實際受力高得多的應(yīng)力來激發(fā)環(huán)境篩選,能有效縮短篩選周期。該方法能快速找到產(chǎn)品出現(xiàn)的缺陷問題,從而判斷產(chǎn)品在實際使用時可能存在的故障,并不會對實際疲勞壽命造成太大的影響。在實際試驗階段,需要對產(chǎn)品的破壞極限或工作極限進行確定,便于選定試驗應(yīng)力等級。通常情況下,兩端溫度應(yīng)力要小于工作應(yīng)力的20%左右,隨機振動要小于實際振動極限的50%左右。當(dāng)這些參數(shù)確定后,需要同時對3-5個已有缺陷的航空電子機載設(shè)備進行篩選檢測,并要在同一樣品的剖面上反復(fù)進行15次左右的試驗,確保檢測結(jié)果的科學(xué)性。2.2航空數(shù)據(jù)總線技術(shù)。近幾年來,國內(nèi)外學(xué)者不斷加大了航空數(shù)據(jù)總線技術(shù)的研究力度,現(xiàn)已獲得了顯著的成就。主要是因為智能化技術(shù)的發(fā)展,使得航電系統(tǒng)向模塊化、智能化方向發(fā)展,從而提高了航空通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性?,F(xiàn)有的航空數(shù)據(jù)總線包括ARINC429總線、ARINC629總線、STANAG3910總線、RS485總線、MIL-STD-1773總線等,能有效提高航空電子機載設(shè)備的可靠性。例如,ARINC429總線是一種接口型數(shù)據(jù)傳輸結(jié)構(gòu),雖然總線上有兩種設(shè)備,但實際上只能應(yīng)用一種發(fā)送設(shè)備,對于接收設(shè)備沒有特殊的要求。無論是發(fā)送設(shè)備還是接收設(shè)備,都采用了屏蔽雙絞線,并利用單向廣播式來傳輸信息,其傳輸速率可達到100kb/s。由于ARINC429總線具備抗干擾能力強、性能穩(wěn)定、可靠性強、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點,在A310、B-737等民航客機中得到了廣泛使用。而ARINC629總線是基于ARINC429總線基礎(chǔ)上而開發(fā)的,該總線的傳輸速率可達到2Mb/s,基本可以滿足現(xiàn)代航空高速傳輸?shù)囊蟆RINC629總線集合了1533B總線的優(yōu)點,采用了雙向傳輸模式,能有效提高通信傳輸效果。同時,該總線對1533B總線進行了創(chuàng)新,擺脫了集中式控制的限制,不需要總線控制器即可運行操作,能有效降低風(fēng)險隱患。因此,ARINC629總線具備連接簡便、雙向傳輸、兼容性好、自主控制等優(yōu)點,可廣泛應(yīng)用在B-777等民航客機中,并在航空通信系統(tǒng)、航空動力系統(tǒng)、航空電子系統(tǒng)中發(fā)揮著巨大的價值,可確保飛機安全、穩(wěn)定地運行。

3結(jié)束語

根據(jù)上述分析可知,隨著航空電子科技領(lǐng)域的發(fā)展,電子機載設(shè)備將廣泛應(yīng)用在飛機或飛行器中,并向智能化、復(fù)雜化、集成化方向發(fā)展,有利于推動航空領(lǐng)域的發(fā)展進程。對此,要求相關(guān)人員加大航空電子機載設(shè)備的研究力度,縮短產(chǎn)品開發(fā)周期,豐富設(shè)備功能,提高產(chǎn)品性能。同時,還需要對產(chǎn)品的可靠性進行全方位研究,及時找出存在的缺陷,確保航空電子機載設(shè)備可以順利運行。

參考文獻

[1]牛強軍,緱朋帥.儀表著陸系統(tǒng)機載設(shè)備檢測系統(tǒng)研制[J].電子設(shè)計工程,2017(22).

作者:張新 單位:交通運輸部北海第一救助飛行隊