浅析某型号飞控系统机上功能试验优化

黄 悦

（上海飞机制造有限公司，上海201324）

0 引言

飞控系统是飞机上重要控制系统，可以对飞机的飞行轨迹进行控制，从而实现姿态的控制。飞控功能试验是整个飞机试验中较为复杂的系统，控制率复杂，同时对飞控系统功能试验进行研究，可以提升飞机的总装效率，实现测试优化，降本增效。

1 飞控系统功能试验构成

1．1 飞控系统功能架构

某型号民用飞机飞控系统主要包含主飞控系统和高升力系统两大系统。主飞控系统主要用于对飞机姿态和轨迹的控制，从而实现飞机在空中的纵向、横向及航向的控制和配平，同时提供飞机起飞时的升力控制、空中减速机飞机在接地后或终止起飞时的控制，从而实现飞机的稳定飞行和包线保护功能。某民用飞机的主飞控系统控制操纵面包含一对副翼、一块方向舵、一对升降舵、一块水平安定面、五对扰流板[1，2]。

1.2 飞控系统功能试验特点

飞控系统机上功能试验主要用于检查主飞控系统各设备是否安装正确，安装完成后的功能是否正常。在进行试验前需要先保证飞控系统的设备都已经按照图纸要求完成了安装，并且相关的系统也已经完成安装，全机布线也已经完成并进行了完整性测试。

2 飞控系统功能试验优化

2．1 集成测试优化

飞机集成测试是利用信号仿真激励、总线数据自动比对、数据无线传输等方式对试验过程进行优化，从而减少试验时间，优化飞机生产速率。

2.1.1 信号仿真

驾驶员的操纵指令由传感器转化为模拟信号，然后发送给作动器控制电子单元，对其进行整形、数模转换处理等，随后发送给飞控计算机。飞控计算机和作动器控制电子单元也会接收外部其他系统的传感器信号，在进行处理之后进行相关的运算。因此，利用仿真信号代替真件的信号激励，从而对外部传感器，起落架轮载信号、无线电高度、攻角传感器、大气数据传感器等进行信号仿真，可以使整个试验的进程得到优化，也可以减少操作工人的数量，有效降低试验成本。

信号仿真的基础建立在相关成品件为非本系统功能试验所需验证的成品件，并且在有条件的情况下在入场时对成品件进行功能测试检查，确保功能正常，只有在满足上述要求的情况下才能对该传感器进行信号仿真。信号仿真需要了解被仿真传感器的信号输入输出方式、信号交联方式、供电等参数，信号仿真设备需进行足够的试验，在铁鸟试验台等非真机状态进行验证后方能接入真机，确保不会损伤飞机的情况下才能接入飞机航电系统进行仿真。

以大气数据工装为例，在整个飞控系统试验过程中需要对大气数据工装进行90次左右的操作，每次操作需要一分钟左右才能把空速打到位，而且工装是通过吸盘的方式与飞机全静压传感器进行连接，很容易发生泄漏情况，大气工装的安装也很耗时，需要浪费大量的准备时间，如果利用信号模拟仿真的方式，不仅可以节省工装的安装调试时间，还能确保数据的准确性，减少不必要的微调，还能快速达到目标空速，对整个功能试验可以至少节约1小时的时间，这一小时可以为全公司降低大量的成本。

2．1．2 总线数据监控

飞控系统主要涉A429等总线通道，所有的数据都是通过总线进行数据传输，每个总线都有其标准，通过总线板卡对总线信号进行数据采集，利用数据采集设备可以实现整个试验的全程监控，可以实时采集数据，并通过程控的方式对数据进行实时分析比对，可以实现现有阶段无法达到的实时性。

现阶段功能试验过程中很少对总线信号进行读取分析，只有在存在故障的情况下才对信号进行采集，再进行分析，需要耗费大量的排故时间，对工艺人员的要求也很高，需要具备大量的专业知识。如果建立了总线数据监控，则可以实现故障实时定位，并根据信号网络图分析出故障来源，并通过程控发出排故建议，快速排故。

2．1．3 功能试验程序化

功能试验程序化是将机上功能试验大纲进行分解，转化为一步步操作步骤，尽可能的颗粒化，然后转化为代码，如果是则可以进行信号仿真的操作，比如转化空地信号，则自动执行；如果是需要操作工人在驾驶舱进行的操作则通过平板电脑的形式将操作要求发送给工人，工人按提示进行；对于结果相应，则通过总线信号进行读取，确认相应在设计要求范围内，并自动生成试验报告。由于整个试验过程达到了半自动的状态，所以很少会存在试验过程需要重复执行，检验适航产生相关疑问等问题，减少大量时间。

现阶段功能试验以AO装配大纲为载体，将设计的机上功能试验大纲转化为操作步骤，由工人、质保按照操作步骤执行，从而完成功能试验。但在操作过程中常常会出现描述不清楚，工人经验不足，不知道按钮在哪里、试验操作慢等情况，从而导致有的试验需要重复进行才能得到有效的试验结果，飞控试验其前后关联性较大，需要进行多项的操作才能让飞机达到试验要求状态，对时间浪费较大，容易对进度产生影响，影响后续试验。

2．2 飞控系统进度优化

现有试验都是按照一本本试验大纲进行，未进行同步试验，为了充分运用飞机的资源、空间、工装等设备，为了实现飞控试验的进度最优，可以通过系统分析的方法对试验进行分析，从飞控系统原理等方面进行分析，并充分咨询专业设计的意见，可以进行并行试验，有效节约时间。

利用MSProject对整个试验重新规划，根据Project软件的分析，飞控试验的总工期由原先的5.71个工作日优化为4.45个工作日，时间得到了优化，关键链（红色部分）发生了改变，提升效率约为22%，如果进行部分加班，基本上可以控制在2天的时间内完成整个飞控试验。

2.3 优化小结

通过利用集成测试的方式对试验方式进行优化，并分析试验的内容，分析出可并行试验的内容，在路径优化上进行分析，可以有效节约试验时间，提升测试效率。

集成测试需要重新购买一定数量的数据采集设备，并对现有的工装进行优化，会有一定的资金消耗，这是型号研制经验不足所导致的，通过建立对某型号大型客机的集成测试研究分析，并成品件进行单独测试可以有效提升对供应商产品质量的把控，并可以建设建强总装制造中心的有效实力，为整个民机行业树立标杆，为后续型号积累经验，加快后续型号的研制速度。

对测试进度的优化需要建立在足够的专业技术分析的基础上，对飞控系统的原理有充分的了解，并分析透彻整个试验的测试逻辑和测试需求。这边主要利用关键路径法对测试进行优化，还有其他的优化方式，比如关键链技术，现有的预估时间都是偏保守的方式，在预估时间内完成的概率大于90%，但在实际试验过程中用80%的时间完成试验的概率大于75%，因此如果运用50%概率完成时间来进行规划，建立关键链，并设置缓冲区，可以进一步优化进度，并对进度控制设置风险管理，优化测试进度。

3 结语

飞控系统测试是一个复杂的系统工程，现有型号研制经验较为缺乏，现有阶段某型号大型客机还未进入批产阶段，利用现有时间对测试进行优化，可以有效提升飞机生产速率，飞控系统的测试优化经验其他系统同样也值得借鉴，现有的测试方式各系统较为独立，如果对整个飞机测试进行整体分析，从总体的角度进行测试优化，可以在满足型号质量要求的情况下优化整个测试时间和质量，优化总装制造的效率。