现代飞机顶层测试性及综合诊断设计方法的分析

杨玲美

摘 要：现代化飞机系统设计愈发向着综合化的方向发展，飞机顶层测试性设计也就更加具有综合性与整体性，本文基于现代飞机对顶层测试性与综合诊断设计的综合性与整体性的需要，结合实际情况给出现代飞机顶层测试性与诊断设计的方案，研究顶层测试性设计方法，并对飞机级测试性设计结果进行探讨。

关键词：现代飞机；顶层测试性；综合诊断设计

中图分类号：V216.8 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）09-0038-01

飞机设计难度与复杂程度不断增加的情况下，飞机测试性设计对象、功能、要求与标准都发生了相应的变化。根据相应的技术标准与设计要求，对飞机采取综合性与整体性的顶层测试设计方法，以充分发挥综合诊断设计效果，进一步拓展飞机顶层测试性技术应用效果。

1 现代飞机顶层测试性与诊断方案设计

1.1 诊断目标与设计思路

综合诊断设计的总体目标能够对飞机诊断设计结果，可以确保飞机维修保障手段的实施，如飞机航行前后的检查与准备工作、飞机运行在线检测等技术措施。诊断方案的设计思路要能够对飞机整机测试设计的开展进行阐述，以及分析如何有效衔接三级测试性设计，如何组织系统测试、针对系统与成品件如何跳出其设计要求、如何确保设计思路的综合与仿真性等[1]。

1.2 设计指标与诊断能力

根据飞机设计的设计要求与设计标准，确定飞机测试性设计对象，根据飞机测试性设计的故障诊断修、测试性设计需求与测试设计结果实用性需求等各种因素确定诊断能力责任对象，并确保飞机顶层设计测试性与综合诊断水平能够满足综合设计需要。飞机顶层测试性与综合诊断设计指标包括研制要求与设计要求，要求飞机的诊断能力能够满足诊断对象的需要，明確飞机诊断覆盖范围，以更好地进行飞机测试性分配。在此基础上，还需要对飞机诊断指标与测试要求进行适当分解，要求按照飞机诊断、系统诊断与成品件诊断三个层级来进行，在诊断方案中，结合飞机构型与测试性设计需要加以分析，拆分功能系统需要与飞机诊断能力需求，并向系统进行合理分配，以作为飞机系统诊断的重要标准。

1.3 功能定位

对于飞机测试性设计进行功能定位，是指对于测试性设计结果的功能要求，科学而有效的飞机测试性设计要求具备以下功能：（1）使用、诊断、测试等功能描述；（2）能够对飞机状态进行监控，并对可观测性与可控性功能进行测试；（3）描述系统在线BIT功能；（4）系统与故障诊断、示警、数据存储与维护功能的描述；（5）飞机数据下载与打印功能的描述；（6）飞机最低放飞功能的描述。

1.4 诊断架构

飞机诊断方案设计的基础是诊断架构与功能定位，因而功能定位之外还需要充分明确诊断架构设计的重要性。影响诊断架构设计的因素包括：飞机测试性设计的面向对象，包括飞机故障等；飞机综合测试性设计；与飞机与系统测试性设计之间的匹配性；诊断架构设计的可观测性与可控制性；顶层测试性设计的信息流；人机界面与存储界面的考量；与地面测试设备以及二级检测设备之间相互匹配的考量等。

1.5 系统诊断方案

飞机测试性设计方案应当包括系统测试性方案的设计，从而确保飞机顶层测试性设计与诊断设计的整体性。系统级诊断方案是飞机顶层测试性设计的重要对象，其考量的主要因素不同于飞机测试与诊断方案整体性的考量因素，具体包括：（1）飞机系统测试性设计的面向对象；（2）需要进行状态监控的飞机运行系统对象；（3）飞机运行系统的诊断架构；（4）可观测性与可控制性前提下，系统诊断架构对于飞机的要求；（5）飞机综合诊断与系统诊断之间的衔接；（6）飞机运行与系统故障数据信息的存储等。

1.6 诊断结果与飞机综合保障的匹配性说明

飞机顶层测试性设计结果，主要应用方向在于对飞机进行的综合保障措施，具体包括维修、使用与检查保障。因而也需要检测飞机诊断设计的整体方案是否能够满足飞机运行的综合保障，并对其进行理论认证，开展飞机机综合保障系统数据下载设计、对飞机综合保障使用方式与时机进行说明。

2 测试性顶层设计

2.1 维护操作程序

飞机顶层测试性设计应当以一个统一的目标来一以贯之，这一目标即是飞机的使用与维修保障需求。分析飞机的测试性设计需求，以满足飞机使用与维修保障需求为前提，并综合飞机故障监控与诊断措施、飞机各个层面的故障检查等技术因素，对其加以综合定义，对其性能与功能进行拆解与重新调配。根据现代飞机运行系统的整体控制理念，对于维护操作程序设计首先应当重点思考如何实现飞机机测试性设计的显示（包括飞机运行状态在线监控与监控数据信息存储、飞机状态地面通电检查显示等）与控制功能、如何对显示与控制功能进行定义等。

维护操作功能是现代飞机测试性设计的顶层设计文件，对飞机运行状态进行在线监控、地面通电检查飞机故障与维护过程的显示与控制程序加以定义。在此之前，对于飞机的检查与测试是单独进行的，随着信息技术与计算机应用技术逐渐应用与飞机及飞机运行系统，以及技术水平的迭代与升级，飞机与飞机运行系统的整体性与综合性程度不断提升，对于飞机故障问题所采取的测试、检查与维护方式也发生了相应的变化，这是技术的飞跃带来的重要变化。

现代飞机的故障维护操作具体包括以下程序：（1）飞机故障维护手段的定义；（2）飞机状态与故障显示及控制资源的定义；（3）飞机与飞机运行系统故障维护的主要对象维护显示与控制；（4）故障检测与维护方式的显示及控制；（5）飞机运行与系统故障的警示与处理措施等。

2.2 测试性的顶层设计

飞机测试性顶层设计，飞机状态检测与故障诊断设计、飞机系统机内自检设备、飞机系统成品件BIT设计等工作可以由飞机测试性顶层设计提供标准与参考。测试性飞机顶层设计，应当具备测试性功能，并能够实现测试性功能的灵活调配，具体包括自动加电测试、测试飞机系统后台运行的周期、测试人机交互效果、监控飞机运行状态等，并对人机接口规划进行定义，为飞机的地面通电检查设备提供一定的辅助功能，并具备辅助功能界面、现代飞机必须具备的信息交流与护具存储等要求。

3 飞机级测试性设计结果

飞机顶层测试性设计结果应当是飞机状态的综合检测与诊断系统，通过对检测飞机性能与运行状态，监控飞机驾驶舱状态来明确飞机使用性能是否存在下降的情况，在飞机系统与故障之间加以隔离，根据系统故障诊断结果将之隔离到航线可更换组件，并根据故障情况与故障诊断与隔离情况确定飞机最低放飞清单。要求综合检测与诊断系统具备显示与地面控制功能，可以实现数据信息分析与存储，具备与故障维修之间的接口。综合检测与诊断系统还应当通过测试性设计对系统级测试性设计结果综合检验过进行拆解，旨在明确测试性设计技术的使用状态是否符合要求[2]。

4 结语

在实际应用过程中，设计者需要在完成飞机顶层测试性与综合诊断设计的前提下，根据不同型号飞机运行的特点与实际需求进行开展有差别的定义与调整工作，以确保测试性设计与综合诊断设计的有效性。

参考文献

[1]褚江萍.大型客机驾驶舱设计中顶层设计理念的应用[C].中国航空学会青年科技论坛，2014.

[2]崔广宇，马存宝，和麟.现代飞机顶层测试性及综合诊断设计方法[J].计算机测量与控制，2013，21（12）：3181-3183.