一种辅助民用飞机高升力系统全机地面模拟试验的地面支持设备

【摘 要】高升力系统是民用飞机的重要系统，高升力系统全机地面模拟试验是在民用飞机首飞前必须进行的地面试验项目，以验证系统级需求是否得到满足，系统功能是否完备。本文在现有高升力系统全机地面模拟试验的基础上引入了一种辅助试验的地面支持设备，对地面支持设备进行了较为详细说明的功能描述，说明了使用地面支持设备辅助试验的可行性和有效性。

【关键词】民用飞机；高升力系统；全机地面模拟试验；地面支持设备

A set of Ground Support Equipment Used to Support Civil Aircraft High Lift System Iron Bird Test

ZHAO Ji

（Flight Control Department， Shanghai Aircraft Design and Research Institute， Shanghai 201210，Chian）

【Abstract】High lift system is an important system of civil aircraft. High lift system iron bird test is a test item which must be done before the first flight in order to verify if the system requirements are satisfied and the system functions are fulfilled. A set of ground support equipment is introduced in this paper. Functions of the ground support equipment are described in detail. At last， possibility and validation of using ground support equipment to support the test items are analyzed.

【Key words】Civil Aircraft； High Lift System； Iron Bird Test； Ground Support Equipment

0 引言

民用飞机高升力系统是现代民用飞机提高起飞升力、缩短起降滑跑距离、增强机场适应性的关键系统[1]。高升力系统通过控制襟/缝翼的伸出来改变机翼的弯度和面积，从而提高飞机的增升效果，减少飞机起飞或着陆时的滑跑距离。

高升力系统全机地面模拟试验的试验项目多、涉及内容广、试验过程复杂，在当前高升力系统全机地面模拟试验中，无法实时掌握试验过程中高升力系统的系统状态和故障信息，现有的数据采集系统存在可采集数据种类有限、采集量小的缺点。

为解决上述问题，提高试验效率，引入一种能够辅助进行试验的地面支持设备显得尤为重要。Υ耍本文说明了一种能够辅助民用飞机高升力系统全机地面模拟试验的地面支持设备。使用该设备辅助进行试验，能够实时的掌握系统状态、系统故障信息和记录相关总线数据，提高试验效率。此外，地面支持设备还可以向高升力系统襟/缝翼计算机发出仿真的空速、高度和迎角等大气数据信号，还可以代替飞机真实的机载维护系统，实现对高升力系统维护功能的操作，在非交联状态下，地面支持设备的这些功能显得更为重要。

1 民用飞机高升力系统概述

民用飞机的高升力系统主要包括电子控制系统和传动系统两大部分[2]。

民用飞机高升力系统全机地面模拟试验主要包括功能验证试验、故障模拟试验和接联试验。功能验证试验主要是验证高升力系统系统级需求中定义的高升力系统的各个主要功能和性能需求是否满足。故障模拟试验主要是验证高升力系统监控、锁定、告警等功能是否符合系统需求。接联试验主要是验证高升力系统与航电等飞机其他子系统电子接口和物理接联的正确性。

2 地面支持设备详细功能说明

2.1 地面支持设备的硬件核心组件

图1 地面支持设备结构框图

地面支持设备主要包含仿真器、数据记录仪（Data Recorder，DR）、与高升力系统襟/缝翼计算机连接的接口盒装置以及连接线缆。地面支持设备的结构框图如图1所示（黄色设备为真实高升力系统设备，蓝色设备为地面支持设备，蓝色连接线为连接线缆）。仿真器和数据记录仪是地面支持设备的核心组件。

仿真器包含了1台笔记本电脑和1个12收4发的ARINC 429接口USB模块。仿真器的主要作用是可以模拟航电系统向高升力系统襟/缝翼计算机发出仿真信号，代替真实的机载维护系统实现高升力系统的维护功能操作。

DR包含了1台笔记本电脑和2个最大可支持24路ARINC接收通道的ARINC 429接口USB模块。DR可以监控并记录ARINC429数据和选择的离散信号。

与高升力系统襟/缝翼计算机连接的接口盒装置可以提供如下功能：

（1）可以通过所有地面支持设备不接入时的襟/缝翼计算机信号；

（2）可以通过接口盒上的机械开关选择是否使高升力系统接入地面支持设备的仿真器；

2.2 地面支持设备软件功能描述

2.2.1 仿真器软件功能描述

仿真器通过仿真器笔记本电脑中的CoPilot软件实现主要功能。CoPilot软件的初始界面为维护功能面板。该界面包含了用户输入部分和输出状态显示，模拟机载维护系统的指令均通过该界面发送。

除维护功能面板外，CoPilot软件还包含了接收/发送标签数据（Rx/Tx Label Data）界面。该界面显示了所有通过总线发送和接收的ARINC标签数据，在发送标签数据界面，可以编辑相应数据模拟航电系统向高升力系统襟/缝翼计算机发出仿真信号。

CoPilot软件还包含了Python界面，主要用于软件功能的进一步开发。

2.2.2 DR软件功能描述

DR具有三个主要功能：数据记录、后续处理和画图分析。3个主要功能由DR笔记本电脑中的3个软件分别实现。

数据记录功能由LabVIEW代码实现，经过数据记录软件采集后，数据以多个.txt格式文件的形式保存，以方便进行后续处理。

后续处理是指对记录的数据进行再处理，由Python代码实现，将数据转换为可以使用DIAdem软件直接进行画图分析的数据。后续处理过程中，可以根据需要选择所要转化的数据，也可以选择不同的数据进行处理或使用数据选择模板选择要处理的数据。后续处理后，数据存储为.csv格式的文件。

画图分析是对记录的数据进行后续分析的过程，由NI的DIAdem软件实现。可通过选择需要进行画图的数据和相应的模板完成画图分析操作，软件提供了同时直观的观察1个或多个变量值的变化情况的可能，对具体试验状况进行现场分析，大大提高了试验效率。此外，还可以将数据图片导出成.pdf格式文件，便于后续应用。

3 结束语

在高升力系统的全机地面模拟试验中，地面支持设备的引入能够使试验人员直观的看到高升力系统各个Label状态位的具体状态，实时了解系统的运行状态，为具体试验的实施带来了较大便利。地面支持设备支持大数据量实验数据的记录和后续处理分（下转第51页）（上接第145页）析，便于对具体试验过程进行离线分析，实现对试验过程中出现的故障的检测和定位，让试验人员能够更加全面的掌握整个试验过程。

随着试验的开展，地面支持设备的进一步的开发和在后续机上试验与试飞试验中的推广应用显得更具意义。

【参考文献】

[1]陈迎春，李亚林，叶军科，等.C919飞机增升装置工程应用技术研究进展[J].航空工程进展，2010，1（1）：1-5.

[2]严少波，黄建国.飞机后缘襟翼运动同步性设计和计算[J].民用飞机设计与研究，2011，1：20-32.