・１６２・ 科技论坛 机载设备健康状况实时监控可行性研究 胡顺尧张强 （空军第一航空学院航空，Ｅｆｆ－ｘ－￣系，河南信阳４６４０００） 摘要：在分析研究民用航空广泛应／￣１的飞机通讯寻址与报告系统（ＡＣＡＲｓ）和美军战机故障预测与健康管理系统（ＰＨＭ）的基础 上，对我军飞机机栽设备健康状况实时监控的可行性与前景进行理论分析研究。 关键词：ＡＣＡＲ．Ｓ；ＰＨＭ；健康状况；实时监控 随着计算机及卫星技术的发展，故障诊断方法不断融＾新的理念。 在美国，ＰＨＭ是Ｆ一３５飞机自主式保障方案的关键功能技术。它是目 民用航空领域将飞机通讯寻址与报告系统（ＡｃＡＲＳ）等地空数据链系统 前飞机匕使用的机内自测试（ＢＩ１ｒ）和状态监控能力的进一步提高，使原来 与技术作为飞行运行控制与服务、飞机，发动机远程状 与故障诊 由事件造成的维修（即事后维修 相关的维修（即定期维修）襁蔓耋于 断等重要业务的实现手段，—方面为航空公司的整体运营节省了大量成 状态的维修（ｃＢＭ，即视情维修 陬代。ＰＨＭ是利用先进的传感器集成， 本，提高了航空公司与空中交ｉ匿管制部门的工作效率，另— 面黼了飞 通过各种算法和智能漠型来诊断、预测、监控和管理飞机的状态。其目的 机的日利用率和飞行安全保障能力。在军嗣兜奎 ．域，美军觇饥故障预测 是取消基于日历时限和部件使尉隋况 ０维修；为维修预言、零备件采 与健康管理系统（ＰＨＭ）是提高军用飞机安全的有效方法，目前，ＰＨＭ中 购等争取最大的准备时间；识别最胖辱发生故障或出问题的系统单元；实时 的数据采集、故障诊断、预测等关键技术都已取得了重要进展，ＰＨＭ技术 地自动向各级保障 陶＝括皓即将发生的维修时间。当飞机还在空中飞行 作为Ｆ．３５战斗机自主保障的杨５，１－：ｇ４￣，起到了重要作用。分析两种系 时，机载的预测与健康管理系统所检测到飞机故障和状态信息便可以传 统，对我军飞阢 殳｛ 胡 观实时监控的可行幽 亍研究。 输给地面的维修站和后勤补给系统，让他们准备好相应的零备件、技术资 １飞机通讯寻址与报告系统 料、维修人员和保障设备等，在飞机降落后就可以快速进行维修，缩短飞 航空公司为了减少机组人员的工作压力，提高数据的完整性，在２０ 机再次出动的准备时间，大量减少维修工作量，节省使用和保障费用，提 世纪８０年代末引入了ＡＣＡＲＳ系统。有少数ＡＣＡＲＳ系统铂 之前就已 高飞机的战备完好性。 ３ 经出现，但并没有在大酗航空公司得到广泛应用，ＡＣＡＲＳ是—个完整的 空中及地面系统。在飞机上ＡＣＡＲＳ系统由—个称为ＡＣＡＲＳ管理单元 实现飞机各部件健康状况实时 釜控是大势所趋，能够提高战斗力水 （Ｍｕ）的航电系统计算机和—个控制显示单元（ＣＤＵ）组成。ＭＵ用以发送 平。我军应该大力发展飞机各部件踺康实时监控管理系统，以航电系统的 和接收来自地面的甚高频无线电数字报文。在地面，ＡＣＡＲＳ系统由多个 通信电台为基础，依托高频、甚高频、卫星进行实施监管，帮助地勤人员提 无线电收发机构戚的网络通信系统，它可以接收（或发送）数据锱 芒漶，并 疑：为＿仕 口 耳６ 晒戳叨丁Ｅ 将其分发到不同航空公司。 尽可能的赢得战机。在理论Ｅ飞机 飞机飞行过程中大部分实时参数和状态信息在飞行数据记录仪中 健康实时监控系统是完全＿台酌渐的。 航空通信设备能够与地面塔台、飞机与飞机之甚至于卫星之间互相 进行保存，由于ＡＣＡＲＳ数据链传输速率为２．４ｋｂ／ｓ，只有位置和故障等少 尤其是我国北斗卫星导航系统不断发展并在亚太局部应用，为我军 量信息通过ＡＣＡＲＳ自动发送至地面。ＡＣＡＲＳ支持的ＡＯＣ应用能周期 通信，保密ｊ疆信提供了安全载体。另外，飞机是依赖于地面塔台和空中 向地面发送位置报告，包含当前时间、经纬度、高度、剩余油量、校正空速 军用飞初ｌ等，地面能够了解的飞机状况有限且实时 Ｉ不高。航空公司期望，特别是 预警 蹭挥的，实时的通信数据交换已经成为现实，依赖于航电放备进行 无论是理论还是现实应用都非常可能，我们完 航行途中遭遇紧急情况或出现故障的情况下，能更实时掌握更多的飞机 飞机各设备健康状况回传，利用电台闲置时间进行各 状态信窟，比＆Ⅱ飞机州印角、航向等飞，厅参数，发动机转速、排气温度等发 全可以建立在不影响飞机正常通信的前提下，动机参数，飞管、电源等系统的状态，以及故障告警信息．。目前ＡＣＡＲＳ数 设备 回传，为地面机务人员提前准备提 便多的时间。这只是在平时 在战争时期它的用处将大大提高，战场上分秒都可能决定战争的 据链应用尚不支持Ｅ述大量信息的实时下传，航空公司只能在飞机着陆 有利面，决定最后战争结局，在战时的维修则更侧重于战时抢修，抢修分秒 后通过专甩没备从飞行数据记录仪中读取。如何能够实时全面ｌ监视飞机 战况，的飞行状态，是今后民用航空领域的—个研究方向。 必争，这时提前知道飞机损伤状况各设备健索情况尤显珍贵，由此可见飞 完全具有可行Ｉ生并目．十分的必要。 由此可见，飞机栅．载设备故障监控一直是民用航空的—个重要发展 机各没备实时监控，民航飞机都装有飞参和话音记录器俗称“黑匣子”，对于我军的军用 方向，并且已经取得了初步的成绩，在对于军用飞机至今也没有相似 ，的故障监控系统，但是对于来说相应的故障监控与维修共享系统同 战斗机和运输机最＝｛ｆ１可以建立类１以的器件，不同的是我们要加入飞棚棚． 样至关重要，对于高度集中统一的来说实行这种系统就会变得容易 载设备运行状况实时数搦己录功能。对运行不正常的没箭 实时数据 回传，提前告知机务人员，此举不仅可以最大程度的抓住战机，进行战伤 很多。 ２ 抢修而目可以提供数据以便于工厂洋细了解不同情况下设备运行情况， Ｈ：｛别牛不彳叉要具有保密通信能力还要具备相 ＰＨＭ系统是—种软件密集型系统，分为机上ＰＨＭ和机下ＰＨＭ两 以便进—步改进设备。同时ｌ从而防止装备秘密被窃取。 部分。机上ＰＨＭ由飞机总师单位进行设计，预先安装在飞机机藏环境 应的自毁功能，中。机上ＰＨＭ可以实现对单机关键部件的状态监控、故障诊断和预测。 参考文献 ｌｌ￣．１恩朋扬占才新小波国外故障预测与健康管理系统开发平台综述 ＪＯＬＴ ＰＨＭ基于专家系统进行全机及机群等更大范围的状态数据集成、 ｆ２ｏ１４（９）． 性能指标集成、性能趋势分析、故障诊断、故障预测及剩余寿命预测，以保 测控技术＿ｃ２】高荣．浅述新兴的电子系统故障顸浸ｌ３与健康管理 科教资讯２Ｏｌ４（１ 证实现全作战单位的维修预测，为自主保障提供支持。 ３】朱景辉．民用飞机系统的故障预测与健康管理系统设计 中国ｋｘａ，￣． 军用飞棚厂舟渚叻ｄ装了战术数据链，通过信息处理机和机载火控系 【统、机载显控系统期载导航系统、枕熬Ｉ飞控系统、机载飞发系统等进行信 ２０１￣． 息交链，如这些系统发生故障或故障症候，信息管理机就会及时获取信 【４幛涵罔外预测与健康管理 标准分析口蛳座标准化与质量２０１０（５）． ５１魏刚 ０５闪电ＩＩ战斗机 北京航空工业出版杀王２００＆ 息。通过对信息处理机的软件进行适当修改，使其具有飞行实时数据记录 【与监视做障诊断与预测、维护方案生成等功能。所有数据既可以在飞机 着陆后通过接口下载，也可以经过格式化处理后在数据链空闲期间通过 ｛孵电台向地厦｝｝酱挥中心传送， 作者简介：胡顺尧（１９９３一），男，大专在读，空军第一航空学院航空电子工程系学员，专业：航空电子。 张强（１９８２一），男，硕士，空军第一航空学院航空电子工程系讲师。主要研究方向：航空电子。
