航空電子機載設備研究
時間:2022-05-02 10:49:36
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摘要:隨著科學技術的發(fā)展,我國在航空電子科技領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備的可靠性進行了研究,并提出了有效的建議,以供相關人員進行參考。
關鍵詞:航空;電子機載設備;可靠性
1航空電子機載設備的概念及重要性
現(xiàn)階段,航空電子機載設備已廣泛應用在民航客機或軍事飛行器中,可保障航空任務順利完成。以民航客機為例,常用的電子機載設備主要為機內(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)星通信設備等。其中,機內(nèi)通信主要負責旅客廣播、機內(nèi)聯(lián)絡等,而機外通信負責飛機與飛機之間的聯(lián)絡、飛機與地面指控中心的聯(lián)絡等,從而合理規(guī)劃航線,或進行相應的應急處理。當飛機處于航行狀態(tài)時,電子機載設備所處的環(huán)境復雜多變,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。需要技術人員模擬航空電子機載設備的真實工作環(huán)境,并逐漸添加試驗應力,以觀測設備的極限應力,但要避免對設備造成破壞,便于技術人員了解設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)絡信息技術的發(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備造成影響。
2航空電子機載設備的可靠性研究
2.1可靠性強化試驗。自上世紀80年代以來,國內(nèi)外專家學者對航空電子設備的可靠性測試方法進行了分析,認為該技術具備檢測周期長、檢測成本高等缺點,試驗中存在很多的的限制性問題。對此,科學家提出了高加速壽命試驗(HALT)、高加速應力篩選(HASS)等方法。例如,一是,HALT檢測方法。主要應用在航空電子機載設備的設計與研發(fā)階段,可及時發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品中存在的缺陷問題,幫助設計人員查找問題、分析原因,并制定相應的改進措施。HALT主要包括加速壽命試驗和步進應力試驗兩部分,在設置應力參數(shù)時,需要以高溫、隨機振動、溫度循環(huán)等為主,根據(jù)設備的特點來逐步增加應力,直至設備達到破壞極限。在采用步進應力試驗時,第一步應放低應力極限,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。當這一問題處理完畢后進行下一步試驗,反復進行操作,直至大部分零件都已失效或遠遠超出設計應力范圍時,可立即結束試驗。二是,HASS檢測法。實際上,HASS法是在環(huán)境應力篩選法(ESS)基礎上進行的增強,利用比設備實際受力高得多的應力來激發(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,便于選定試驗應力等級。通常情況下,兩端溫度應力要小于工作應力的20%左右,隨機振動要小于實際振動極限的50%左右。當這些參數(shù)確定后,需要同時對3-5個已有缺陷的航空電子機載設備進行篩選檢測,并要在同一樣品的剖面上反復進行15次左右的試驗,確保檢測結果的科學性。2.2航空數(shù)據(jù)總線技術。近幾年來,國內(nèi)外學者不斷加大了航空數(shù)據(jù)總線技術的研究力度,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備的可靠性。例如,ARINC429總線是一種接口型數(shù)據(jù)傳輸結構,雖然總線上有兩種設備,但實際上只能應用一種發(fā)送設備,對于接收設備沒有特殊的要求。無論是發(fā)送設備還是接收設備,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、結構簡單等優(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?。ARINC629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結束語
根據(jù)上述分析可知,隨著航空電子科技領域的發(fā)展,電子機載設備將廣泛應用在飛機或飛行器中,并向智能化、復雜化、集成化方向發(fā)展,有利于推動航空領域的發(fā)展進程。對此,要求相關人員加大航空電子機載設備的研究力度,縮短產(chǎn)品開發(fā)周期,豐富設備功能,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)機載設備檢測系統(tǒng)研制[J].電子設計工程,2017(22).
作者:張新 單位:交通運輸部北海第一救助飛行隊