大型民用飛機(jī)電傳飛控系統(tǒng)綜合試驗驗證

1、 大型民用飛機(jī)電傳飛控系統(tǒng)綜合試驗驗證 電傳飛控系統(tǒng)是現(xiàn)代民機(jī)先進(jìn)性的重要標(biāo)志之一， 它為提高 飛機(jī)的性能、改善飛機(jī)的飛行品質(zhì)、減輕駕駛員的工作負(fù)荷、增 強(qiáng)飛機(jī)的安全性、 可靠性、 維修性以及實現(xiàn)機(jī)載分系統(tǒng)的綜合控 制等，提供了必要的技術(shù)手段和工程途徑，在性能、控制、重量 和維修性等方面獲得了較大的收益， 由于其功能綜合水平的不斷 提高，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度，同時，也增大了系統(tǒng)研制錯誤和不 良或非預(yù)期影響的風(fēng)險。 為了實現(xiàn)飛機(jī)設(shè)計要求和目標(biāo)， 滿足適 航、安全性、可靠性、維修性、客戶等要求，需要驗證飛機(jī)飛控 系統(tǒng)各子系統(tǒng)、部件之間及相關(guān)系統(tǒng)之間接口的正確性和兼容 性，驗證飛控系統(tǒng)的功能、性能和安

2、全性要求。暴露和排除飛控 系統(tǒng)潛在的軟硬件故障，采取糾正措施，增長系統(tǒng)可靠性，確保 飛行安全。通過綜合試驗驗證，保證研發(fā)進(jìn)度，降低技術(shù)風(fēng)險。 1 驗證過程的組成 驗證過程主要由需求定義、系統(tǒng)驗證和問題追溯三部分組 成。需求定義是對飛機(jī)功能、性能、接口、可靠性、維修性、安 全性等需求的確定， 是建立系統(tǒng)架構(gòu)和開展設(shè)計工作的基礎(chǔ)。 系 統(tǒng)驗證是對各種設(shè)備、 子系統(tǒng)和系統(tǒng)驗證活動， 確保它們滿足定 義的需求；問題追溯為需求定義和系統(tǒng)設(shè)計及實現(xiàn)提供閉環(huán)反 饋，為系統(tǒng)需求、驗證活動和驗證狀態(tài)之間的關(guān)系提供追溯。 2 電傳飛控系統(tǒng)需求定義 建立飛機(jī)級功能及相關(guān)的功能需求， 確定與外部物理和運(yùn)行 環(huán)境的功能

3、接口， 確立合適的飛機(jī)功能分組并將這些功能的需求 分配到飛控系統(tǒng)， 再確立定義到飛控系統(tǒng)設(shè)備的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和邊界 （包括各設(shè)備的接口需求），最后按照系統(tǒng)架構(gòu)，將系統(tǒng)需求分 配到硬件和軟件（包括軟件和硬件接口需求）。需求定義是一個 不斷細(xì)化和反復(fù)迭代的過程，主要包括需求定義、文檔形成、確 認(rèn)和批準(zhǔn)。 2.1 需求定義和文檔 采用自上而下方法， 由頂層需求定義主要設(shè)計， 再進(jìn)一步到 底層需求和設(shè)計，主要是通過權(quán)衡研究和技術(shù)協(xié)調(diào)分配各種 LRU （航線可更換單元） 的功能要求和性能要求， 定義相應(yīng)的詳細(xì)要 求以確保滿足上層需求。 根據(jù)需求定義， 形成了飛控電傳系統(tǒng)的要求和目標(biāo)文件， 該 文件涵蓋了飛控電

4、傳系統(tǒng)的設(shè)計理念、定義、設(shè)計要求、目標(biāo)以 及設(shè)計決策等，闡述了系統(tǒng)的功能、性能、可用性、安全性、隔 離、機(jī)組操作和維護(hù)等信息。 2.2 需求確認(rèn)和批準(zhǔn) 根據(jù)民機(jī)研制流程 ARP4754A民用飛機(jī)與系統(tǒng)研制指南，需 求的確認(rèn)過程是為了確保所提出的需求足夠正確與完整， 并且產(chǎn) 品能夠滿足客戶、供應(yīng)商、維護(hù)人員、局方以及飛機(jī)、系統(tǒng)和項 目研制人員的需求。一般通過追溯性、分析、建模、試驗、相似 性和工程評審等方法開展需求確認(rèn)工作。 需求確認(rèn)應(yīng)考慮預(yù)期和 非預(yù)期功能， 對預(yù)期功能的需求進(jìn)行確認(rèn)時應(yīng)評估其是否能通過 “目標(biāo)通過 / 失敗準(zhǔn)則”。試驗和分析期間應(yīng)注意確定系統(tǒng)非預(yù) 期的運(yùn)行和副作用。 當(dāng)不能直

5、接確認(rèn)是否存在非預(yù)期功能時， 可 通過專門的試驗和具有針對性的分析來降低非預(yù)期功能出現(xiàn)的 概率。 電傳飛控系統(tǒng)的初步設(shè)計需求和目標(biāo)由飛控專業(yè)及與其系 統(tǒng)相關(guān)的氣動、液壓、電源、航電等專業(yè)共同批準(zhǔn)，同時，該文 件的后期更改應(yīng)進(jìn)行控制。 系統(tǒng)設(shè)計需求與目標(biāo)是系統(tǒng)性能、 安 全性、維護(hù)性和系統(tǒng)功能等項目設(shè)計的主要需求來源。 3 系統(tǒng)綜合試驗驗證 系統(tǒng)綜合試驗驗證工作的目的是為了驗證所實現(xiàn)的產(chǎn)品的 功能、性能、安全性、可靠性等滿足預(yù)定運(yùn)行環(huán)境的要求。一般 通過檢查或評審、分析、試驗或演示、使用 / 服役經(jīng)驗來驗證。 飛控系統(tǒng)綜合試驗是飛控系統(tǒng)設(shè)計研制過程中確認(rèn)和驗證 飛機(jī)級、系統(tǒng)級、子系統(tǒng)級、部件 /

6、 設(shè)備級設(shè)計滿足相應(yīng)設(shè)計規(guī) 范和要求的主要方法。 按照要求逐級分解和追蹤， 對于設(shè)計要求 的正確性和完整性，通過分析、仿真和試驗進(jìn)行確認(rèn)；對于系統(tǒng) 和設(shè)備是否完整一致的滿足設(shè)計要求，將通過各類試驗進(jìn)行驗 證。 飛控系統(tǒng)試驗確認(rèn)和驗證的工作對象為飛控系統(tǒng)研制過程 中定義的各項需求。按照主制造商 - 供應(yīng)商工作模式，系統(tǒng)級設(shè) 計要求的確認(rèn)和驗證由主制造商負(fù)責(zé)， 供應(yīng)商提供支持。 子系統(tǒng) 級、組件 / 設(shè)備級確認(rèn)和驗證工作由供應(yīng)商負(fù)責(zé)。飛控系統(tǒng)驗證 計劃規(guī)劃了飛控系統(tǒng)的驗證活動， 基于這些驗證活動， 以飛控系 統(tǒng)初步試驗要求和規(guī)劃作為前期規(guī)劃輸入， 通過飛控系統(tǒng)試驗方 案以及飛控系統(tǒng)集成與驗證試驗計

7、劃制定了飛控系統(tǒng)試驗的體 系架構(gòu)及實施方案。飛控系統(tǒng)確認(rèn)與驗證過程見圖1。 飛控系統(tǒng)從軟硬件級別到系統(tǒng)級開展的試驗包括供應(yīng)商試 驗、研發(fā)臺試驗、鐵鳥試驗、工程模擬器試驗、機(jī)上地面功能試 驗（OATP、機(jī)上地面試驗、飛行試驗、適航符合性驗證試驗等。 通過多個平臺試驗的綜合驗證來實現(xiàn)系統(tǒng)自下至上的集成， 從而 逐步完成設(shè)備、系統(tǒng)、飛機(jī)各級設(shè)計需求的驗證工作。 4 結(jié)論 系統(tǒng)綜合試驗驗證是確保飛控系統(tǒng)的正確運(yùn)行的重要條件。 它提供了滿足系統(tǒng)本身以及與其它系統(tǒng)相互間需求的方法， 也提 供了一個發(fā)現(xiàn)并消除不希望的非預(yù)期功能的機(jī)會。 飛控系統(tǒng)集成工作從逐個的部件功能集成開始， 逐步進(jìn)行至 系統(tǒng)級集成， 最終完成系統(tǒng)的飛機(jī)級集成。 由于完全預(yù)測或模擬 飛機(jī)環(huán)境存在困難， 所以某些驗證工作在飛機(jī)上實施， 雖然在飛 機(jī)上進(jìn)行系統(tǒng)集成具有較高的有效性， 但是通過實驗室或模擬環(huán) 境常常能夠得到更有針對性或更節(jié)省成本的結(jié)果。在驗證過程 中，如果發(fā)現(xiàn)不足，則