摘要：本文詳細介紹了綜合故障診斷維修體系在外軍作戰(zhàn)飛機中的應(yīng)用情況，并對綜合故障診斷維修體系的發(fā)展趨勢進行了系統(tǒng)分析。
　　關(guān)鍵詞：故障診斷 維修體系
　　中圖分類號：TH17文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2012）09（c）-0213-01
　　現(xiàn)代高技術(shù)局部戰(zhàn)爭表明，可靠性、維修性和保障性是提高武器裝備戰(zhàn)備完好性和快速出動能力的基礎(chǔ)，也是武器裝備形成戰(zhàn)斗力的前提條件。綜合故障診斷維修體系是實現(xiàn)武器裝備可靠性、維修性和保障性的重要技術(shù)手段和發(fā)展方向。國外在新一代戰(zhàn)機中廣泛使用了綜合故障診斷維修保障技術(shù)。
　　1 綜合故障診斷維修體系在外軍戰(zhàn)機中的應(yīng)用
　　美國B-1A飛機采用了機載中央綜合測試系統(tǒng)（CITS），CITS是一個與飛機航空電子系統(tǒng)和非航空電子系統(tǒng)相連、但又完全獨立的測試系統(tǒng)。它是通過一個機載數(shù)字計算機和一個存儲的實時軟件來對飛機實施測試，該系統(tǒng)具有下述能力：測試并檢查飛機分系統(tǒng)在飛行中和地面上的性能；向機組人員顯示故障分系統(tǒng)的使用模式；識別故障并將其隔離到故障的LRU（利用機載手段）；在盡可能不使用地面設(shè)備的情況下，為地面進行故障識別和隔離（LRU）提供測試數(shù)據(jù)和測試結(jié)果；記錄故障及趨勢數(shù)據(jù)并打印故障數(shù)據(jù)。為了完成上述功能，CITS可提供下述三種情況的信息：飛行中飛機的性能信息、地面時飛機的戰(zhàn)備完好性信息和故障隔離信息[1]。
　　俄羅斯SU-37、SU-47飛機采用綜合信息系統(tǒng)，使整個裝備故障定位可達到單個的插件級。在飛行中發(fā)生故障時，綜合信息系統(tǒng)的顯示器將向飛行員提供有關(guān)故障和建議如何糾正的信息或指示下一步的操作，這些信息同時以語音形式給出。
　　“陣風”是21世紀法國?？哲姷闹髁?zhàn)斗機，在可靠性、保障性、測試性、持續(xù)能力和機動部署能力等方面都進行了較大改進?！瓣囷L”飛機上的所有系統(tǒng)都由集成在任務(wù)計算機中的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)（HMS）進行實時監(jiān)控，可對故障進行精確的定位。該系統(tǒng)還對機體的部件進行單個跟蹤，監(jiān)控疲勞情況。這種獨特而完全自動化的監(jiān)控系統(tǒng)有助于縮短飛機的再次出動準備時間，便于排故和修理，大大減少對地面保障設(shè)備的需求。測試性目標要求可達到95%的故障檢測率，并能檢測所有安全關(guān)鍵的故障。
　　F-22是美國空軍用以代替F-15的第四代戰(zhàn)斗機，是美國21世紀空軍的主戰(zhàn)飛機。F-22采用機載綜合診斷系統(tǒng)，具有廣泛的機內(nèi)檢測（BIT）能力，如在發(fā)動機和機身上、航空電子系統(tǒng)中可分別產(chǎn)生15000個故障報告，診斷系統(tǒng)可以深入到外場可更換模塊（單個的電路板）級確定故障。該系統(tǒng)還有各種機內(nèi)檢測傳感器、故障過濾器和重要故障數(shù)據(jù)記錄。通過故障過濾器，可以確定某個故障是否足夠嚴重，需要向駕駛艙里的飛行員發(fā)出提示或警告。通過故障數(shù)據(jù)記錄，使維修人員準確掌握部件何時失效。
　　F-35多用途聯(lián)合攻擊機（JSF）是美國國防部的最新戰(zhàn)術(shù)飛機，和F-22一起構(gòu)成21世紀的主戰(zhàn)飛機。在JSF中全面引入飛機故障預(yù)測和完好狀態(tài)管理系統(tǒng)，其基本思想就是采用先進的傳感器技術(shù)、飛機實時故障監(jiān)測和預(yù)測技術(shù)、多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)等對飛機飛行過程中的故障和飛機狀況進行實時監(jiān)測和預(yù)報，對飛機剩余壽命進行預(yù)測；向地面實時傳輸記錄的故障數(shù)據(jù)，實現(xiàn)地面的預(yù)測維修和后勤保障，即實現(xiàn)了故障診斷、維修和后勤保障的一體化。該系統(tǒng)可增加系統(tǒng)的安全性，減少壽命周期成本。在工業(yè)和武器裝備領(lǐng)域，21世紀將是以先進的傳感器技術(shù)和故障分析技術(shù)為基礎(chǔ)的故障預(yù)測和完好狀態(tài)管理系統(tǒng)的時代。JSF中綜合診斷的目標是與現(xiàn)有攻擊機相比，減少人力需求20%～40%，增加作戰(zhàn)出動架次25%，減少后勤保障復(fù)雜度50%[2]。
　　2 外軍戰(zhàn)機綜合故障診斷維修體系的發(fā)展趨勢
　　綜合外軍作戰(zhàn)飛機的故障診斷體系結(jié)構(gòu)和技術(shù)，其發(fā)展趨勢表現(xiàn)為以下幾個方面。
　?。?）數(shù)字化。以計算機為中心的故障檢測與診斷自動化，帶來故障診斷和維修保障過程技術(shù)數(shù)據(jù)的數(shù)字化，可改善飛機裝備的保障能力，縮短保障時間，提高新一代飛機裝備的戰(zhàn)備完好性，降低裝備的使用和保障費用。如交互式電子技術(shù)手冊（IETMS）的使用等。
　?。?）綜合化。飛機設(shè)計、制造、故障診斷、維修和后勤保障過程信息的綜合化，以及診斷、維修和后勤保障的綜合化，可提高故障診斷的準確性和速度以及維修和后勤保障的效率，減少飛機的壽命周期成本。
　?。?）層次化。飛機故障診斷通過機載實時診斷、地面綜合診斷相結(jié)合的層次結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。機載實時診斷系統(tǒng)完成對飛機飛行過程中故障的實時檢測、隔離和系統(tǒng)重構(gòu)，為地面診斷提供初始診斷基礎(chǔ)；地面診斷系統(tǒng)則根據(jù)各種信息對飛行中的可疑故障進行深層次的綜合診斷，可提高故障診斷的準確度和速度，減少維修工作量和時間。
　?。?）網(wǎng)絡(luò)化。利用當今快速發(fā)展的數(shù)字化通信、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)刃畔⒓夹g(shù)來完善故障診斷、維護和后勤保障體系，已成為一條必由之路，如美國在JSF等新機中通過網(wǎng)絡(luò)傳輸實現(xiàn)機載診斷和地面診斷、維修和后勤保障的綜合，實現(xiàn)自治后勤系統(tǒng)等。
　?。?）仿真化。建模仿真與虛擬現(xiàn)實技術(shù)在故障診斷、維修保障領(lǐng)域的應(yīng)用具有廣闊的前景。它不僅可用于系統(tǒng)指標論證、方案權(quán)衡、分析與設(shè)計，還可用于系統(tǒng)的試驗驗證與評價，系統(tǒng)的使用培訓等方面，從而大大提高設(shè)計與分析的精度、縮短研制周期、降低壽命周期費用。
　?。?）智能化。人工智能技術(shù)在各種武器裝備的發(fā)展中得到了廣泛應(yīng)用，使各種系統(tǒng)具有在復(fù)雜狀態(tài)下進行自動處理和推理以完成規(guī)定功能的能力，實現(xiàn)智能化。在新一代作戰(zhàn)飛機的故障監(jiān)測、診斷、容錯與系統(tǒng)重構(gòu)以及維修保障管理中大量使用包括模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、智能體、信息融合、數(shù)據(jù)挖掘等在內(nèi)的人工智能技術(shù)，可提高故障診斷的速度和準確率以及維修保障的效率，其中智能傳感器是重要基礎(chǔ)[3]。
　?。?）小型化。美軍在F-22以及JSF等新機中大量使用便攜式診斷維修輔助設(shè)備（PMA），可進行診斷維修技術(shù)數(shù)據(jù)的存儲、分析和顯示，系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測與預(yù)報，飛行計劃數(shù)據(jù)的上傳和飛行數(shù)據(jù)的下載，對故障隔離和維修過程進行指導(dǎo)，進行部件的查詢和訂購等。PMA是野戰(zhàn)環(huán)境下飛機外場診斷維修的重要設(shè)備，在美國國防部的武器裝備項目中得到廣泛的應(yīng)用。
　　參考文獻
　　[1]楊君，等.裝備智能故障診斷技術(shù)[M].國防工業(yè)出版社，2004，8.
　　[2]聞欣，等.控制系統(tǒng)的故障診斷和容錯控制[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005，7.
　　[3]王道萍，等.武器系統(tǒng)故障智能診斷理論與方法研究[M].石家莊：軍械工程學院，2005，