【摘 要】隨著生活水平的提高，飛機成為越來越多人選擇的交通方式。飛機的安全性能與穩(wěn)定性成為近幾年來學術(shù)界研究的熱點問題。本文以電傳操縱系統(tǒng)作為研究對象，將國內(nèi)目前現(xiàn)有的各大航空民機電動控制分析系統(tǒng)進行研究，從多工作模態(tài)技術(shù)、考慮余度總線的硬件冗余技術(shù)、非相似技術(shù)等常見控制技術(shù)總結(jié)復雜的民機電動技術(shù)中選取某民用客機，將各動態(tài)模塊點加入到其中，在正常飛行情況下研究電機傳動技術(shù)的可靠性和穩(wěn)定性。最終通過可靠性指標計算驗證該分析方法的可行性。

【關(guān)鍵詞】民機 電傳操縱系統(tǒng) 可靠性框圖 總線

一、 民機電傳可靠性技術(shù)的提高

電傳操縱系統(tǒng)在實質(zhì)上所行使的作用更加傾向于對控制系統(tǒng)的穩(wěn)定作用。因此，應該電傳操縱系統(tǒng)也是構(gòu)成完整的控制操縱系統(tǒng)也是必不可少的。由于不同飛機的控制穩(wěn)定功能要求不同，相關(guān)硬件設(shè)計組成的部分也是不同的。

（一）民機電傳與主動控制技術(shù)分析

完整的電傳控制系統(tǒng)對于大型客機的控制安全組成還是不夠的，還需要設(shè)置降級工作模式和機械備份，根據(jù)環(huán)境情況和故障發(fā)生的可能，隨時對內(nèi)部工作模式進行改變，以降低性能為代價來換取飛機的安全。電傳操縱系統(tǒng)需要根據(jù)逐級模式下系統(tǒng)工作模式變化進行對應的改變，在建模時必須指明其所處于的工作模態(tài)。

1.直接工作模式，當PFC中三臺以上的操縱系統(tǒng)和ACE系統(tǒng)失去聯(lián)系后，就直接轉(zhuǎn)入該模式進行工作。直接工作模式也可以人工選擇。PFC則無法進行任何操作。

2.應急機械備份工作模式，當電氣系統(tǒng)出現(xiàn)問題后，內(nèi)部備用子操縱機械系統(tǒng)的擾流片會提供一定備用電氣操作源，確保飛機能夠有一定的時間修復電氣系統(tǒng)?，F(xiàn)役多數(shù)大型民機均設(shè)計有機械備份。

（二）飛控計算機硬件余度設(shè)計

對于電傳飛控系統(tǒng)而言飛控系統(tǒng)內(nèi)的余度和結(jié)構(gòu)設(shè)計是十分重要的。如：A320 共有 7 臺飛控計算機，其中就包含了2臺升降副控制計算機，2臺輔助增強型控制系統(tǒng)和3太擾流片控制系統(tǒng)，每臺計算機均有控制和監(jiān)控兩個通道。而A340和A380具有主控和副控飛行系統(tǒng)，和A320在控制和監(jiān)測上一樣都具有2個通道，如 A380 有 PFCC 和 SFCC 各 3 臺。

1.將主動作器的操作面分成幾個部分，每個操作部分進行單獨操作控制，利用兩臺或三臺作動器完成對整體全面的控制。

通過氣動冗余設(shè)計可以將大型客機中操縱面多而單個效率低的情況進行解決，因而可利用氣動冗余設(shè)計來容忍故障，增加飛行安全性。同時，由于引進了總線技術(shù)，電傳操縱內(nèi)所有其他主控制系統(tǒng)和信息數(shù)據(jù)系統(tǒng)都需要和主線系統(tǒng)進行連接。在建立電傳數(shù)據(jù)的控制模型上將更加困難復雜，總線余度系統(tǒng)對模型設(shè)計建立分析有著重要作用。

（三）非相似技術(shù)

系統(tǒng)由于發(fā)生某一故障時，而導致整個系統(tǒng)的無法使用，而氣動冗余設(shè)計可以在一定程度上避免該種情況的發(fā)生，但如果僅采用相似余度配置，可能會產(chǎn)生同部位的故障無法判斷。此時，故障將無法被檢測、隔離。將非相似設(shè)計模塊融入到電機傳動內(nèi)部的控制，達到具有一定相異程度的余度，將其他可能產(chǎn)生共因情況的故障進行排除。

二、民用客機電傳技術(shù)動態(tài)儲備模型分析

在正常工作時間內(nèi)對事故安全的概率控制情況就反映了一定的可靠性。包含在規(guī)定時間內(nèi)對任務(wù)剖面的描述，其中包括任務(wù)成功或致命故障的判斷準則。飛控系統(tǒng)以戰(zhàn)斗機為例在正常情況下失控系數(shù)應該控制級別在 10-7，客機飛控系統(tǒng)的失效概率數(shù)量級為 10-9。本文所選取的數(shù)據(jù)模型建立以某民用客機為主，對其內(nèi)部各模塊的組成進行安全性和可靠性分析。

每個方框圖代表具體的系統(tǒng)內(nèi)部可靠性分析單元。每個單元對其下屬次級單元進行二次可靠性描述，按照此種情況，我們可以做出以下幾點的簡要討論和分析：

1.方框所使用的連接線并無直接可靠性數(shù)值之間的聯(lián)系和產(chǎn)生。

2.系統(tǒng)的所有輸入量在規(guī)定的范圍內(nèi)。

3.每個單元系統(tǒng)指標只設(shè)定正常和故障兩個功能。

4.軟件的模型建立應當是根據(jù)實際系統(tǒng)控制的模型所建立。

5.排除人為操縱技術(shù)上的失誤事故產(chǎn)生可能。

6.相關(guān)實驗設(shè)備的模型建立都是以民用客機為主，其產(chǎn)生故障系統(tǒng)在飛行過程短時間無法得到修復。

對于飛行操作員駕駛部分主要考慮桿位移部分和對應傳感器。主飛行計算機民用客機的主飛控系統(tǒng)分別由三個相同的數(shù)據(jù)通道進行工作，每個通道有 3 個非相似的支路，支路通道之間和總線控制系統(tǒng)保持連接。其結(jié)構(gòu)見圖，其主飛控具有3x3余度。

三、結(jié)論

本文通過對大型民用客機中的各項電機傳動系統(tǒng)中的各模塊單元進行單獨研究分析，理清電傳操縱系統(tǒng)各單元的動態(tài)穩(wěn)定及相互之間的關(guān)聯(lián)，對其內(nèi)部可能會對可靠性產(chǎn)生影響的因素進行分析：主飛控計算機與作動器，將民用客機主飛控系統(tǒng)和總線之間的關(guān)系進行分析和數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)模型建立中，觀察在正常飛行情況的安全性和可靠性情況。通過具體計算方式提高飛行數(shù)據(jù)中可靠性，與實際相符，驗證了該分析方法的可行性。最后對國內(nèi)用于監(jiān)測電機傳動軟件進行了簡單的評價和討論。綜上所述，本文從理論依據(jù)、建模方法及評估軟件具體的根據(jù)我國的民機電傳主動控制技術(shù)和系統(tǒng)穩(wěn)定性做出了比較完整的研究和分析。

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