郭警濤，朱新宇

(1.中航工業(yè)西安航空計(jì)算技術(shù)研究所 第8室，陜西 西安 710065；2.中國(guó)人民解放軍95910部隊(duì) 飛行試驗(yàn)站機(jī)務(wù)大隊(duì)，甘肅 酒泉 735305)

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機(jī)載燃油系統(tǒng)綜合檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

郭警濤1，朱新宇2

(1.中航工業(yè)西安航空計(jì)算技術(shù)研究所 第8室，陜西 西安 710065；2.中國(guó)人民解放軍95910部隊(duì) 飛行試驗(yàn)站機(jī)務(wù)大隊(duì)，甘肅 酒泉 735305)

針對(duì)現(xiàn)代飛機(jī)高集成度機(jī)電綜合系統(tǒng)中燃油系統(tǒng)的測(cè)試與仿真需求，文中提出了一種機(jī)載燃油系統(tǒng)綜合檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方案。該系統(tǒng)基于信息化平臺(tái)構(gòu)建，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示燃油系統(tǒng)狀態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，完成基于測(cè)試用例的系統(tǒng)試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，機(jī)載燃油系統(tǒng)綜合檢測(cè)系統(tǒng)工作穩(wěn)定、可靠，有效節(jié)省了硬件資源、準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)了信號(hào)級(jí)故障檢測(cè)，與傳統(tǒng)檢測(cè)方式相比，可以平均節(jié)省40%的試驗(yàn)時(shí)間。

機(jī)載燃油系統(tǒng)；急?？刂?；綜合檢測(cè)

機(jī)載燃油系統(tǒng)是飛機(jī)機(jī)電系統(tǒng)的重要組成部分，保證飛機(jī)在地面及各種飛行條件下全機(jī)重心在規(guī)定范圍內(nèi)，并按一定輸油順序提供滿足發(fā)動(dòng)機(jī)所需流量、壓力和溫度的燃油，同時(shí)作為冷卻散熱介質(zhì)為其它分系統(tǒng)提供冷源[1]。

傳統(tǒng)的燃油系統(tǒng)試驗(yàn)，需要操作人員參與的工作較多，試驗(yàn)判據(jù)依賴人員讀表判斷，試驗(yàn)周期長(zhǎng)，工作強(qiáng)度高，已無法不滿足現(xiàn)代飛機(jī)系統(tǒng)級(jí)測(cè)試需求。

機(jī)載燃油系統(tǒng)綜合檢測(cè)系統(tǒng)基于信息化平臺(tái)構(gòu)建，用以支持燃油系統(tǒng)地面模擬試驗(yàn)，模擬對(duì)飛機(jī)供油子系統(tǒng)、輸油子系統(tǒng)、熱管理子系統(tǒng)、加放油子系統(tǒng)、油量測(cè)量子系統(tǒng)的控制與管理功能、維護(hù)與檢查功能，并實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示燃油系統(tǒng)狀態(tài)信息，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)與回放。燃油系統(tǒng)綜合檢測(cè)系統(tǒng)通過信號(hào)硬線、RS422A總線實(shí)現(xiàn)與燃油系統(tǒng)設(shè)備交聯(lián)。綜合檢測(cè)系統(tǒng)輸入電路的設(shè)計(jì)不影響燃油系統(tǒng)設(shè)備的正常工作，或降低燃油系統(tǒng)自身信號(hào)質(zhì)量[2-3]。

1 系統(tǒng)描述

燃油系統(tǒng)綜合檢測(cè)系統(tǒng)將地面綜合維護(hù)面板(GIMP)、滾轉(zhuǎn)臺(tái)和燃油系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行連接，以進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，完成相應(yīng)測(cè)試。

檢測(cè)系統(tǒng)主要由燃油管理仿真機(jī)和燃油系統(tǒng)仿真器操控臺(tái)組成。燃油管理仿真機(jī)主要實(shí)現(xiàn)燃油系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)信號(hào)輸入、電氣轉(zhuǎn)換和對(duì)接遠(yuǎn)程接口單元(RIU)、機(jī)電管理計(jì)算機(jī)(UMC)；燃油系統(tǒng)仿真器操控臺(tái)設(shè)計(jì)為琴鍵式機(jī)柜，通過工控機(jī)實(shí)現(xiàn)機(jī)載數(shù)據(jù)模擬、綜合數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)解析、記錄回放、系統(tǒng)配電等功能。

當(dāng)滿足輸出條件時(shí)，燃油系統(tǒng)綜合檢測(cè)系統(tǒng)輸出相應(yīng)信號(hào)，輸出電路的設(shè)計(jì)與燃油系統(tǒng)設(shè)備匹配，不對(duì)其他輸出電路的正常工作產(chǎn)生影響。綜合檢測(cè)系統(tǒng)輸出信號(hào)的電源取自燃油系統(tǒng)向機(jī)載機(jī)電管理分系統(tǒng)提供的電源。任何正常的輸入信號(hào)都不會(huì)對(duì)燃油系統(tǒng)設(shè)備產(chǎn)生不良影響。系統(tǒng)組成及外圍交聯(lián)設(shè)備情況如圖1所示[4-5]。

圖1 燃油系統(tǒng)綜合檢測(cè)系統(tǒng)組成圖

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1 燃油控制管理仿真機(jī)設(shè)計(jì)

燃油控制管理仿真機(jī)由電纜轉(zhuǎn)接盒和燃油控制仿真系統(tǒng)功能單元組成，用以進(jìn)行信號(hào)的斷連、監(jiān)控和調(diào)理。燃油系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)輸入的信號(hào)從燃油控制管理仿真機(jī)斷連箱背面航插引入，經(jīng)前面板進(jìn)行斷連，進(jìn)而輸出到調(diào)理箱。調(diào)理箱主要實(shí)現(xiàn)地/開離散量、27 V/開離散量的狀態(tài)監(jiān)控、接口信號(hào)分配、信號(hào)調(diào)理、電源信號(hào)的轉(zhuǎn)接和接口電氣轉(zhuǎn)換；信號(hào)經(jīng)過調(diào)理箱輸出后直接連接到RIU產(chǎn)品。燃油控制管理仿真機(jī)信號(hào)流程如圖2所示。

圖2 燃油控制管理仿真機(jī)信號(hào)流程

2.2 燃油系統(tǒng)仿真器操控臺(tái)設(shè)計(jì)

燃油系統(tǒng)仿真器操控臺(tái)由配電盒、機(jī)載數(shù)據(jù)模擬系統(tǒng)、綜合顯示系統(tǒng)、數(shù)據(jù)解析記錄回放和操控臺(tái)等功能單元組成。燃油系統(tǒng)仿真器操控臺(tái)是主要信號(hào)處理設(shè)備，安裝有一臺(tái)PXI工控機(jī)，主要用于激勵(lì)信號(hào)的控制及數(shù)據(jù)處理工作?？刂婆_(tái)前面板安裝2臺(tái)顯示器，一臺(tái)顯示器主要監(jiān)測(cè)外部信號(hào)，另一臺(tái)主要實(shí)現(xiàn)控制功能。配電盒是用以給燃油系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)提供交、直流電源和為燃油控制仿真機(jī)提供直流電源。燃油系統(tǒng)仿真器操控臺(tái)信號(hào)流程如圖3所示[6]。

圖3 燃油系統(tǒng)仿真器操控臺(tái)信號(hào)流程

燃油系統(tǒng)控制仿真器開機(jī)后運(yùn)行程序，首先進(jìn)行硬件板卡識(shí)別，然后判斷當(dāng)前離散量狀態(tài)、開關(guān)狀態(tài)、指示燈狀態(tài)、供電狀態(tài)。當(dāng)自檢合格后，系統(tǒng)進(jìn)入測(cè)試界面進(jìn)行相關(guān)測(cè)試。默認(rèn)系統(tǒng)離散量輸出信號(hào)均為開路狀態(tài)，電源不輸出，離散量狀態(tài)監(jiān)控均為光耦器件采集，因此，在綜合檢測(cè)系統(tǒng)上電過程中不會(huì)對(duì)燃油系統(tǒng)控制仿真器造成損壞[9-10]。

2.3 系統(tǒng)安全性設(shè)計(jì)

燃油系統(tǒng)綜合檢測(cè)系統(tǒng)中，按下急停按鈕時(shí)急停開關(guān)由常閉點(diǎn)變?yōu)槌ｉ_觸點(diǎn)，切斷交、直流接觸器線圈27 V的控制，從而切斷對(duì)匯流條的供電輸入，同時(shí)軟件采集急停開關(guān)的狀態(tài)。解除急停時(shí)，恢復(fù)急停開關(guān)狀態(tài)，軟件重新啟動(dòng)對(duì)匯流條的供電，若急停未恢復(fù)，系統(tǒng)將無法啟動(dòng)對(duì)匯流條的供電，同時(shí)軟件提示請(qǐng)恢復(fù)急停開關(guān)狀態(tài)。急?？刂圃砣鐖D4所示。

圖4 急停系統(tǒng)控制原理圖

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

燃油系統(tǒng)綜合檢測(cè)系統(tǒng)測(cè)試界面包括自動(dòng)檢測(cè)界面和手動(dòng)檢測(cè)界面。系統(tǒng)組成軟件如圖5所示。

圖5 燃油系統(tǒng)綜合檢測(cè)系統(tǒng)軟件框圖

自動(dòng)檢測(cè)界面下提供用戶測(cè)試流程的編寫、保存及導(dǎo)入，該界面能實(shí)時(shí)反映當(dāng)前自動(dòng)測(cè)試流程進(jìn)行步驟和狀態(tài)。手動(dòng)檢測(cè)界面提供硬件資源激勵(lì)設(shè)置和采集顯示功能[7-8]。

3.1 軟件控制流程

燃油系統(tǒng)綜合檢測(cè)系統(tǒng)軟件流程如圖6所示。

圖6 燃油系統(tǒng)綜合檢測(cè)系統(tǒng)軟件流程圖

3.2 軟件功能架構(gòu)

測(cè)試程序在滿足測(cè)試的基本需求的同時(shí)，嵌入系統(tǒng)登錄模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、用戶管理模塊，以增加測(cè)試程序的完整性和實(shí)用性。

系統(tǒng)登錄模塊包括登錄用戶名、密碼，產(chǎn)品信息等內(nèi)容，用戶信息采用SQL2000數(shù)據(jù)庫管理。

數(shù)據(jù)管理模塊包括測(cè)試結(jié)果查詢和數(shù)據(jù)報(bào)表生成功能。測(cè)試結(jié)果的查詢是依據(jù)測(cè)試時(shí)間查找數(shù)據(jù)庫中對(duì)應(yīng)保存的測(cè)試結(jié)果記錄，讀取并顯示。數(shù)據(jù)報(bào)表生成功能將顯示的測(cè)試結(jié)果寫入測(cè)試報(bào)表中,測(cè)試報(bào)表的保存路徑由用戶輸入。

用戶管理模塊包括添加用戶、刪除用戶、修改密碼等操作，進(jìn)入用戶管理界面后將系統(tǒng)中存在的所有用戶及用戶權(quán)限顯示到表格中，其中添加用戶、刪除用戶操作只有管理員權(quán)限的用戶登錄后才可操作。普通用戶只可以修改登錄密碼。

4 結(jié)束語

試驗(yàn)結(jié)果表明，機(jī)載燃油系統(tǒng)綜合檢測(cè)系統(tǒng)能夠有效完成與其交聯(lián)的燃油系統(tǒng)狀態(tài)信息采集，輸出控制及電氣信號(hào)轉(zhuǎn)換；能夠?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)顯示燃油系統(tǒng)狀態(tài)，并對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)與回放；能夠檢測(cè)燃油系統(tǒng)功能性能指標(biāo)并進(jìn)行故障定位，有效支持了燃油系統(tǒng)地面模擬試驗(yàn)。通過測(cè)試檢測(cè)，該機(jī)載燃油系統(tǒng)綜合檢測(cè)系統(tǒng)工作穩(wěn)定、可靠，并且有效節(jié)省了硬件資源、準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)了信號(hào)級(jí)故障檢測(cè)；與傳統(tǒng)檢測(cè)方式相比，可以平均節(jié)省40%的試驗(yàn)時(shí)間。

[1] 牛文生.機(jī)載計(jì)算機(jī)技術(shù)[M].北京:航空工業(yè)出版社,2013.

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Airborne Fuel System Monitoring System Design and Implementation

GUO Jingtao1,ZHU Xinyu2

(1. Eighth Room, AVIC Xi’an Aeronautic Computing Technique Research Institute, Xi’an 710065, China;2. Flight Test Station Maintenance Brigade, Unit 95910 of PLA, Jiuquan 735305, China)

A comprehensive airborne detection system design and implementation is presented for the integrated mechanical and electrical fuel system in modern aircraft. The system provides real-time dynamic display of the fuel system status information, data interaction based on the information platform, and completes the system test based on test cases. The results show that the airborne fuel system integrated testing system is stable and reliable, effective saving hardware resources, achieving accurate signal level fault detection and saving on average 40% of test time compared with traditional detection methods.

airborne fuel system; emergency stop control; comprehensive test

2016- 08- 03

航空科學(xué)基金-青年基金(2014ZD31006)

郭警濤(1981-)，男，碩士，工程師。研究方向：機(jī)載機(jī)電系統(tǒng)嵌入式智能控制技術(shù)。

10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2017.06.030

TN911.7;TP274+.5

A

1007-7820(2017)06-109-03