综合航电系统（共9篇）
综合航电系统 篇1
摘要：世界上最新一代飞机都采用了综合航电系统, 代表了未来飞机航电系统的发展方向。在系统开发和维护过程中, 需要大量的数据搜集和维护工作, 需要一种易于维护、跨平台的结构化数据文件。XML具有相关的特性, 非常适合应用于综合航电系统中。本文首先对XML进行研究并总结其特点, 然后阐述XML在综合航电中的应用, 最后给出XML未来应用的展望。
关键词：XML,综合航电系统,应用
1 引言
随着航空电子技术的发展, 飞机航电系统由以外厂更换单元为基本系统单元的联合式航电系统快速发展为以外场更换模块为基本系统单元的综合航电系统。目前, 世界上最新一代飞机, 如美国波音787飞机、法国空客380飞机以及中国正在研制的C919大型民用飞机都采用了综合航电系统, 代表了未来飞机航电系统的发展方向。综合航电系统实现了系统的高度物理综合和功能综合, 并采用网络进行数据交互, 共享飞机信息。在系统开发和维护过程中, 需要大量的数据搜集和维护工作, 所以需要一种易于维护、跨平台的结构化数据文件。XML (e Xtensible Markup Language) 具有相关的特性, 非常适合应用于综合航电系统中。本文首先对XML进行研究并总结其特点, 然后阐述XML在综合航电中的应用, 最后给出XML未来应用的展望。
2 XML特点
可扩展的标识语言XML是一种元标注语言, 定义其他特定领域有关语义的、结构化的标记语言, 这些标记语言将文档分成许多部件并对这些部件加以标识。XML文档定义方式有:DTD (Document Type Definition) 和XML Schema。DTD定义了文档的整体结构以及文档的语法, 应用广泛并有丰富工具支持。XML Schema用于定义管理信息等更强大、更丰富的特征。XML能够更精确地声明内容, 方便跨越多种平台。它提供了一种描述结构数据的格式, 简化了网络中数据交换和表示, 使得代码、数据和表示分离, 并作为数据交换的标准格式, 因此它常被称为智能数据文档。
每个XML文档都由XML序言开始, 第一行便是XML序言。这一行代码会告诉解析器和浏览器, 这个文件应该按照前面讨论过的XML规则进行解析。第二行代码则是文档元素 (document element) 。所有其他的标签必须包含在这个标签之内来组成一个有效的XML文件。其特点如下:
2.1 XML文档的内容和结构完全分离
这个特性为XML的应用带来了很大的好处。基于这样的特点, 可以轻松地实现内容管理和流程管理的彻底分离。
2.2 互操作性强
可以方便地穿越防火墙, 在不同操作系统上的不同系统之间通信。
2.3 规范统一
XML具有统一的标准语法, 任何系统和产品所支持的XML文档, 都具有统一的格式和语法。这样就使得XML具有了跨平台跨系统的特性。
2.4 支持多种编码
XML文档本身包含了所使用编码的记录, 这方便了多语言系统对数据的处理。
3 XML应用
飞机综合航电系统采用开放式体系架构以及统一的机载数据网络交换技术, 实现物理综合和功能综合, 对飞机综合信息进行管理, 系统资源高度共享。XML在综合航电系统中主要应用于以下几个方面:
3.1 XML在ICD中应用
飞机航电系统由上百个产品组成, 产品之间需要进行信息交互, 所以需要定义产品之间的接口信息, 称之为ICD (Interface Control Document) 。整个飞机大约有10万个接口信息。根据XML用于定义管理信息等更强大、更丰富的特征, 在综合航电系统中采用XML作为ICD的文件格式。
3.2 XML在配置文件中应用
由于综合航电系统采用开放式体系架构, 允许集成来自不同的供应商开发的产品, XML具有统一的标准语法, 任何系统和产品所支持的XML文档, 都具有统一的格式和语法。这样就使得XML具有了跨平台跨系统的特性。在综合航电系统中, 其配置信息采用XML文件, 提供给不同的供应商进行产品开发, 便于系统之间共享和交互, 实现跨平台跨应用。
3.3 XML在底层传输协议中应用
由于综合航电系统采用统一的机载数据网络交换技术, 网络中传输协议采用XML格式进行描述, 这样网络之间传递的都是简单的字符流, 可以通过相同的XML解析器进行解析, 然后根据不同的XML标记, 对数据的不同部分进行区分处理, 使底层数据更具可读性。
4 展望
网络化的高速发展, 使得各行各业都进入网络化时代, XML必将在各种领域中得到广泛应用, XML势必成为一种通用的数据文件。
综合航电系统 篇2
阿姆斯特朗航空
阿姆斯特朗航空（Armstrong Aerospace）公司是世界领先的航空娱乐与通信系统组件的设计、认证产品供应商，飞机座椅下方的电源插座即为该公司最出名的设计。2014年，该公司最抢眼的产品莫过于Birdstriker。这一年，FAA出台了关于飞机防乌撞的新适航条例，为了达到新的适航要求，很多飞机原来装载的雷达天线罩都必须进行更换。但Birdstriker的出现，使这种更换变得非常简单，它可以直接加装在原有的雷达天线罩上，不用拆换就能满足FAA新的适航要求，同时还改善了雷达天线罩的气动载荷、局部动态压力和局部马赫数。
Astronics AeroSat AstronicsAeroSat是Ku波段机载通信系统制造商，近几年，该公司针对公务航空市场开发了FliteStream宽带业务，以期为客户提供最高等级的机载宽带服务。2014年，这一新产品首次装载在一架波音747-8私人飞机上。Astronics AeroSat为该飞机提供了完整的设计安装和补充型号合格证（sTC）数据包。据悉，该公司还在开发FliteStream T系列产品。T系列产品将沿用FliteStream的“lens/horn”天线专利技术，适用于赛斯纳、庞巴迪、巴航工业和湾流公司生产的公务机。
BAE 2014年，BAE系统公司推出了适用于平板电脑的客舱娱乐系统——IntelliCabin，并为其提供一站式的安装、技术支持和认证服务。IntelliCabin可以为每个座位上的三星平板以及所有乘客的个人设备提供无线支持，其USB接口还可以提供2A的电流，以方便乘客使用iPad。此外，该系统还支持座椅内电源插孔、客舱LED照明设备、可调光窗户，在移动设备上实现机组控制等功能。
Betria Interactive
2014年，Betria Interactive公司为了满足不同年龄层用户对信息获取、娱乐休闲的要求，为自己的前沿产品——FlightPath3D移动地图增加了两个新的服务模块：儿童探索主题模块和目的地服务引导模块。FlightPath3D可以让乘客直观地看到从起飞地点到目的地的整个飞行过程。模块的更新不需要新的硬件支持，使用FlightPath3D的平台扩展技术就可以直接实现系统更新。
Execjet 2014年，Execjet公司开发的新型BizJet Mobile地空通信服务，为公务机乘客开通了空中收发短信和电子邮件、空中打电话的功能。据悉，为在硬件和软件上全方面的支持此项服务，该公司还提供定制的iPad和苹果应用程序。这项产品在大部分机型上的装载仅需一天就可完成。
Flight Display该公司旗下的JetJukebox是一款飞机专用的无线流媒体播放器，通过与飞机上的无线网络路由器相连，可以同时支持八台个人设备流畅地使用视听等功能。JetJukebox具有良好的兼容性，同时支持苹果、安卓和微软操作系统，除了支持视频、音频、照片格式外，还可以处理PowerPoint等工作文件。2014年，Flight DisplaySystems公司对产品进行了多次更新，使其图像分辨率提高了4倍，存储空间也大幅升级，此外，还实现了乘客通过JetJukebox与SmartCabin CMS的交互，对客舱灯光、视频和音频等进行控制。
FLYHT FLYHT现在拥有三款已获得专利的市场化产品以及相关服务——AFIRS UpTime、FLYHTStream和Dragon，其主要客户为航空公司、飞机制造商、维修机构和公务机运营商。该公司最早的产品——AFIRS UpTime可以实现在任何时间、任何地点实时监控飞机。而当飞机遇到紧急情况时，FLYHT的触发数据流模式——FLYHTStream，将会通过铱卫星通信链自动把重要数据（一般存储在飞机上的“黑匣子”中）实时传输到地面指定位置。Dragon则是FLYHT的最新产品，它是一款轻型手持式卫星通讯设备，通过将FLYHT现有技术与iPad的结合，可以实现飞行员和乘客间的语音和数据沟通。
GEE 2014年，Global EagleEntertainment（GEE）与卫星运营商SES公司达成了长期合作协议，双方共同研发飞行通信系统，其中，GEE提供系统主体，SES利用50多个卫星提供覆盖全球的Ku波段卫星带宽。此外，根据协议，GEE公司还可以使用SES未来的高通量卫星（HTS）点波束系统，进一步提升网络带宽。此次双方的合作大大提升了GEE公司的产品性能，也扩大了其服务所覆盖的范围。此外，2014年，GEE还与BAE系统公司达成了合作，其旗下产品WISE将为BAE公司舱内娱乐设备IntelliCabin提供流媒体技术支持。
Gogo 2014年9月初，Aircell公司正式更名为Gogo BusinessAviation公司。Gogo公司在客舱娱乐通信系统领域有着重要的地位，其Gogo Biz，SwiftBroadband和Iridium等产品在航空网络技术领域占据着极大的市场份额。2014年，Gogo公司免费为其点播式客舱内娱乐通讯服务Gogo Vision增加了移动地图功能和可随时更新的数据库。Gogo Vision通过UCS 5000一体化路由器和媒体服务器进行工作，其数据库可以更新电视、电影节目以及飞行状态和目的地天气等信息，乘客可以使用自己的无线设备接入Gogo Vision系统。此外，2014年，Gogo公司还为达索公司提供了铱星通信系统。2014年11月，其铱星通信解决方案已经可以应用于所有装载EASy Ⅱ驾驶舱的“猎鹰”900、“猎鹰”2000和“猎鹰”7X。据悉，Gogo的DIU产品目前也可以与广泛应用于公务航空市场Axxess systems配合使用，通过特定的升级或交换程序就可以对后者进行更新。
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霍尼韦尔2011年，霍尼韦尔（Honeywell）收购EMS Technologies后，获得了地空和卫星通信领域的新技术，并赢取了国际海事卫星组织Global Xpress卫星的订单。2014年4月，霍尼韦尔宣布与AT&T合作以扩展其地空通信解决方案，双方拟共同设计并交付部分飞机支持系统的硬件，并推出面向乘客、机组和操作人员的高速4G LTE客舱无线网络服务。为了与霍尼韦尔的GX和L-Band卫星系统相结合，AT&T对旗下的LTE系统进行了升级，以真正做到提供高速、全球性的便捷通信服务。2014年，霍尼韦尔还为其通信设备的运营商提供了升级后的维修支持系统。此系统可以在飞行过程中为飞机出现的问题提供解决方案。此外，霍尼韦尔还开发了针对Google眼镜的试用程序，以实现通过Google眼镜对Ovation Select客舱管理系统的控制。
国际通信集团
作为航空通信领域公认的领军企业之一，2014年，国际通信集团（InternationalCommunications Group，ICG）推出了eRouter产品，以推动其在公务机领域的发展。eRouter取得了达索“猎鹰”900补充型号合格证（STC）后，还计划在庞巴迪“挑战者”系列和湾流系列公务机上取得补充型号合格证。此外，ICG公司与美国卫讯公司（ViaSat）建立合作，将其新型客舱路由器、NxtLink系列接收器与卫讯公司的VMT-1500系统、Yonder网络服务相结合，为公务机运营商提供完整的客舱及驾驶舱通信服务。VMT-1500系统是现在行业内最轻、最小的Ku波段终端，而Yonder则已经在全球400架私人或政府的飞机上使用。两家产品的成功结合可以实现流媒体、办公应用、客舱娱乐、客舱管理、飞行路径和拥堵控制、电话服务和飞机状况监测等众多功能的集成。
IFPL 2014年，英国的IFPL公司针对飞机客舱音频插孔的检测工作设计了一项新的发明专利——音频插孔自测试模块。该模块可以让维修人员简便地检查音频插孔是否正常。维修人员通过机上的娱乐系统发送一个高频提示音，然后通过查看音频口上的LED灯是否点亮来判断该插孔是否出现故障，可大大降低客舱娱乐系统的检修时间和难度。
罗克韦尔·柯林斯 2013年，罗克韦尔·柯林斯（RockwellCollins）公司和美国航空无线电通信公司（ARINC）合并，双方发挥各自的优势，进一步开拓在客舱娱乐通讯技术服务及硬件领域的市场。2014年，罗克韦尔公司推出的Airshow 3D移动地图采用了安卓技术，使用户可以在飞行过程中借助平板电脑，身临其境地观察高分辨率卫星地理地形图，交互式全景图以及飞行员平视显示器的视景等。同年，其推出的另一产品Venue CabinRemote则可以通过接入机上的无线网络信号对指定座椅进行控制。ARINCDirect是罗克韦尔公司为公务航空开发的飞行支持服务套件，将为全球超过3500个客户提供服务支持。该产品继承了公司之前产品Ascend的优点，可以提供包括使用在线和移动平台进行飞行规划、客舱全波段光谱通信、区域和全球旅行支持服务、综合天气服务、灵活而完整的飞行操作和规划服务等。
Satcom Direct 1997年，Satcom Direct开创了Global OneNumber（GON）服务。有了这项服务之后，不论飞机在全球的任何地方，地面上的用户都可以通过拨打一个10位数的电话号码来与飞机进行通讯。2014年，Satcom Direct发布的AeroV+则是对上述技术的进一步升级。当飞机装载有SatcomDirect Router（SDR）和AeroV+产品时，乘客就可以使用自己的智能手机在世界上任何地方发短信和打电话。AeroV+在飞行的各个阶段均可以使用。飞行中的电话和短信服务由AeroV+的移动客户端管理，目前已有多种卫星网络支持此项服务。
Satcoml丹麦的Satcoml公司在2014年5月与霍尼韦尔公司达成协议，开始销售后者的JetWave卫星通信硬件系统，从而转型成为了一家航空通信硬件代理商。在霍尼韦尔JetWave硬件设备的辅助下，乘客可以在空中随时接入高速、稳定的无线网络，进行视频会议、收发文件、访问流媒体等操作。2015年，这一硬件设备还将支持国际海事卫星组织的Jet ConneX（JX）服务。
SmartSky SmartSky网络公司正在开发机载4G LTE网络——SmartSky 4G。由于使用了60兆赫频谱，SmartSky将为地空数据通信提供比现在高出10倍以上的网络速度和容量。2015年底，SmartSky4G将会针对美国大陆开放公务航空和航空公司用户测试，2016年则会进一步扩大该产品的商业服务范围，未来，该产品将达到覆盖全球，多种频段的使用要求。SmartSky目前与德事隆集团、Satcom Direct、国际通信集团、Harris Corporation等公司开展合作，以期可以在空中提供与地面办公室等相匹敌的通信服务。
泰雷兹 2014年6月，法国泰雷兹公司（Thales）收购了JetBlue的子公司LiveTV。据悉，LiveTV的产品已经应用在全球700余架飞机上，此次收购也代表着泰雷兹拥有了强大的Ka波段通信硬件以及数量庞大的改进订单。这次收购不仅提升了泰雷兹公司在美国的知名度，也增强了公司在全球飞行娱乐通信领域的影响力。虽然LiveTV的所有用户以及泰雷兹的大部分用户都集中于航空运输，但是泰雷兹依然有可能尝试将目标瞄向大型宽体公务机或其他公务航空领域。
True North 2014年，TrueNorth航空电子公司推出了Optelity系列产品，并提出将在该产品的全寿命周期内，免费为用户提供最新软件和硬件的更新服务。Optelity系列产品通过无线网络来实现全客舱通信，并为用户提供功能多样的通信服务，例如全套空中办公环境、仅有网络接入或仅有电话接入等不同的选择。手持式设备Valet是Optelity系列的样板产品，通过应用软件可以实现语音通话、客舱环境控制、收取邮件、接入网络等功能。此外，Optelity系统还预留了基于无线网络的客舱系统升级的连接接口，用来安装最新设备，以适应未来技术的发展，同时还可减少升级系统时机体的拆装次数。Optelity系列不仅实现了与公司另一产品Stylus Handset系列的无缝连接，而且还为公司另一Simphone系统提供了便捷的升级路径。
卫讯公司 2014年，卫讯公司（ViaSat）推出了新的双波段Ku/Ka终端，可以实现飞行过程中网络在Ku和Ka波段之间的转换。2014年七八月份，卫讯公司在波音757-200上使用双频终端和新的雷达罩进行了飞行试验，这一试验验证了飞行中宽频通信技术的最新发展水平：实现了在多个卫星波束（六个天线，三个Ku和Ka波段）网络之间的转换。
视觉系统公司 视觉系统公司（Vision System）因其“太阳光保护方案”产品（如“可调光舷窗”）而被人熟知，2014年，其又携其飞行娱乐设备Visi VIP进军客舱娱乐系统领域。Visi VIP是一款用于公务机的可定制和扩展升级的系统，通过服务器的控制，可以为乘客提供多种配置，例如无线个人平板电脑和全高清分辨率的多媒体屏幕等。该系统使用一台Satcom接收器实现接入互联网、收发电子邮件，此外，还能提供高质量的视频会议和智能手机通话功能。
总体来看，2014年，全球各客舱航电系统供应商都相继开发出了众多面向未来的高科技产品，这个行业经过25年的高速发展后，还在进一步成长，未来仍需要更多明星企业不断引领。
综合航电系统 篇3
综合模块化航空电子系统(IMA)的发展使得总线网络对带宽的要求越来越高。传统航电系统的多级、多类型总线结构由于数量众多的接口、连接器和协议转换等,一方面带来了开发成本和维护费用的增加,一方面已远远不能满足子系统间实时通信的需要。为了简化结构,消除多种层次的网络和改进系统性能,提出了高带宽统一网络的要求[1]。
光纤通道(FC)的高带宽、低延迟、低误码率、灵活的拓扑结构和服务类型、支持多种上层协议和底层传输介质以及具有流量控制功能,使得它能很好的满足综合模块化航空电子系统的互连要求[2]。美国在“宝石台”和“宝石柱”计划的基础上,开展了JAST计划研究,把统一网络引入航电系统,并把FC作为统一网络的总线标准[3]。综合各个因素之后选择FC作为新一代航电系统的统一通信网络。
1 FC统一网络互连架构
在综合化航电系统中,由于模拟信号已经全部转换成为数字信号进行处理和传输,更多的信号和数据处理已集中到综合核心处理机[4]。综合处理机中FC总线互联架构采用图1所示的以交换网络架构为主,局部兼容点对点拓扑结构的混合拓扑结构。
交换网络为两个高性能FC交换机构建出的星型交换网络,两个交换机之间通过4路级联端口扩展为更大规模的交换网络结构,为航电系统各个子系统提供数据交换的支持。航电系统中各子系统设备集成通用FC接口组件,挂接至交换网络中,为各个子系统域的信息交互和资源共享提供统一的FC网络通信接口的支持。FC交换网络架构为综合处理机提供高带宽、低延迟、高可靠性的信息传输保障。为了提高系统的可靠性,综合处理机内部FIC系统互联设计采用系统备份的设计思路,将FC节点分成两组,分别连接在交换机1和交换机2上。基于交换式网络结构提高了网络的通信性能,并保证了网络具有很好的可扩展性和可靠性。
每个交换机设置2个监控端口,完成输入输出物理端口的数据监控。由于综合处理机要与前端传感器对接,实现传感器信号的实时处理,有大量持续数据传输的要求。网络中设计了几路点对点的FC接口,点对点传输链路十分简单,所以可靠性很高。点到点连接的专用带宽保证了全部带宽分配给一个任务,所以既能够保证通信的确定性,又能够保证通信的实时性。
图1 FC统一网络互连架构
1.1 FC节点机
FC节点机(FIC)是FC通信网络系统中数据接收和发送的控制终端,采用FC-AE-ASM协议。FIC作为接口组件为FC网络设备提供通信接口,负责将应用的数据发送到网络上,或者从网络收取数据提交给应用。为了方便不同设备的使用,FIC设计为标准子卡的形式,FIC电路选用FPGA实现对外FC接口,并通过PCIE接口与CPU之间进行耦合。为了实现高密度的光纤互联,设计过程汇总采用集成度非常高的光电收发器。
FIC支持以交换机为核心的交换拓扑,并支持局部点到点拓扑连接方式。FIC在应用过程中,支持网络管理器(NC)、备份网络管理器(BNC)以及普通网络远程终端(RT)三种功能角色的分配。
1.2 FC交换机
网络交换机模块作为整个FC通信网络系统的核心部件,满足各个功能机节点的图像、语音、数据以及控制信息的传输要求,负责为FC网络系统中所有FIC节点提供全互联的数据交换支撑。
网络交换模块主要由交换单元和CPU控制单元两大部分组成,另外包括存储器、光处理模块、时钟电路、复位电路以及电源模块等部分。其中,CPU控制单元主要由嵌入式处理器及周围存储器、串口、网络接口等构成,完成整个交换机的控制和管理,提供用户的操作支持。交换单元以超大规模FPGA为核心,实现关键的交换逻辑,以及数据帧的交换调度、监控处理等功能。
1.3 光背板
光纤网络在综合处理机内的互连可以有两种形式,一种是采用电信号的形式,一种是采用光信号的形式。电信号的形式比较简单,可以直接将信号布线在机架母板上。但是由于综合化航电系统中设备众多,网络架构复杂,势必造成母板上的布线极其困难,给传输带宽、EMI等方面提出巨大的挑战。采用光信号形式可以很好的解决这方面的问题,同时随着技术的发展,恶劣环境下光纤高密度互连的可靠性、环境适应性问题已经解决,因此,光信号形式非常适合综合化航电系统中的FC统一网络。
光背板实现系统所有光信号的互联,包括综合处理机内所有FIC节点到交换机的互联、综合处理机外所有FIC节点到交换机的互联以及2个交换机之间的级联。光背板由光纤及紧固装置组成,将光纤布线后封装到紧固装置中,实现母板上各模块与母板之间的光纤互连,以达到对高密度光纤互连的管理,对外通过MT头来实现模块之间光路的连接。
2 FC时钟管理
FC系统时钟管理是采用软硬件协同工作方式实现,硬件实现RTC时钟信息的同步,软件通过网络管理消息实现日历信息的同步。FC协议软件时钟管理包括系统RTC时钟管理以及网络日历时钟管理两部分内容。
对于任务系统RTC时钟管理,网络管理器以时钟服务器身份,利用帧间隔周期启动任务系统RTC基础时间——时钟同步原语发送;采用交换网连接的网络远程终端,以时钟服务客户端的身份,周期接收网络系统RTC基础时间时钟同步消息,进行两地RTC的基础时间时钟数据差值计算,并进行本地RTC时钟更新;各个远程终端任务系统RTC时钟的RTC日历寄存器和RTC小时计数器的同步控制采用网络管理WDT消息实现。
对于网络日历时钟管理,网络日历时钟数据加载由网络管理器的上层应用软件控制完成,同时通过广播消息向FC网络中的各个网络终端发布新的日历时间;当网络远程终端接收到来自网络管理器的WDT周期消息后,读取WDT消息数据中的日历时钟数据,将其写入日历数据寄存器和时间递增计时器,实现本地FIC校时维护操作。
3 FC网络管理
网络管理用于构建功能完备,运行状态可控的网络系统。网络管理采用FC光纤通道标准规定使用的扩展链路服务(ELS)作为控制消息的载体,请求和应答两类操作。
在FC网络中,网络管理器接口的功能为网络管理器和网络远程终端功能一体化设计,一个节点机配置为网络管理器,一个节点机配置为备份网络管理器,除配置为网络管理器和备份网络管理器以外的其他节点机,皆被配置为网络远程终端。综合处理机通过网络管理器可实现对整个FC网络进行配置、维护和控制,当网络管理器出现故障时,备份网络管理器将通过抢权方式获取网络运行管理权。FC网络管理具备网络初始化控制、网络控制权管理切换、网络远程终端上下网控制、网络系统物理链路状态监控、网络系统健康监控、网络运行结构控制等功能。
4 FC统一网络性能测试
网络性能测试是指通过一定的测量设备或一定的测试程序直接从实际的物理网络平台测得各项性能指标或与之密切相关的度量,然后经过一些简单的运算求出相应的网络性能指标。从航空电子互连系统的设计和使用角度来看网络性能测试中最主要的技术指标是网络吞吐量和消息的端到端时间延迟特性,在航空电子综合化系统中,人们尤其关心网络中消息的端到端时间延迟特性。
针对前面描述的互连架构,测试了不同长度的数据包经过两级交换机后的带宽,测试结果如表1所示。可以看出,随着数据包长度的加大,FC网络的带宽也相应的加大,当数据达到2MB时,网络带宽达到了163MB/S。
同样的架构,测试不同长度的数据包分别经过一级交换机和两级交换机后的延迟。测试结果表明,相同长度的数据包经过一级交换机和两级交换机后的延迟差别不大,在1us以内。但是随着数据包长度的加大,网络延迟也相应的加大。当数据包长度达到2M时,数据经过两级交换机后的网络延迟为16241.4us。
5 结语
光纤通道的高速率、低延迟、低位错率、开放标准和广泛的商业支持,使得它能够很好地满足综合模块化航空电子系统高带宽统一网络的要求。本文对FC统一光纤网络在综合化航电系统中的应用进行研究,首先针对FC统一网络互联架构、FC时钟管理和FC网络管理进行探讨和分析,接着对FC统一网络的性能进行测试。结果表明,FC的高带宽、低延迟、灵活的拓扑结构和服务类型,使得它极大的提升了综合模块化航空电子系统综合性能。
摘要：新一代航空电子系统综合化体系结构提出了高带宽统一网络的要求,光纤通道(FC)的高带宽、低延迟、灵活的拓扑结构等特点可以很好的满足综合模块化航空电子系统的互连要求。给出了FC统一网络的互连架构,并对节点机、交换机和光背板三个网络功能组件进行了讨论;分析了FC时钟管理和网络管理;最后对网络性能进行了测试。
关键词：光纤通道,交换网络,网络管理,综合化航电系统
参考文献
[1]Fibre Channel Avionics Environment[R].New York:American National Standards Institute,2002.
[2]徐亚军,张晓林,熊华钢.基于光纤通道的航空电子网络研究[J].遥测遥控,2006,27(3):8-13.
[3]林强,熊华钢,张其善.光纤通道综述[J].计算机应用研究,2006,23(2):9-13.
军用运输机的生存力和航电系统 篇4
与民用飞机不同，军用运输机都是在尽可能靠近战场的空域甚至是深入战火连天的危险境地执行军事空运、空降任务的，所面临的危险程度远非民用飞机可比!面对着各种敌方火力的威胁，军用运输机在生存能力方面的要求远比民用客机高(生存力是指飞机在执行任务时，躲避或承受敌对威胁的能力)。生存力直接关系到军用运输机的战备完好性、出动架次和完成任务的成功率。
军用运输机尺寸大、雷达反射截面积大、红外辐射特征明显、机动能力差、飞行速度相对较低，受到威胁和攻击时不易躲避脱离，通常也没有自卫反击的手段，因此执行军事空运任务时易被敌方发现并遭受敌方各种火力的袭击与威胁。大型军用运输机装载价值不菲的武器装备，再加上飞机本身的价值，特别是满载着数百人的部队或其他军事人员时，如果遭到攻击，造成的损失是很大的。因此军用运输机都采用了飞控系统多余度设计、油箱自封，隔离技术、抗损毁技术、快速装卸技术以及部分自卫技术等，尽可能地提高运输机的生存能力。在前苏联时期，他们的军用运输机如“安-12”、“伊尔-76”都喜欢在尾后设置自卫用机炮，但后来发现这种措施实际上起不到什么作用，于是后来便不再采用。为了保证安全，军用运输机通常应用的防卫辅助设备有雷达告警接收机、导弹告警接收机、激光告警接收机、金属箔条和红外干扰弹散布器、直接能量红外对抗手段、主动电子干扰和牵引式雷达诱饵。
除了专门的防卫系统外，现代军用运输机还采用其他措施以保证它在战场上的生存性。如驾驶舱的风挡有相当的防弹性能、驾驶舱座椅及周围区域加装装甲；惰性气体系统能够将油箱里的空气释放出来，用不可燃的惰性气体置换，减少发生火灾的概率；飞控系统按照损伤容限要求进行多余度设计，电缆铺设最大限度做到系统隔离；航电设备放置在不易受损的地方以降低易损性；辅助动力装置能在所有飞行高度上启动和运行，为飞机提供应急动力。
越南战争后，美国人提出了综合各类因素、对各种提高生存能力的措施进行系统集成的“易毁性分析”概念。而C-17是最先受益于易毁性分析技术的运输机。其机体的任何一个部位都可以承受以600米，秒的速度击中飞机的12.7毫米穿甲燃烧弹。易毁性分析直接影响了设计。成本与维护性考虑促使设计者将多条控制电路和流体管道联结一起，易毁性考虑却导致它们相互隔离。客机的机翼蒙皮现在都是大面积的整体蒙皮，这对抗损性不利，因为整体蒙皮对流体动力冲击(当炮弹穿透满油箱时产生的冲击波)的承受力较弱。而C-17的蒙皮采用的是小面积蒙皮，和桁条之间的连接与固定都考虑到了一定幅度内承受损伤的能力。
C-17装有较完备的电子设备，2名驾驶员在座舱内并排安置，驾驶杆与四余度数字式电传操纵系统相连，机上有一套机械式备用飞行操纵系统。一旦电传操纵系统失灵，可人工或自动接通备用系统。此外，还有2台大气数据计算机，先进的数字式航空电子设备，4台多功能彩色显示器，2台通用电气公司生产的平视显示器等。座舱还装有装甲，以提高生存力和可靠性。C-17的数字飞行操纵系统可弥补因机体或29片空气动力控制表面的任何一片被损坏而造成的飞行控制能力的变化。飞机可由4套液压系统中的任何一套进行控制。数字飞行操纵系统在4条中的2条线路被损坏后仍可进行操作。不过C-17还可以利用备用的机械系统安全着陆。所有C-17都配有导弹接近告警系统、红外干扰仪、干扰箔条和干扰弹。整套野战设施还包括座舱和关键部位重达534千克的碳化硼装甲。在波斯尼亚执行任务时，C-17配备了“阿灵特”AAR-47导弹接近告警系统、“川克”ALE-47干扰弹投放箱和另外的附加装甲。另外，波音公司将为C-17装备低空飞行辅助系统和复杂地形告警系统。
航电系统
现代战争已无明显的前后方之分，军用运输机所执行军事空运／空降任务往往都有一定的危险性，运行环境十分复杂，驾驶员工作负荷和心理压力相当重。因此，高效能的航空电子系统十分重要。C-130J、C-17、“安-70”、A-400M等新型军用运输机和经过先进技术改进的运输机都装备有先进的航空电子设备，如综合显示控制系统、数字式自动飞行控制系统、飞行管理系统、任务管理系统和飞机综合检测，自诊断系统等。军用运输机的任务有效性有赖于操纵的精确性。电传操纵系统不仅具有足够的精度让驾驶员精确地操纵飞机，而且还可使驾驶员在低空机动时不必担心“超限”，集中精力完成任务。电传技术的应用已成为军用运输机飞行控制系统的必然趋势。
新一代军用运输机的航电系统基本上都采用基于多路传输数据总线的综合航电系统。如C-17就具有以4台执行任务、告警、综合无线电管理和飞行操纵的主计算机系统为核心，通过MIL-STD，1553和ARINC429数据总线联接的航电系统。
C-17是世界上第一种采用电传操纵系统的大型军用运输机。它有一个四余度数字式飞行操纵系统(DFCS)，原设计是个双余度DFCS，后来在风洞试验时发现了T型尾翼有不可恢复的严重失速上仰问题，所以改为四余度系统，并加装了攻角限制系统(ALS)提供失速保护。ALS可限制升降舵偏角从而限制飞机的姿态，防止飞机进入不可恢复的失速状态。DFCS由4台GEC电子设备分公司的飞行操纵计算机(FCC)、2台扰流板操纵，升降舵感受计算机、2台复式大气数据计算机、3套三轴角速度传感器和加速度计，以及每个驾驶杆和方向舵脚蹬上的四余度传感器构成。升降舵、方向舵、副翼、扰流板、襟翼、前缘缝翼、水平安定面和发动机等，均通过DFCS实现电传操纵。升降舵、下方向舵、副翼和水平安定面，还设计有机械操纵的备份。飞机的导航系统接收和处理来自全球定位系统(GPS)、气象探测雷达、雷达高度表、惯导和任务计算机的数据。导航系统数据库除有500个主要的导航坐标位置和其它战术数据外，还存有全球所有费尔康导航台的资料。C-17采用Tele-phonic公司的综合无线电管理系统管理和控制着所有的通信和导航接收机。它除管理着敌我识别器、抗干扰通信、卫星通信和雷达信标机外，还能预置20个V／UHF频道，监控30个频道。
实际上其他新型的军用运输机的航电架构和功能也基本类似，包括A-400M和“安－70”飞机都是采用基于MIL－STD－1553或者ARINC429数据总线的综合航电系统。如“安-70”飞机，实现了以彩色阴极射线管多功能显示器为主的座舱界面，其导航系统能够由数字计算机通过接收辐射信号及多通道通信信号，指引飞机到达区域实施货物与伞兵的投放任务，其中考虑了降落伞系统的特性。飞行与导航
综合设备包括满足ARINC700要求的飞行导航数据及无线电系统传感器，能够在任何季节、任一时间对在全球范围飞行的飞机实施横向、航向和纵向的有效而标准的监测。导航计算机系统加上多功能控制面板与显示器为航迹的编程及设置提供了依据，解决了考虑燃油流量、区域导航情况下导航优化问题，并为飞机到达场域图(SID)和场域离场图(STAR)时的飞行提供了飞行依据。
“安-70”的集成飞行控制系统包括自动飞行指引控制系统和人工飞行控制电传系统，极大地提高了飞机三轴稳定性与控制特性。系统为飞机着陆(包括短距起降及所有飞行模态)的复合控制提供了优化处理。集成系统数字计算机结合大气数据平台(激光INS着陆系统仪表板)为飞机在ICAOCATII及IlIA条件下的安全着陆提供了保障。全彩色CRT数据显示系统及数据处理计算机结合MIL，S-1553B数据传输内部总线使得系统显示通道由6个增加到10个，控制面板由3个增加到5个，特殊任务要将机组人员由3人增加到5人。系统为机组提供飞行导航数据、工作参数、机载系统及设备的故障和失效数据，参照系信息及对显示出来的故障与失效的处理建议，并提供音响信号。
“安-70”对起降场地的适应性要求很宽泛，为了支持飞机能适应在任何复杂情况下的起降，“安-70”上的无线电通信设备(PCO)提供了飞机地面滑跑及起降时的超高频段指令通信、超高频段及高频段与地面通信以及内部通信功能。这一设备同时也提供了飞机与地面控制台之间的自动数据交换。黑匣子用于揭示飞机失事原因，应急无线电台标明了应急场所。CKH瞄准仪指示系统用于增加飞机接地滑跑时的准确度，以改善飞机短距起降的安全性。
MIL-S-1553B多通道信息交换系统的广泛使用，使得“安-70”完成各种任务的机载设备容易更改和改进，可以在非国产与国产电子设备之间做出最佳组合选择，并减少电缆的使用数目。在合成系统中，系统失效时，采用单一类型机载数字计算机及单一类型功能物理模块，并通过程序化数字交换控制及整个设备系统的重构可以在机组成员使用飞机时极大地改善机载设备安全模式下的操作特性，包括自抑制操作系统。飞机一般设备控制系统(CYOC0)功能在于采集周边各种设备的工作数据。控制和监控飞机系统而无需自带数字计算机，大大加强了自动化程度，从而降低了机组人员的工作强度。机载自动测试系统与CYOC0系统联合，实现了对设备、数据采集更全面的监控，并将监控数据处理结果以最适合机组的方式呈现在显示系统上。
而A-400M的航电系统设计，也具有相当长远的眼光。为了满足今后30年作战使用的需要，A-400M运输机不仅在操纵系统和驾驶舱布置等方面广泛借鉴了其他先进的大型飞机的成熟技术，而且还在通信导航设备和综合防御系统等方面部做了考虑，力争要成为技术先进和生存力强的新一代军用运输机。A。400M运输机将完全采用电传操纵系统，还采取了飞行包线保护措施。飞行员利用多功能交互式液晶显示器，通过鼠标来调用各种飞行信息，下达飞行控制指令。在作战空域中进行紧张的机动飞行时，电传操纵系统可以防止飞机超出最大允许飞行速度、过载极限或失速迎角，从而减轻了飞行员的工作负担，实现“无忧虑操纵”，急剧着陆时也可以控制得更加安全。
为避免飞行员与各显示器之间的视界受到影响，油门控制杆放置在2名飞行员位置的中间。A－400M运输机采用“玻璃化”驾驶舱，安装有适合于夜视条件下使用的6个多功能显示器和2个平显，有利于执行夜间特殊作战任务。为了确保全天候执行任务，并在靠近作战地域进行空运和空投，A-400M运输机采用了比较完善的通信、导航等电子设备。导航系统将包括集成在GPS中的惯性参考系统(ISR)，综合了风切变和地形跟踪能力的气象雷达，无线导航装置包括仪表着陆系统、甚高频全向信标(VOR)、测距器(DME)、空中交通管制(ATC)接收机、自动定向仪(ADF)和战术空中导航系统(TACAN)。2台通信处理计算机与飞机的任务管理系统相联结，通过标准1553B和ARINC429数据总线来交换数据。数据传输能够通过HF或V／UHF波段实现，也可选择卫星通信接收设备。
综合航电技术网络课程建设与实践 篇5
航空电子系统是现代战机的一个重要组成部分, 它是现代战机的“神经网络”。《综合航电技术》课程着眼于先进战机的综合航空电子系统结构、模式、概念、技术的构成、发展与应用, 对现代战机的综合航空电子系统、综合显示与控制、机载计算机及航空数据总线的原理及应用有一个系统的了解, 并通过典型现代战机的综合航电系统来熟悉现代战机航空电子设备信息之间的相互关联性。本课程着重于培养飞行学员学习新知识的能力, 对于飞行学员掌握适应未来岗位需求的机载设备知识具有很强的实用性, 从而为将来改装现代战机打下良好的基础。
二、功能
《综合航电技术》网络课程可以利用现代教育技术和方法, 集于飞行器电子系统原理教材、教育训练大纲和丰富的教学资源, 把设备教学的文字教程和音、视频资料, 与空、地教学的看、讲、练紧密结合, 使学员通过先进的学习工具和简单的操作, 就可以在轻松的氛围下, 获得与飞行器电子系统相关的多媒体资讯。
《综合航电技术》网络课程的最终形式是课程软件及电子资料包。此软件可以在一定的网络教学支持环境下实现教学目的。成果适用于飞行学员及其他飞行人员。《综合航电技术》网络课程由软件部分和数据库两部分组成。建成一门完整而优秀的实现网络视频教学、网络互动性强的网络课程, 是完整教学的辅助性教学软件。不仅在网上展示结构化的知识内容外, 更能发挥网络即时交互、资源共享等特点, 还能实现虚拟实验及拓展模块的交互。
三、方案
《综合航电技术》网络课程主要包括教学内容和网络教学支撑环境建设阶段、测试发布阶段和应用评估阶段三部分。
教学内容系统主要包括课程简介、目标说明、教学计划、知识点内容、典型实例、多媒体素材等内容。
(一) 课程的简介、目标说明
课程的简介是对课程的整体介绍, 给学员通过网络学习所能够达到的总体概括认识。目标说明类似于教学大纲中的教学目的和质量要求, 应在对学习内容和教学对象认知结构的分析后进行。
(二) 课程的内容设计
内容设计是网络课程建设的主体。它将课程所表现的知识内容按照网络教学环境的需要和课程的教学目标进行分解、重组, 使教学内容更适宜用网络教学的形式表达。
其主要步骤是:首先, 确定教学内容, 进行知识分解。网络课程要表现知识的结构, 就必须深入到教学内容的知识体系结构中去, 结合网络教学的要求, 对知识进行合乎知识规律的分解, 找出构成知识体系的知识模块和知识点。通常一本教材是按照章节等方式编排的, 每一章每一节本身就是一个大的知识模块, 在做课程内容设计时, 可以结合教材的编排结构、知识内容的体系结构以及网络课程的认知要求等进行统筹划分, 使之更加符合网络教学的认知规律。其次, 标明学习要点, 媒体合理组合。在知识分解的基础上, 应该对知识分解中的每一个知识模块和知识点标出学习的重点、难点并进行详细的解释, 并考虑将各知识点用恰当的媒体形式表现, 使网络学习变得容易接受。并添加虚拟实验和拓展模块作为网络课程的学习资料支撑。
四、实现步骤
(一) 教学内容系统和网络教学支撑环境建设阶段
1. 教学内容系统建设。
教学内容系统主要包括课程简介、目标说明、教学计划、知识点内容、典型实例、多媒体素材等内容。课程的简介是对课程的整体介绍, 给学员通过网络学习所能够达到的总体概括认识。目标说明类似于教学大纲中的教学目的和质量要求, 应在对学习内容和教学对象认知结构的分析后进行。内容设计是网络课程建设的主体。它将课程所表现的知识内容按照网络教学环境的需要和课程的教学目标进行分解、重组, 使教学内容更适宜用网络教学的形式表达。
2. 网络教学支撑环境建设。
基于军队院校网络课程建设系统网络平台, 建设网络教学支撑环境。
(二) 测试发布阶段
网络课程在制作期间, 应不断进行测试与修改, 及时发现问题进行修改和调整, 并做好数据及系统安全备份, 防止万一。在此期间常见的主要问题有:浏览器兼容问题, 网络传输下载较慢, 网页是否美观并合乎网络课程要求, 安全、备份问题等。在最后制作完成并测试成功后, 经报上级有关单位批准, 即可上传发布, 纳人远程教育课程体系。
(三) 应用评估阶段
最终网络课程建设完毕并投入使用以后, 必须经过几个教学期班的实际教学进行课程质量和教学质量的评估, 课程提供的各项功能应都得到充分利用, 如学员与教员的互动交流, 教员布置研讨题目、学员进行讨论交流等, 教员在线答疑等信息, 且数据库有详细的信息记录。
五、结论
航电枢纽清污系统改造 篇6
关键词：清污机,门座式起重机,转运小车
0引言
汉江崔家营航电枢纽工程位于汉江中游丹江口—钟祥河段,坝址位于湖北省襄阳市下游17 km处,是一个以航运为主,兼有发电、灌溉、供水、旅游、水产养殖等综合开发功能的项目。电站安装6台15 MW灯泡贯流式发电机组,额定水头下耗水量366 m3/s,年利用小时4331 h,年平均发电量3.89亿k W·h,枢纽于2010年全面建成投运。
每年汛期,当河水流量在2000~3500 m3/s时,上游支流的大量水草顺流而下,聚集在发电站机组进水口,草堆厚度将近2 m。原有1台移动式耙斗清污机清污能力有限,导致机组拦污栅经常性堵塞,影响机组出力,严重时直接造成机组逆功率事故停机。水流在进水口1#~6#机组挡墙形成涡流,如果6#机堵塞将蔓延至5#机堵塞,6#,5#堵塞将蔓延4#机堵塞,如此恶性循环。因水草堵塞,机组负荷只能达到额定负荷的70%。表1为清污系统改造前2011年9月的发电量统计,从数据可以看出因清污不及时给电站造成直接发电经济损失高达27.4万元/天。
1清污系统设计构成
崔家营航电枢纽清污系统设计主要由浮式拦污栅、进口拦污栅、耙斗式清污机组成。
(1)浮式拦污栅。浮式拦污栅由127个的浮栅单元(浮箱)组成,通过36ZAB6X19+FC1670SZ钢丝绳串联并固定,浮式拦污栅主要用于拦住漂浮物,避免漂浮物直接冲进进水口拦污栅造成堵塞。
(2)进口拦污栅。进口拦污栅由1组75度角斜栅构成,由栅叶、清污导板、支撑钢柱组成,设置在机组进水口前,用于拦阻水流挟带的水草、漂木等污物。
(3)耙斗式清污机。1台2×80 k N耙斗式移动清污机装于机组流道进水口检修平台,主要用于电站6台机组流道进水口拦污栅栅面清污和水平运污。清污机采用液压耙斗,耙斗宽3.75 m,最大容量2 m3。
2原有清污设施存在的问题
(1)水草数量远远超出预期。汉江上游及唐白河支流河道的杂草每年汛期顺流而下,漂流至崔家营上游坝区水域。在泄水闸没有泄洪、电站发电的情况下,杂草会随水流在电站浮式拦污栅前聚集,崔家营清污系统为普通配置,汛期水草聚集量超出了设计清污能力。
(2)浮式拦污栅拦污效果有限。当杂草垃圾在拦污栅前聚集较多时,整个浮式拦污栅会有较大的弯曲弧度,杂草全部聚集在弯曲部位,堆积到一定程度后,从浮式拦污栅底部翻进电站进水口,在拦污栅前大量聚集。
(3)耙斗式清污机清污效率低。耙斗式清污机完成一次清污过程平均耗时约10 min,打捞杂草约1 m3,从6#机组清污点至卸污场往返用时10 min,且清污范围局限于进口拦污栅栅面,另外清污耙斗自身重量不够,遇到吸附在拦污栅厚实的草堆,清污耙斗下不去抓不动,能力有限,种种缺陷造成清污能力效率低,清污机无法解决大量杂草问题,只能作为辅助的清污工具或非汛期的栅面清污工具。
(4)清污机不能动水清污。清污机采用下水电缆控制液压耙斗,下水电缆由于自重和水流作用,频繁扯断电缆;同时液压耙斗在水流作用下,经常出现抓空现象。当大量杂草被发电水流吸附在拦污栅前时,清污耙斗下不去也抓不动,需停机清污。
(5)清污存在“盲区”。部分杂草、污物可穿过拦污栅进入检修门槽,造成机组技术供水管路堵塞、放检修叠梁门时门底因杂物造成检修门漏水。现有清污设备无法清理门槽内杂物,只能使用人工清污,清污任务重而且危险性大。
3清污系统改造
结合现场条件,针对清污系统存在的问题,通过局部改造、增加设备、更换设备、优化设计等方式进行的一系列改造,提高了清污效率,降低了发电损失。改造后的清污系统现场布置如图1所示。
3.1增加固定门座式起重机和专用排漂门
根据6台机组发电时的水流在6#机位置形成涡流,杂草在6#机前拦污栅聚集的特点,结合现场水工建筑物的实际布置,选择在6#机挡水墙上增加1台门座式起重机,起重量8 t,臂长17 m,工作幅度5~15.5 m,抓斗最大容积2.5 m3,可360°全方位旋转,门座式起重机清污效率高,完成一个清污动作用时约45 s。通过门座式起重机将6#机范围内的污物抓到泄水闸1#孔。
同时在泄水闸1#孔增加排漂叠梁门(利用原有3节检修叠梁门,新增1节2 m高的叠梁门组成排漂叠梁门),排漂叠梁门总高度低于上游正常水位1.9 m,配合工作弧门将漂浮在水面上的污物快速地排至下游,同时减少泄水量,还可避免对下游护袒的冲刷。
固定门座式起重机造价低,覆盖范围15.5 m,只能清除6#机局部范围内的污物,不能清除其他机组进口拦污栅前的污物,移动门座式起重机可以解决此类问题,值得推广但造价较高。
3.2增加1台清污机
重新设计1台清污机与原有清污机同轨道。为解决下水电缆问题及实现动水清污,新增清污机采用机械耙斗,并通过机械加压确保耙斗在大量杂草环境中也可实现闭合。同时将清污耙斗宽度增加至5 m,耙斗容量增加至3 m3,耙斗重量增加至6t,增设悬臂抓斗以满足检修门槽及拦污栅前辅助清污的要求。
3.3增加1台转运小车
在检修门槽盖板上新增1台转运小车,用转运小车代替原有的清污机集污斗,实现3台清污机共用1台转运小车运污,小车容量为12 m3,具有现地/遥控功能,方便操作。运污小车取代集污斗,不仅具有清污机转运杂物的功能,还能实现同轨道的2台清污机同时运行,提高了清污效率。
4改造效果
清污系统通过一系列的改造,整个清污体系较为完善,运作协调,高效,为正常发电提供了保障。经过2015年大量水草侵袭检验,清污系统改造成效显著,发电损失降低到98.68万元,见表2。
5导污思路
清污的最佳方案首选导污,充分考虑发电耗水量与泄水量的问题,通过科学的比较和合理的疏导使污物在排漂门前聚集,在合适的时间开启排漂门,将聚集的污物直接排放至下游,可以很好的解决清污难题,提高发电效率,减小清污投入。浮式拦污栅的设置相当重要。浮式拦污栅普遍采用的是钢丝绳柔性连接方式,由于发电水流原因呈一定弧度,杂草聚集在弧线上,因此,在设置浮式拦污栅时应尽量增大角度,减少弧度,由于崔家营的原有水工建筑物的特殊性,浮式拦污栅设置的改进实施代价过高。目前,国内有些设计单位已考虑到导污这个问题,将进水口的进水设计为侧面进水,有效的解决导污问题。
6结语
清污工作是内河航电枢纽的技术难题之一,不同环境、不同的地理位置,污物不同,清污方式不同,因地制宜制定适合本枢纽的清污方式显得十分重要。崔家营清污技术改造遵循“一导二疏三打捞”的原则,对于无法通过水流疏导的污物,在清污设备上改造创新,提高清污效率,改变传统的清污模式,系统解决清污过程中排污、打捞、转运的问题。一是因地制宜,采用效率更高的门座式起重机配合排漂孔进行清污、排污,其中移动门座式起重机在大量漂浮物的水电站清污的应用研究值得推广;二是技术改造,将传统清污机集清污、运污的功能分开,单独装设遥控运转小车,进一步提高清污机的工作效率。
参考文献
[1]王友亮,刘然心,汪宏志.三峡水利枢纽拦污和排污工程措施研究[J].长江科学院院报,1997,(2).
[2]童中山,周辉,吴时强,等.水电站导漂建筑物研究现状[J].水利水运工程学报,2002,(1).
飞机航电系统故障排除方法分析 篇7
在这里, 我们按照航线工作和定检工作来分别进行故障分析:
1 日常飞行中航线维护出现故障的排除分析
航线维护中出现的故障, 按照故障出现的时间, 可以分为航前 (含过站) 故障、飞行中故障和航后故障。航前故障最为头痛, 因为飞机马上要执行航班了, 时间紧迫, 如果能够很快排除故障, 不延误飞机, 那就没什么问题。如果故障的排除可能会延误飞机, 而故障不排除, 飞机也可以按照MEL放行, 此类故障一般都会保留并放到航后进行处理。如果故障不排除, 飞机不能放行, 这就需要经验丰富的人员, 争取在最短时间内, 确定故障原因, 排除故障。飞行中故障, 按照故障严重程度区分, 依照航前故障分类操作。
航后故障 (含放到航后进行处理的故障) , 时间相对比较充裕 (到下一次航前有几个小时的时间间隔) , 在此类故障排除过程中, 可以培养、锻炼排故人员的思路、方法等, 积累排故经验, 以便从容应对那些航前突发故障、不可飞行故障和疑难故障等工作。
大部分航线故障一般都比较简单, 通过更换LRU (航线可更换件) , 大部分就能排除。思路方法也很简单, 飞机的系统设计一般都有两套, 进行两套相同系统间串件进行故障隔离, 一般很快就可以确定故障 (对于飞机只有一套的系统, 两架相同机型飞机可以相互串件排故) 。对人员要求也不是太高, 只要能够熟悉系统的原理和构造等, 可以熟练查阅并打印出系统相关手册, 比如AMM (飞机维护手册) 、FIM (故障隔离手册, 有的飞机没有, 有FIM手册的飞机故障一般更好排除了, 只要查出故障代码, 找到相关章节, 就有排故程序, 一般按照排故程序做下来就能够解决, 但是也有的故障不在FIM涵盖范围内, 就比较复杂, 需要按照后面提到的步骤来解决) 等, 进行简单分析, 列出排故方案, 一般很快就能够排除故障。但也有例外情况, 比较复杂的故障和不能简单进行串件操作的故障。
比如曾经遇到SAAB340飞机的显示器黑屏故障, 有位前辈一开始就连续串了两个件, 故障依旧, 还是黑屏。后来有一位比较谨慎的员工查阅相关手册发现, 此显示器电源是来自显示驱动计算机, 测量了一下电压发现, 电压过高, 故障原因是显示驱动计算机故障, 导致输出电压过高, 烧坏了显示器, 包括后来串的两个显示器也都被烧坏了。
再比如B737-CL曾经出现甚高频通话系统故障:
故障现象:机组反应, 在空中有时候和塔台没法通话联系, 塔台亦反应, 此飞机有时候一直处于发话状态, 全是噪音, 干扰塔台, 有时候正常。航电维修人员地面检查没发现故障, 系统功能正常, 遂放行飞机执行航班, 后续航班故障还是经常出现, 影响塔台没法工作, 影响到飞行安全, 塔台通知此飞机故障不排除, 不能飞行。
排故过程:此故障在空中时有时无, 在地面一直工作正常, 故障排除比较困难 (如果故障一直存在, 就会非常容易确定故障原因) , 我们临时组织了有经验的航电人员, 成立团队进行相关资料整理, 查阅了AMM (飞机维护手册) 、SSM (系统原理图) 、WDM (系统线路图) 、IPC (飞机图解部件目录手册) 等资料, 然后召开专题会议进行分析讨论并制定了一套排故方案:
经过以上工作后, 并没有发现和解决问题。我们再次召开会议讨论, 仔细审阅有没有什么遗漏的地方, 后来我们想到机组和塔台通话一般只用机组耳机, 驾驶舱还有手持麦克和氧气面罩话筒功能没检查。本架飞机没有配发手持麦克, 我们从库房领来麦克后测试, 发现副驾驶侧插孔工作不正常, 经破坏性拆除麦克插口后, 发现里面有一段麦克插头断裂的铜质碎片 (以前有手持麦克的插头断裂并遗留在里面) 。此段碎片可以在插孔里面, 随着飞机姿态的变化而移动, 有时就会形成插孔内线路短路, 造成无线电通讯发射现象并干扰塔台。至此故障原因确认。
航线维护的排故工作, 要特别注意一点, 平时要加强针对一些比较特殊系统等研究和总结, 避免因为平时养成的排故思维惯性而产生一些人为的工作失误。
2 飞机定检大修中出现故障的排除分析
大修排故思路与航线稍有不同, 尤其是定检后期的故障, 很多时候故障可能是因为拆装等工作操作不规范而人为产生的。所以我们一般进行分析后, 会先进行检查、测量线路, 如果需要, 最后再串件判断, 一般经过这几个步骤后, 都能够排除故障。但有时因为故障原因太隐蔽, 可能会非常困难, 下面举几个例子:
比如B737-CL的EGPWS改装故障:
故障现象:经过EGPWS增强型近地警告系统改装后, 系统不能够正常工作显示。
排故过程:我们经过分析, 经过执行制定的方案检查、测量线路、串件后故障依旧。我们后来把改装后的图纸的线路和飞机上的实际的插钉线路等进行逐一比较, 发现飞机多了一根插钉和导线, 原因是厂家进行改装设计时漏掉了 (对于改装等, 针对于程序销钉的插钉、线路错误时有发生) 。等我们拆掉此条导线后系统可以工作了, 但是, 左边显示系统不显示地形图而右边可以显示。左右显示系统进行串件后故障依旧, 确认不是件的问题。测量线路后也没发现线路有问题, 最后实在没有别的好的办法了, 我们就把飞机的电子架再次拆下来仔细检查, 发现有一根导线在施工的过程中被伤到, 线没有被剪断但只有两根线芯铜丝连着, 所以测量线路时没有检测出来, 修复导线后, 系统工作正常。
再比如B737-CL的LRRA系统故障, 定检后期无线电高度没有指示, 故障的原因是:电子架的电插头在定检中拆装过, 但是安装方式错误, 并没有把插头锁住固定, 只要安装计算机, 就会把电子架的电插头顶的缩到后面去, 但一拆下计算机就恢复到正常位置, 故障原因非常隐蔽, 难以查找。
还有B737-CL的自动飞行系统故障, 曾经遇到的故障现象有:自动驾驶进入不了自测试页面, 但经过连续几次按压按钮后就可以进入, 后来排故发现是E11有一个空地继电器一直处于空地变换状态, 造成飞机系统一直在空地间变换, 但因为转换太快系统显示不出来。自动驾驶系统遇到的故障原因还有:电门故障、传感器故障、作动筒故障、线路故障、地线没有安装、传感器连杆安装错误等等。所有航电系统中以自动驾驶系统最为复杂, 涉及部件区域最多, 对排故人员的挑战也是最大。
定检大修中的排故思路重点是要先考虑自己动过哪些地方, 做了哪些工作, 多考虑工作中可能的人为工作失误原因, 先把工作做足, 最后再进行串件进行故障隔离。特别注意, 要减少人为工作失误。
3 小结
上面简单分析了一下飞机航电系统的部分排故工作, 为了能够更快更准的找到故障原因, 减少损失, 我们平时需要做好以下几点工作:
3.1 加强维修人员业务知识学习和技能培训, 加强各类风险意识, 尤其是关于故障预防意识的培训
排故工作在飞机维修工作中, 对人员专业知识能力等要求是最高的 (一般都是要至少工作三年, 在获得维修人员执照和相关机型证书后, 才能慢慢入门) 。要想判断排除故障, 就必须对系统、手册等很熟悉, 各种操作都很熟练, 才有可能完成排故工作。所以维修人员一定要注意加强日常业务知识学习。在工作中经常会发现一些故障是我们的工作技能等不规范造成的, 尤其在飞机定检中特别突出, 比如经常发生安装错误、安装不到位、伤线、夹线、间隙不足、裕度不合适、工具错误、资料错误、航材错误等等失误。或者因为在排故中工作不规范, 本来可以很快排除的故障一时也排除不了, 比如航电专业最基本的线路测量工作, 并不是每个人都能够熟练操作好 (看似简单工作, 其实也有很多技巧和知识) 。所以要尽可能规范提高员工技能, 尽量减少人为产生的故障和衍生故障。
针对在工作中经常遇到的问题, 以及各类失误可能造成的风险等, 及时总结分析并建立相应的风险数据库, 把此类信息整合进故障数据库中, 以便查阅。并结合SMS安全管理, 进行全员宣传和培训。
3.2 建立故障的数据库, 进行总结分析, 开发排故培训课件, 加强逻辑分析能力和发散思维锻炼
建立公司的故障数据库系统, 对于以前发生的故障进行并进行总结统计归类分析入库, 结合风险库, 整和参考资料数据库系统, 实现故障的检索和故障树分析功能, 以便排故时可以快速查阅分析。培训教员依照此系统, 开发培训课件, 开展此类培训。
3.3 加强公司经验间共享
相同机型的航空公司的机队的故障现象和排故经验是很有借鉴价值的, 我们碰到的故障, 可能在别的航空公司已经有类似经验, 如果实现共享, 这样就可以节省很多。所以要加强与别的公司的维修部门协作, 互相借鉴经验教训, 实现经验共享和共同进步。
3.4 采用信息化手段, 实现数据库的在线查阅等
整合各公司的排故数据库信息, 和飞机相关手册相结合, 并实现实时数据查询阅读分析功能, 最好是有移动终端, 这样排故人员就可以在工作现场进行查阅分析判断, 这样可以很好的提高工作效率。
参考文献
综合航电系统 篇8
关键词：航空电子系统,大容量存储,NAND flash,文件系统
1 概述
NAND Flash是一种具有高存储密度、低功耗、非易失、大容量、优异的稳定性的存储介质, 非常适用于体积小、功耗低、环境恶劣、可靠性要求高的系统, 当前已被航空电子系统的大容量存储设备广泛采用。[1]随着技术的发展, 航空电子系统中普遍需要通过文件系统来管理大容量存储设备。机载环境的特殊性对文件系统提出了诸多可用性和可靠性方面的需求, 例如崩溃恢复、快速启动、损耗均衡、垃圾回收和高实时性等。
现有很多Flash文件系统, 例如Reliance、JFFS2、YAFFS2等, 都具有上述功能。该文基于机载嵌入式文件系统的需求, 对现有的部分文件系统的工作原理和特点进行对比分析, 对机载嵌入式Flash文件系统进行评估并给出相关选用建议。[2]
2 机载嵌入式文件系统需求
航电系统对大容量存储设备提出了抗恶劣环境、高可用、高可靠和高安全的要求。其中抗恶劣环境、高安全主要采取硬件手段实现, 而高可用、高可靠需软硬件结合保证。因此, 对于机载嵌入式文件系统来说, 具体需求包括:
1) 可用性:可用性是指在机载领域嵌入式系统中系统资源受限的应用情景下, 文件系统能够充分考虑系统资源, 保证实时性, 并能够高效的完成擦除、读写等操作。同时, 文件系统能够根据基于NAND Flash的大容量存储器的操作特点, 做相应针对性设计, 具有NAND Flash的基本管理功能, 如根据NANF Flash的异地更新 (out-of-place) 、有限的擦写次数等特征, 提供垃圾回收、损耗均衡等。
2) 可靠性:机载大容量存储设备的工作环境恶劣, 工作电源不稳定和突发性断电等状况极易导致存储设备中数据的灾难性损坏。因此, 机载嵌入式文件系统的可靠性包含两方面的内容:一是Flash文件系统能够在程序崩溃或系统掉电时, 保证文件系统的一致性和完整性不受影响, 即具备崩溃恢复能力;二是能够通过灵活的校验机制与坏损管理, 维护数据正确性, 确保现存储单元的可靠管理, 以保证数据的一致性和延长物理存储硬件的使用寿命。
3 典型Flash文件系统的实现方法
典型的Flash文件系统的实现方法有两种:
一是基于转译层 (Flash Translation Layer, FTL) 的文件系统。从系统层看来, 转译层将Flash设备被转变为一个可覆写的块设备, 从而可应用传统的磁盘文件系统。FTL把块设备上的文件系统直接应用到闪存上, 直观而方便的隐藏Flash的诸多限制。但转译层往往涉及产权保护, 从而阻碍了Flash文件系统的发展和推广, 同时, 影响了工作效率。
另一类是Flash专用文件系统。针对传统文件系统的问题, 从实施掉电保护, 确保数据可靠性、完整性的角度, 针对Flash的特点设计了一些专用文件系统。Flash专用文件系统可分为两大类, 一类是通用Flash文件系统, 既可用于NOR Flash, 也可在NAND Flash上运行;二是专门针对NAND Flash设计的Flash文件系统。
此外, 用于Flash大容量存储器的具有高崩溃恢复能力的文件系统的工作机制还分为日志型和事务型两种。
日志型文件系统基于日志模型, 会详细记录元数据中的操作和所修改的文件数据信息。每当修改文件的访问权限或者所有权, 则新建一个结点将新元数据信息储存于日志最后。若是更新文件内容, 不会用新数据直接覆盖旧数据, 而会在Flash上合适的区域中存储新建的数据结点, 并用version属性值将新旧数据结点加以区分。一旦系统发生故障, 比如突然掉电或程序崩溃, 由于旧数据还在, 只需重放日志, 即可将文件系统恢复到故障前状态。[3]
由于记录日志既需要将数据写入日志又需要写入外存, 造成一些额外的开销, 学术界开始慢慢的转入对事务型管理模式的研究上。事务型文件系统具有较高的可靠性, 且不要求更快的CPU或是更大的存储空间。该类文件系统保护措施的理念类似于银行事务的思想, 保留原始数据直到新数据写成功并且文件事务完成。在文件事务中, 所有的文件系统修改, 包括目录、文件、的修改, 都将保存在介质中某个空闲并且不含活跃数据的区域。由于新事务的数据被写入到介质的空闲区域, 从而消除了错误发生的可能性。写入到介质的空闲区域, 可保持文件系统的状态。因此, 之前事务的有效数据将一直有效。当写入操作期间发生系统错误时, 如掉电, 事务型文件系统总能提供有效的文件系统数据。
4 典型文件系统原理分析
由于基于转移层的文件系统如EXT2、FAT等对程序崩溃或系统掉电时的崩溃恢复能力较差, 该文主要分析JFFS2、YAFFS2、Reliance三种常用的Flash文件系统。
根据NANF Flash的异地更新策略, 以页为单位进行读写, 以块为单位进行擦除;更新Flash中数据时, 仅是将原有数据页标记为无效, 在空闲页写入更新的数据;这样, 一段时间后需擦除无效页较多的块以回收存储资源, 该过程称为垃圾回收。同时, 每一个块的擦写次数有限, 为平衡设备中每一块的擦出次数以达到最大的设备寿命, 还需引入损耗均衡的思想。下面对三种文件系统的实现原理和各自针对性设计的技术策略进行简要分析。
4.1 JFFS2
JFFS2是一种日志型的专用Flash文件系统。JFFS最初由Axis Communications公司专门为NOR Flash开发, 后由Red Hat对其进行改进, 产生了支持NAND Flash的JFFS2。
JFFS2的数据操作全部按照日志方式保存在Flash设备中, 完全按照日志进行管理。JFFS2的基本结构为一长列的节点, 每个节点包含了文件的实际数据或者关于文件的其他一些信息。[4]
以垃圾回收为基础, JFFS2具有简单的损耗均衡算法, 也为垃圾回收的处理机制。JFFS2将闪存上所有擦除块分为三个队列, 分别为干净块链表 (clean_list) 、脏块链表 (dirty_list) 和空闲块链表 (free_list) , 基于这些链表来完成垃圾回收操作。JFFS2文件系统基于概率算法来选定垃圾回收操作的目标链表。系统定义全局变量jiffies, 表示系统时钟;当jiffies模100不为0时, 系统对脏块链表中某一块进行回收操作;当jiffies模100为0时, 系统对干净块链表中某一块进行回收。[5]
尽管JFFS2解决了Flash存储器文件系统的一些问题, 但是随着Flash存储器的容量越来越大, 它也表现出一些严重的缺陷。首先, JFFS2的挂载时间比较长;其次, 随着容量的增加, 其内存消耗增大;最后, 它不能保证损耗平衡的确定性。
4.2 YAFFS2
YAFFS2是一种日志型的专用Flash文件系统。YAFFS文件系统由Aleph One公司开发, 专为NAND Flash存储器设计的嵌入式文件系统, 适用于大容量的存储设备。YAFFS2是YAFFS的第二个版本。
YAFFS2中, 文件是以固定大小的数据块进行存储的。这种实现依赖于它能够将一个数据块头和每个数据块关联起来。每个文件 (包括目录) 都有一个数据块头与之相对应, 数据块头中保存了ECC和文件系统的组织信息, 用于错误检测和坏块处理。[6]YAFFS2把这个数据块头存储在Flash的备用空间中, 充分考虑了NAND Flash的特点。当文件系统被挂载时, 只须扫描存储器的备用空间就能将文件系统信息读入内存, 并且驻留在内存中, 不仅加快了文件系统的加载速度, 也提高了文件的访问速度。
YAFFS2也提供损耗均衡和垃圾回收功能。在YAFFS2文件系统中设立Blockstate结构用于表示擦除块的各种状态, 如空、满、已损坏和分配等状态。另有B1ock Info结构, 用于描述块属性, 记录块内剩余空闲页数、块的状态等信息。YAFFS2采用数组管理所有块, 分配空间时, 按顺序对存储空间进行分配, 从而实现损耗均衡。YAFFS2采用综合垃圾回收策略, 具有两个垃圾回收线程, 分别负责在不同情况下完成垃圾回收任务。[7]一个线程具有最低优先级, 只在系统空闲时才会启动, 该线程采用贪心算法, 针对具有最多无效数据的擦除块, 这样可以一次回收尽可能多的存储空间。另一个线程具有最高优先级, 当系统负载较大, 需要很多存储区空间时, 启动该线程, 它最先适应算法以便提高执行速度。
但是上述繁复的日志操作会增加一定的内存消耗, 也会增加系统的加载时间。
4.3 Reliance
Reliance是Datalight公司开发的事务型文件系统, 结合Flash FX转译层可用于管理Flash设备。[8]
Reliance基于事务模型来保护文件系统并且维护数据完整性。Reliance可以不必进行数据恢复操作, 保留原始数据直到新数据写成功并且文件事务完成, 如果数据写入期间发生中断, 文件系统的原始状态还保存在介质中, 使得文件系统总能处于有效状态。
Reliance的垃圾回收功能由FTL层的Flash FX组件完成。在Flash FX中, 将大量无效块划入擦除区域并请求回收操作。在垃圾回收过程中, 先复制擦出区域的有效数据到空闲备用擦除区, 然后擦除旧区域并将其作为新的备用擦除区。Flash FX的损耗均衡包含动态损耗均衡和动态损耗均衡两部分操作。动态损耗均衡算法针对频繁更新的数据和较少使用的存储空间。当更新数据或者写入新数据缺乏足够空间时, 则会触发动态垃圾回收。该算法将从当前可用块中确定一个擦除次数最少的块作为目标块, 并将有效数据写入该目标块。每次都对使用次数最少的可用块进行操作, 一定程度上达到均衡利用频繁更新或较少损耗的设备块。然而, 一些数据写入数据块后, 基本不会再更新 (比如地图信息) , 这些块称为冷数据块。这些冷数据块无法被动态损耗均衡算法顾及, 导致其使用频率很低。作为补充, 静态损耗均衡算法能够有效地解决该问题。静态损耗均衡算法, 会比较擦除次数最多的块和次数最少的块, 二者擦除次数的差超过一定阈值时, 交换二者所存储的数据, 目的是在满足损耗均衡的同时, 尽可能减少存储器总的擦除次数。
基于事务型理念, Reliance文件系统在大容量介质中可快速启动, 并可长时间保持有效状态, 系统初始化不需要执行存储介质检测或扫描从而减少加载时间。
5 测试结果与理论分析
文件系统应针对NAND Flash的特点, 提供高效的损耗均衡和垃圾回收机制的同时, 尽可能提高加载速度和读写性能, 满足实时性。基于广泛的资料收集和实验验证, 我们对上述三种文件系统对比分析。
在加载时间方面, Flash文件系统的加载时间已经为系统启动延迟的最重要的原因, 当Flash容量和存储数据大小都很庞大时其影响更为明显。文件大小的改变、整个分区的利用率, 都将影响到文件系统的加载时间。我们很容易通过加载指令来测量加载时间。
由于基于事务结构的Relaince在加载速度上比日志型的JFFS2和YAFFS2文件系统存在明显的优势。
在读写性能方面, 影响Flash文件系统读写性能的因素非常复杂, 涉及映射机制、垃圾回收算法、Flash结构、压缩算法等等。文件系统标准检测程序Benchmark可以用于直接测试读写性能。由此, Relaince的读写性能优于JFFS2和YAFFS2。
由图可知, 由于日志型文件系统在系统启动和读写操作过程中加入一些日志记录操作, 从而增加了加载时间, 降低了读写数据的速度, 而在事务型文件系统中, 通过事务型操作改善了前者的问题。上述测试结果符合原理分析。
6 结束语
本文针对航电需求, 分析了典型Flash文件系统的实现方法和工作原理, 对JFFS2、YAFFS2和Reliance进行了分析比较, 认为针对NAND Flash的专用文件系统JFFS2和YAFFS2的功能完备、原理简单高效, 而通用文件系统Reliance的工作机制更为复杂;但基于事务模型的Reliance相比于基于日志型的JFFS2和YAFFS2, 具有相近的可靠性的同时, 可以保证更高的性能, 对航空电子系统中Flash文件系统的选择具有重要意义。
参考文献
[1]陈智育.嵌入式系统中的Flash文件系统[J].单片机和嵌入式系统应用, 2002 (2) :5-8.
[2]Chin-Hsien Wu, Tei-Wei Kuo, Li-Pin Chang.Efficient initialization and crash recovery for Log-based file systems over flash ACM symposium on Applied computing, 2006:837-863.
[3]MMCA Technique Committee[C].The Multimedia Card System Specification.US:Multimedia card association, 2003.
[4]Li-Pin Chang.On efficient wear-leveling for large-scale flash memory storage systems.Proceedings of the 2007 ACM symposium on Applied computing, 2007:1126-1130.
[5]张小平.嵌入式系统中NAND Flash文件系统的研究[D].太原:太原理工大学, 2010:17.
[6]CHEN TIANZHOU, HU WEI.Smart File System:Embedded File System Based on Nand Flash[C].IEEE Computer Society, 2006, 14 (4) :65-66.
[7]张磊.基于闪存的嵌入式文件系统的研究与实现[D].成都:电子科技大学, 2005:1-2.
综合航电系统 篇9
西锐飞机的远景系统配置较多, 该文主要讲述的远景系统是飞机序列号在2016以后的, 包括两个GDU (液晶显示器) , 两个GIA 63W (集成航空电子组件) , 一个GDC74A (大气数据计算机) , 一个GRS 77 (航向姿态基准系统) , 一个GMU 44 (地磁传感器) , 一个GEA 71 (发动机机身组件) , 一个GMA 347 (音频控制板) , 一个GTX 33 (应答机) , 一个GTP 59 (大气温度传感器) , 一个GCU 478 (遥控组件) , 一个GDL 90 (数据链接组件) 。
两个GDU左座称为PFD (主飞行显示器) , 右座称为MFD (多功能飞行显示器) , 通过高速以太总线分别与对应的GIA (左边为GIA1, 右边为GIA2) , 并且GDU之间也通过高速以太总线连接。两个GIA可以说是远景系统的核心部件, 集甚高频导航、通讯、GPS功能于一身, 通过内部处理器将计算出的结果送往GDU显示。GDU和GIA之间的这种连接方式为远景系统提供了余度, 当一个GDU和一个GIA失效时, 驾驶员仍能通过另一部GDU和GIA进行通信, 接收导航信息。
GRS 77, GDC 74A和GMU 44为系统提供飞行仪表数据, 包括飞机姿态、航向、高度、空速、升降速和大气温度信息, 所有这些信息显示在PFD上 (在备用模式相同的信息会显示在MFD上) 。从GRS 77和GDC74A输出的数据通过ARINC 429总线直接送往PFD显示, 额外还有通信路径连接GRS77和GDC 74A到GIA组件, 为系统提供了四冗余。
GRS 77从两个GIA接收GPS数据, 从GDC 74A接收空速信息, 从GMU 44接收磁航向信息, 使用这三个外部数据源, 结合内部传感器数据, GRS 77准确地计算出飞机的姿态和航向。
GEA 71是一个基于输入/输出系统的微处理器, 用于监视传感器输入并驱动飞机机身和发动机系统警告。传感器包括发动机温度和压力以及燃油的测量和压力。GEA直接使用RS-485数字接口与两个GIA63W进行通信。软件和构型设置操作则通过与GIA连接的RS-232数字接口被接收。
GMA 347提供从GIA 63W集成航电组件接收到的预警和警告音频, 并为驾驶员提供控制通信系统的部件。GMA 347使用RS-232数字接口与两个GIA 63W通信。软件和构型设置操作则通过与GIA连接的RS-232数字接口被接收。
2 远景系统故障分析
远景系统像一台计算机一样, 有着各种硬件, 驱动程序使得计算机能识别这些硬件, 从而完成各种功能。因此远景系统的排故工作也遵循由简入繁, 由外而内, 先直观后微观的原则。
2.1 NAV1和COM1故障
NAV1和COM1故障说明GIA1出现问题, 首先可选择对调两部G I A, 并重新构型, 如果问题跟随G IA1, 则更换该件。其次, 完成GIA1到PFD线路插头的针脚检查, 确认没有短路或断路。若故障仍未排除, 则更换PFD。NAV2和COM2故障也遵循此排故原则。
2.2 GRS77故障
该故障表现为罗盘和姿态指示红叉。首先确认驾驶舱没有蜂窝电话或使用蜂窝电话技术的设备打开 (即使在监视状态) 。第二步, 检查P FD警告窗口有无关于P FD、MFD或GRS构型、软件或路径失效的错误信息, 在继续排故前纠正存在的任何错误。第三步, 当飞机静止停飞, 姿态失效, 需要检查以下内容:飞机是否稳定, GPS是否可用, 飞机运动 (摇摆机翼或移动尾部) 可导致姿态和航向故障;检查GPS是否已经接收到至少四颗卫星信号。第四步, 检查飞机周围的金属物体 (工具箱、电源车、附近大型钢结构等) 可能干扰GMU 44。第五步, 重启GRS 77使设备重新初始化。第六步, 检查GR S 77插头的可靠性和松紧度, 并确认GRS 77牢固的安装在安装架上, 且安装架不松动 (注意不要让安装架与机身发生相对位移, 否则须重新校准水平和俯仰/横滚) 。第七步, 执行发动机试车测试, 以检查是否由于发动机振动导致GRS 77掉线。第八步, 更换GRS 77。如果以上步骤都完成故障依旧, 则更换GRS 77的构型模块 (在GRS 77后部插头中) 。
2.3 GDC 74A故障
GDC 74A故障表现为空速、高度和升降速度显示红叉。第一步, 检查PFD警告窗口有无关于PFD、MFD或GDC 74A构型、软件或路径失效的错误信息, 在继续排故前纠正存在的任何错误。第二步, 通过检查MFD AUX-System Status页面, 确认GDC74A处于在线状态:如果GDC 74A不在线, 检查线路插头和GDC 74A电源;如果电源、线路插头都没问题, 则更换GDC 74A。第三步, 检查GDC 74A皮托管/静压孔和管路有无堵塞。第四步, 更换GDC 74A构型模块 (在GDC 74A后部插头中) 。第五步, 如果有TAS (真空速) 故障, 则更换GTP 59。
2.4 GEA 71故障
GEA 71故障主要表现发动机参数指示红叉。第一步, 检查PFD警告窗口有无关于GIA1/2H或GEA 71构型、软件或路径失效的错误信息, 在继续排故前纠正存在的任何错误。第二步, 在PFD构型页面 (开机前按压“ENT”键5秒以上) , 转到GEA 71状态子页面, 确认GEA 71内部电源、构型和校准状态框为绿色对号。第三步, 在Main Analog和I/O Analog页面列出的GEA 71内部、外部和参考电压没有冲突 (这里不包括飞机电源1和2) , 如有任何电压冲突, 则更换GEA 71。第四步, 检查MFD AUX-System Status页面GEA 71是否在线, 如果不在线, 需确认GEA 71是否接收到电源。第五步, 更换GEA 71。第六步, 检查GIA/GEA连接线路和插头针脚。
摘要：西锐飞机远景航空电子设备系统 (以下简称远景系统) , 是Garmin公司专门为西锐20、22、22T飞机设计的电子设备系统, 整个系统全部采用Garmin公司生产的电子设备, 各设备之间的以太总线连接, 提高了系统的稳定性和可靠性。该文就远景系统作了简单介绍, 并针对使用维护中出现的故障进行分析。
关键词：西锐飞机,远景系统,GDU,GIA,GRS
参考文献