4)控制一显示分系统 控制一显示分系统是飞行控制系统与驾驶员进行信息交换从 而对飞机实施有效控制的主要分系统,属人机界面。一个完整的 控制一显示系统应该包括两个主要功能第一是控制功能,使驾驶 员能够控俐模态转换,输入期望的指令,甚至切斷飞行控制系统对 飞机的控制;第二是显示功能它能够把飞行控制系统目前的工作 状态、故障情况等信息显示出来,供驾驶员和地勤人员使用。 控制一显示分系统一般由面板部分和控制部分组成。面板部 分由按钮开关旋钮、显示灯等构成,控制部分由输入、输出离散 量接口(或串行数字接口)和控制电路构成。 控制一显示分系统可以由一个综合的单一装置组成,也可由 多个装置组成如主控制盒辅控倒盒及直接力控制盒等。 控制一显示分系统应具有布局合理操作方便、显示清晰造 型美观等特点。为保证工作可靠,该分系统还经常选用余度技术。 为防止误操作,很多重要的按钮和开关具有自锁功能或保护外罩。 控制一显示分系统正向着多功能组合及智能化的方向发展。 采用单片机技术的控制一显示装置具有易于通信控制显示糖确、 灵活等特点。此外,随着防日照的高亮度的平板液晶显示器和全 数字飞行控制系统的出现,集众多控制装置和仪表为一体的多功 能显示器必将成为控制一显示分系统发展的趋势。 5)机内自检测(BiT)分系统 机内自检测(BIT, Built in Test)分系统是飞行控制系统中不 可缺少的一个分系统。由于飞行控制系统控制飞机的权限越来越 大,因而,飞行控制系统已还渐成为飞行关键系统。飞行控制系统 工作状况如何,各部件有无故障,均依赖于BT分系统的有效工 作。所以说BT是飞行控制系统中重要的不容忽视的一个分系 统。BT分系统不是一个独立部件它的功能是依雄多个分布于 其他分系统的自检测硬件和软件完成的。 典型的用于完成对飞行控制各分系统硬件的功能和性能检测 的BT分系统的工作模态,一般可分为四种基本形式:加电启动
BT(PUBT)、飞行前BIT(PBT)、飞行中BT(IFB)维护BIT (MBⅠT)。 其中PUBT、 PBIT MBIT均是在地面进行的其主要目的是 在起飞前或维护时对全系统进行全自动或半自动检测,以便排除 故障保证系统的完好性。这三项BT的运行将会影响飞行控制 系统的正常工作,故在飞行中要绝对禁止其使用。因此,这三项 BT的运行必须满足严格的BT联锁条件。而IFBT是系统部 件的在线监控不参与系统控制故不影响飞行控制系统的正常工 作,它是唯一在飞行中可运行的BT。 飞行中BT对各分系统硬件的工作状态进行在线监控,实施 故障定位和隔离,确保飞机的安全飞行。 BT分系统所检测的内容主要包括:计算机(CPU存储器通 道间的交叉数据传输定时器、中断控制器、同步电路等)及电源检 测;所有传感器检测;伺服作动分系统(电子线路机械和液压监控 器)检测及特性测试(传动比结构滤波器等)检测。 这里还需要指出对于三余度系统若要保证二次故障工作, 除要求部件本身具有较高的自监控能力外,还要求BT必须有十 分高的故障检测覆盖率和很低的误报率。 1.2与飞行控制系统的分系统 研制有关的问题 1)方案论证 在方案论证阶段,其主要任务是进行战术技术指标的分析和 分解技术途径的选择及可行性论证,国内外同类装备的现状、发 展趋势及对比分析,继承技术和新技术采用比例,关键技术成熟程 度研制周期及经费分析等。 另外,还应进行以下几个方面的分析和研究: (1)接口要求的分析。分析机械接口与电气接口的合理性及 可实现性
8 (2)度分配。精度的高低是用误差来衡量的,精度分配实 际上就是允许误差的分配。误差又分静态误差和动态误差对于 飞行控制系统分系统和部件而言主要是考虑静态误差(对于余度 系统还应考虑动态误差)。静态误差最保守的分配原则是飞行控 制系统各分系统静态误差之和应小于整个飞行控制系统的静态允 许误差。 (3)可靠性指标分配。在工程实践中,可靠性分配是一个反 复及逐步逼近的过程,既要参照工程经验数据,又要考虑产品可靠 性的各种因素。合理的可靠性分配应能最经济地利用现有资源, 避免给分系统分配难于达到或需要高额费用才能达到的过高的可 靠性指标。 2)方案设计 在方案设计阶段既要注意方案的先进性,又必须考虑方案的 可实现性与经济性。对不同的分系统,方案设计的侧重点也不同, 如对传感器分系统,首先是灵敏度及测量的原理方案设计,对电磁 传感元件而言,其磁路设计便是方案设计重点之 对计算机分系统以及类似的电子部件,电路方案设计及元器 件的选用是最基本的设计内容,对于数字计算机而言除了硬件设 计方案外,还必须进行款件总体方案设计。 对于伺服作动器分系统,方案设计应包括伺服系统方案及作 动器方案。目前飞行控制系统的伺服作动器多采用液压作动器, 设计阶段应确定液压系统图。 对于余度控制系统各分系统余度配置和余度管理(包括自检 测)方案与确定也是方案设计的重要内容。 结构设计方案是各分系统方案设计中都必须包含的内容,良 好的结构设计对产品的可靠性、可维护性以及制造工艺性影响很 大,应予以重视。 3)设计手段 在设计手段上,应充分地采用计算机辅助设计(CAD)。计算 机辅助设计主要分两大类即机械CAD和电子CAD。复杂零件
如舵机壳体等的设计必须采用机械CAD设计。目前较多采用的 UG与 Ideas两种机械CAD软件,均具有三维造型、二维制图、应 力分析(采用有限元分析)等功能。 电磁元件性能分析和磁路分析,电子模块设计中的电路分析、 仿真、自动布线设计,印制电路板设计机箱的热设计等均应利用 电子CAD来完成。 4)产品制造 在产品制造过程中,必须认真研究加工工艺、加工技巧和方 法因为它们直接影响加工效率和质量。 印制电路板的加工及电子装配质量对电子产品可靠性影响很 大,必须充分重视电子装配一般包括元件成形、插装焊接清洗、 浸三防漆以及测试检验等工序。为了保证电装质量,应实现电装 过程机械化与自动化,如元件成形采用专用工装或成形机插装实 行计算机控制用波峰焊代替手工焊,以及测试自动化等等。 计算机辅助制造(CAM)具有加工效率高重复性好,易于实 现生产自动化的优点。实现计算机辅助制造必须解决CAD设计 图形文件与数控机床之间的衔接问题。 计算机辅助工艺过程设计(CAPP)是一个实现工艺过程自动 生成的软件系统。目前零件以及工艺过程的复杂性是制约加工工 艺文件或加工工艺编程自动生成的主要原因。 5)重视技术评审 (1)重视评审工作,是避免重大反复减少损失的有效手段。 因而,在研制程序中重要的研制节点后都应安排评审。对于评审 中指出的问题应逐项落实解决措施并予以实施。 (2)对已经评审审批的技术状态的修改,必须严格管理,履行 必要的审批手续并实施技术状态管理,做到状态清楚和可追朔
第2章飞行控制计算机分系统 飞行控制计算机是飞行控制系统的核心部件,随着飞行控制 系统的要求不断提高,飞行控制计算机也获得飞速发展。在实现 形式上经历了由电子管、晶体管到集成电路的发展历程,在实现 原理上,经历了模拟式向数字式的飞。在20世纪50年代,为实 现飞机增稳或自动驾驶仪功能出瑰了模拟式飞行控制计算机。随 着半导体工业的飞速发展特别是晶体管、集成电路的出现,才使 模拟式飞行控制计算机被广泛使用,成为20世纪六七十年代飞行 控制计算机的主要形式。在20世纪70年代末出现了高集成度 微处理器后使数字式飞行控制计算机的投入使用成为可能。数 字式飞行控制计算机克服了模拟式飞行控制计算机参数调节因 难升级不便、功能简单等缺点,使飞行控制计算机迈人了一崭新 的发展阶段。 飞行控制计算机从配置形式上可分为单通道和多余度模搜 式和数字式飞行控制计算机都可实现多余度配置。单通道飞行控 制计算机出现故障时,只能将其关机,这对超低空飞行特别是电 传飞行控制系统来说是不可容忍的。为了确保飞行安全,提高飞 行控制系统的可靠性必须选择多余度飞行控制计算机,具体的余 度配量可根据系统可靠性的要求选择二、三或四余度。 目前研制的飞行控制系统几乎全部采用了数字式计算机,但 是,现役飞机中还有使用模式飞行控制计算机的飞行控制系统。 因此本章将先讨论棋拟式飞行控制计算机的组成及实现方法,然 后重点讨论数字式飞行控制计算机的原理组成及软/硬件实 现