綜合航空電子系統機內自檢測技術研究

摘要：綜合航空電子系統正向綜合化、信息化、技術化、模塊化及智能化的趨勢發展，對其故障檢測、故障容納、故障隔離及故障恢復的要求也越來越高。機內自檢測技術已成為航電系統實現智能化不可缺少的重要技術，實現對綜合航空電子系統的監控、檢測和自診斷。應用于飛機的加電自檢、啟動自檢、維護自檢和周期自檢，以及在系統故障發生之后，阻止錯誤信息擴散，對故障的發生部位進行定位及系統余度重構。

關鍵詞：綜合航空電子系統;機內自檢測（BIT）;虛警

0 引言

隨著航空電子系統的發展，現代飛機上電子設備或子系統都裝備了獨立的計算機，采用1553B數據總線將整個航空電子系統交聯在一起，用以滿足各傳感器、功能單元和子系統之間信息共享、功能綜合處理和任務實時性的要求，構建了綜合性的航空電子系統。綜合航空電子系統機內自檢測技術的核心是連續實時測試飛機終端狀態及診斷故障部位，而數據的時間同步對數據處理有著重要的影響，為解決系統延時和總線通信的異步性，采取了對時間進行修正的方法使總線數據的時間同步，滿足了連續實時處理要求。機內自檢測技術的應用使原本繁瑣的飛機故檢和機務維護變得方便、高效，減少了機載設備因故障難以定位，反復拆卸帶來的人為損耗，延長了機載設備的使用壽命，極大提高了系統的可靠性。

1 系統BIT實現過程

系統BIT實現過程如圖1所示，以雷達為例進行描述，其他子系統的BIT實現過程與此相同。

雷達BIT由航電啟動板、多功能顯示器周邊鍵進行啟動。主要過程是：

加電自檢：操作員按壓航電啟動板的“雷達”按鍵，給雷達加電，其內部的LRU自動執行加電自檢操作，同時顯控計算機向雷達主控計算機（信號和數據處理單元）發出“自檢狀態”傳輸命令，信號和數據處理單元將子系統的“加電自檢”狀態上報給顯控計算機，顯控計算機在平顯上顯示。LRU在規定時間完成加電自檢后，信號和數據處理單元收集內部各LRU自檢結果，連同自身的自檢結果按規定格式進行綜合，并在顯控計算機控制下將綜合后的自檢結果上報給顯控計算機。顯控計算機接收到自檢結果后，修改自檢狀態，并以MFL的形式顯示故障結果，MFL同時送數據傳輸設備進行記錄。

啟動自檢：通常是在加電自檢結束后，子系統的各個LRU已處于工作狀態。此時，根據維護需要可執行啟動自檢，由操作員在多功能顯示器的啟動自檢菜單中，選擇子系統進行啟動。需注意的是，在加電自檢和啟動自檢過程不能完全執行其功能，因此，在飛行中的啟動BIT限制在不影響到任務功能（大氣數據子系統、慣性導航子系統等不能進行啟動BIT）。

周期自檢：航電系統在正常工作過程中，各子系統利用后臺時間周期性地進行自檢測。檢測到的故障報告給顯控計算機，由顯控計算機按照故障處理邏輯進行處理。

維護自檢：通過MFD的“維護”菜單選擇維護自檢，對航電子系統進行維護和校靶，也可以對需要進行維護檢測的飛機其它功能系統進行功能系統的維護檢測。

2 系統BIT結果顯示

（1）加電自檢

加電自檢結果通常會在平顯和多功能顯示器上顯示，在平顯在顯示加電自檢狀態（PUBIT）和自檢結果（比如PUBIT OK或PUBIT NO），用于指示航電系統當前處于的自檢類型及結果，“PUBIT OK”表示加電自檢結果正常，“PUBIT NO”則表示加電自檢結果有故障。在多功能顯示器上顯示詳細的維護故障清單（MFL），并用顏色標識故障情況，比如綠色表示子系統自檢正常、黃色表示子系統出現“注意和/或提示”級故障，橙色表示警告級故障，紅色表示危險級故障。當按壓MFD的周邊鍵可調閱相應子系統的MFL畫面，包括子系統名稱、故障代碼、故障時間等內容。

（2）啟動自檢

啟動自檢的操作方式與平顯顯示內容與加電自檢大致相同，啟動自檢時，平顯上顯示“IBIT”表示當前航電系統和于啟動自檢狀態，自檢結果包括“IBIT OK”或“IBIT NO”兩種情況。啟動自檢的MFL顯示及MFL內容與加電自檢相同。

（3）周期自檢

在周期自檢過程中，如果航電子系統自檢正常，顯控計算機不顯示自檢狀態。如果出現故障，根據不同故障等級在平顯、多功能顯示器、正前方控制板、燈光告警、語音告警等多種形式輸出故障。

（4）維護自檢

MFD上顯示維護自檢畫面，當選擇“航電”維護自檢時，MFD上會出現航電子系統維護菜單，當選擇“非航電”維護自檢時，進入發動機、飛控、燃油、環控等非航電系統的維護。

3 BIT技術在航電系統的應用

BIT技術用于航電系統故障檢測故障容納、故障隔離及故障恢復。用于判斷系統故障，在故障

發生之后，阻止故障后的錯誤信息擴，對故障的發生部位進行定位，結合飛機的下視顯示器可調用故障代碼，采用余度總線和降級處理的方式取代發生故障的部件，對系統故障進行修復，為飛行員或地勤人員提供了評價航電系統硬件完好性的能力。航電系統由元件級BIT、板級BIT和系統級BIT自下而上，遞階而成。其中元件級BIT主要指設計元件內部的自測試單元，板級BIT主要由板級控制單元、信息處理單元和板級測試總線構成，系統級BIT主要由系統級控制單元、系統級測試和維修總線以及智能綜合診斷系統構成，與障代碼表示形成對應關系，其故障代碼一般采用4位數字表示，前2位表示LRU編碼，第3位表示SRU編碼，第4位表示檢測點編碼，對于不能定位到單個SRU故障或者SRU故障的檢測點數目大于10個，第3位表示這類故障的編碼，第4位表示這類故障的順序編碼。操作員啟動自檢測是中斷自檢測，其檢測級別高于加電自檢測，是系統在地面靜止條件下進行的，其目的是為了系統維護，能使操作員測試各子系統，并接收周期BIT期間沒有檢測到的故障數據，操作員啟動自檢測完成后，系統自動清除以前記錄的維護故障清單（MFL），重新建立啟動自檢之后的維護故障清單。

4 系統虛警

綜合航空電子系統的虛警是指機載計算機BIT指示故障與實際不相符的情況。虛警問題會影響飛機的正常使用和誤導地勤人員無效維修等后果，發生虛警后故障復現困難，在系統設計過程中要重視BIT電路的可靠性、通信電路中的噪聲、通信芯片的門限等因素，為保證系統的可靠性一般采用冗余的設計方法，如：硬件冗余、軟件冗余、時間冗余和信息冗余等。在修理中要關注通信網絡信號傳輸性能、信號波形品質、信號傳輸穩定性信號傳輸的完整性等因素，誤碼率、誤塊率、誤字率應符合信號傳輸的技術要求。

5 結束語

本文基于綜合航空電子系統的技術特點，對綜合航空電子系統BIT的工作原理，數據傳輸方式虛警的產生原因進行了研究，對其實際中應用做了說明。本文對技術人員具有重要的參考價值和指導作用，有利于提高保障裝備的完好性、提高維修效率，對BIT技術發展和廣泛應用起到了推動作用。

參考文獻：

[1]陳陽.航空電子裝備維修技術與實踐[M].北京：國防工業出版社，2019.

[2]王勇.機載計算機系統[M].北京國防工業出版社，2008.

作者簡介：

陳陽，飛機航電工程師，研究方向：綜合航空電子系統。

（大連長豐實業總公司，遼寧大連 116000）