周圣林 毛海濤

（中國人民解放軍92728部隊(duì)，上海 200436)

?

淺析國內(nèi)飛參使用現(xiàn)狀與發(fā)展建議

周圣林 毛海濤

（中國人民解放軍92728部隊(duì)，上海 200436)

[摘要]在深入分析總結(jié)國內(nèi)飛參使用現(xiàn)狀、不足和主要原因的基礎(chǔ)上，就如何更好地發(fā)揮飛參在飛行訓(xùn)練、事故分析、故障診斷等方面的關(guān)鍵作用，進(jìn)行了分析研究并提出了相關(guān)建議。

[關(guān)鍵詞]飛參；事故分析；狀態(tài)監(jiān)控；飛行安全

[收修訂稿日期] 2015-11-30

飛機(jī)在飛行過程中，各系統(tǒng)、各部件的工作狀態(tài)總能通過相應(yīng)的參數(shù)表現(xiàn)出來。從上世紀(jì)中葉開始，美國、德國、法國、前蘇聯(lián)等國家就在飛機(jī)上加裝飛行參數(shù)記錄系統(tǒng)（簡稱飛參系統(tǒng)）。該系統(tǒng)能記錄并保存飛機(jī)飛行過程中的一些重要參數(shù)（簡稱飛參數(shù)據(jù)）。一開始飛參的功能主要是為飛行事故調(diào)查、事故分析提供依據(jù)；如今隨著機(jī)載電子設(shè)備技術(shù)的迅速發(fā)展，飛參的作用發(fā)生了巨大的變化，其作用與飛行安全、飛機(jī)維護(hù)以及飛行訓(xùn)練結(jié)合得越來越密切。

裝備的發(fā)展必須以需求為牽引，飛參也不例外。目前，飛參在國內(nèi)飛機(jī)輔助維修、飛行訓(xùn)練及發(fā)動(dòng)機(jī)綜合監(jiān)控等方面的應(yīng)用前景呈現(xiàn)良好的勢頭，用戶對飛參的認(rèn)識(shí)日益提高，空勤、地勤以及質(zhì)控人員對飛參的應(yīng)用尤為重視。

然而由于國內(nèi)技術(shù)能力、組織管理等方面原因，目前國內(nèi)飛機(jī)飛參系統(tǒng)和應(yīng)用的總體技術(shù)水平較國際先進(jìn)水平還有一定的差距，飛參記錄設(shè)備故障率較高、飛參數(shù)據(jù)應(yīng)用軟件功能簡單，難以滿足用戶實(shí)際使用需求。為充分發(fā)揮飛參在飛行訓(xùn)練、事故分析、故障診斷等方面的關(guān)鍵作用，必須深入分析國內(nèi)飛參使用的現(xiàn)狀與差距，查找根源，準(zhǔn)確把握問題實(shí)質(zhì)，并采取切實(shí)可行的措施辦法破解瓶頸，從而充分有效發(fā)揮飛參的重要作用。

1　國內(nèi)飛機(jī)飛參使用現(xiàn)狀

我國自上世紀(jì)70年代開始研制、使用飛參裝備，雖然起步較晚，但發(fā)展迅速。最初只用于飛機(jī)試飛時(shí)記錄幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù)以便對飛機(jī)設(shè)計(jì)性能進(jìn)行驗(yàn)證。經(jīng)過30多年的使用，飛參已在國內(nèi)飛機(jī)事故調(diào)查、維修監(jiān)控以及訓(xùn)練評估等方面均發(fā)揮了不同程度的作用。

1.1利用飛參數(shù)據(jù)測試驗(yàn)證飛機(jī)設(shè)計(jì)性能

飛參系統(tǒng)為飛機(jī)試飛提供了飛行速度、高度、航向等重要參數(shù)，便于地面專家分析飛機(jī)是否達(dá)到了設(shè)計(jì)性能，其已在國產(chǎn)新型飛機(jī)試飛中發(fā)揮了重要作用，為飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、可靠性測試提供了科學(xué)依據(jù)。

1.2利用飛參數(shù)據(jù)調(diào)查失事飛機(jī)的事故原因

輔助調(diào)查失事飛機(jī)的事故原因是國內(nèi)大規(guī)模加裝飛參系統(tǒng)的源動(dòng)力。具有卓越抗墜毀性能的飛參系統(tǒng)在事故中往往能保存完好，可以給調(diào)查人員提供證據(jù)進(jìn)行分析研究，準(zhǔn)確判斷事故原因，進(jìn)而排除類似飛行隱患。

1.3利用飛參數(shù)據(jù)對飛機(jī)進(jìn)行維護(hù)和監(jiān)控

國產(chǎn)飛參裝備之初，由于飛參記錄參數(shù)少、數(shù)據(jù)精度低和缺少配套地面保障設(shè)備，其在飛機(jī)維修監(jiān)控方面發(fā)揮的作用比較有限。國內(nèi)引進(jìn)國外先進(jìn)飛機(jī)后，其維護(hù)規(guī)程都要求必須通過飛參判明飛機(jī)無異常后才能放飛，加深了國內(nèi)對飛參在飛機(jī)維修監(jiān)控方面重要作用的認(rèn)識(shí)。目前利用飛參信息，飛機(jī)質(zhì)量控制中心能對飛機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)損傷評估，監(jiān)控飛機(jī)壽命，為合理調(diào)配使用飛機(jī)提供了科學(xué)依據(jù)；發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控和壽命管理中心能夠?qū)Πl(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)狀態(tài)和使用情況進(jìn)行監(jiān)控，為合理制定使用計(jì)劃，科學(xué)確定維修時(shí)機(jī)提供可靠依據(jù)。

1.4利用飛參數(shù)據(jù)評估考核飛行質(zhì)量

飛參在客觀評定飛行效果方面已發(fā)揮了一定的作用，但是由于飛參記錄參數(shù)較少、精度低，造成評估所需數(shù)據(jù)不全面、評判結(jié)果不客觀，客觀上限制了訓(xùn)練評估應(yīng)用軟件的開發(fā)和推廣。

2　存在的主要問題

國內(nèi)飛參裝備用30多年時(shí)間走過了西方發(fā)達(dá)國家60多年的發(fā)展歷程。由于發(fā)展時(shí)間短，且受到認(rèn)識(shí)水平和技術(shù)條件的限制，在發(fā)展建設(shè)和實(shí)際使用中不可避免地暴露出一些問題，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

2.1飛參裝備型號繁多、通用性差

目前國內(nèi)飛機(jī)共裝備了幾十種型號的飛參，甚至同一型號飛機(jī)裝備了多個(gè)型號的飛參。各機(jī)場多種型號飛參同時(shí)存在，機(jī)載設(shè)備和地面保配套障設(shè)備不通用，飛參的使用維護(hù)管理和航材保障十分不方便，用戶反映很強(qiáng)烈。

2.2功能、性能不能滿足使用需求

國內(nèi)飛機(jī)所裝飛參大部分為20世紀(jì)90年代設(shè)計(jì)定型的產(chǎn)品，總體技術(shù)較為落后，故障率較高，功能不全，難以滿足實(shí)際使用需求，具體包括以下內(nèi)容。

（1）缺失部分重要參數(shù)。目前部分機(jī)型缺少對飛行員操縱等重要參數(shù)的記錄，用戶反映至少應(yīng)記錄涉及發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓、操縱等系統(tǒng)參數(shù)，才能基本滿足日常維護(hù)和飛行評估的需要。

（2）部分參數(shù)采集點(diǎn)設(shè)置不合理。部分參數(shù)的引接位置不科學(xué)，經(jīng)過了轉(zhuǎn)接或再次處理，不能真實(shí)、準(zhǔn)確反映飛機(jī)系統(tǒng)工作狀態(tài)；部分傳感器選型未考慮飛機(jī)非正常情況下的參數(shù)變化要求，信號量程范圍不夠。

（3）部分飛參型號在機(jī)載軟件和地面判讀軟件中設(shè)置有不適當(dāng)?shù)男盘栞敵龇秶拗苹驗(yàn)V波處理，可能會(huì)導(dǎo)致飛參不能正常反映飛機(jī)真實(shí)的動(dòng)態(tài)變化，從而掩蓋事實(shí)真相。

（4）有些信號采集不“閉環(huán)”。飛行員操縱和飛機(jī)響應(yīng)等具有因果對應(yīng)關(guān)系的信號未能同時(shí)采集，“輸入-響應(yīng)”不能形成“閉環(huán)”。

（5）部分重要參數(shù)采樣率低。某些機(jī)型對高度、過載、航向等重要參數(shù)的采樣率設(shè)置過低，難以準(zhǔn)確反映飛機(jī)劇烈變化情況下的動(dòng)態(tài)特性，導(dǎo)致準(zhǔn)確判定飛機(jī)的動(dòng)態(tài)變化過程十分困難。

（6）一些飛參傳感器精度低。某些早期傳感器誤差較大，如部分飛機(jī)加裝的過載傳感器等，誤差在2%以上，難以滿足實(shí)際分析使用精度要求。

2.3飛參地面應(yīng)用和維護(hù)困難

一是內(nèi)場、外場地面保障設(shè)備型號多，通用性差。很多機(jī)場有兩至三個(gè)型號的飛參檢測設(shè)備并存，外場人員需同時(shí)攜帶兩種以上設(shè)備，使用極不方便。

二是數(shù)據(jù)卸載、地面判讀時(shí)間長。部分設(shè)備卸載一個(gè)架次數(shù)據(jù)再加上地面判讀分析時(shí)間，完成每個(gè)架次的飛參判讀時(shí)間超過一個(gè)小時(shí)，嚴(yán)重影響了再次飛行準(zhǔn)備時(shí)間。

三是部分參數(shù)校準(zhǔn)困難。由于缺少測量器具等參數(shù)校準(zhǔn)，對溫度、舵偏角、過載等參數(shù)無法校準(zhǔn)；部分早期裝備甚至沒有設(shè)計(jì)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)輸入功能，無法實(shí)現(xiàn)傳感器校準(zhǔn)。

四是地面飛參數(shù)據(jù)開發(fā)利用研究不夠。在飛機(jī)監(jiān)控維修方面，地面判讀軟件智能化水平低，故障判據(jù)少，故障詳情分析需要依靠人工判讀，工作量大、效率低，且對判讀人員技術(shù)水平與經(jīng)驗(yàn)等要求很高；在飛行評估方面，目前評估軟件只能識(shí)別儀表和簡單特技飛行動(dòng)作，飛機(jī)起飛、著陸階段飛機(jī)動(dòng)作還需要指揮員人工判定，飛行動(dòng)作識(shí)別正確率低、功能薄弱。

3　主要原因分析

造成國內(nèi)飛機(jī)飛參裝備發(fā)展應(yīng)用中存在諸多問題的原因是復(fù)雜的，但歸納起來，不外乎需求牽引不足、標(biāo)準(zhǔn)體系不健全、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證不充分、缺少自主創(chuàng)新等方面。

3.1需求牽引不足

一是需求論證不足。國外在新型號飛機(jī)設(shè)計(jì)中十分重視飛參等信息裝備的需求論證，不僅制定了飛機(jī)信息綱要等規(guī)范性文件，并且在新機(jī)研制過程中成立飛機(jī)信息工作組，對研制過程中飛機(jī)信息的獲取與記錄問題進(jìn)行綜合論證和管理協(xié)調(diào)，從而充分發(fā)揮需求牽引作用，規(guī)范飛參裝備的發(fā)展。而我國在飛參裝備需求論證方面，與國外相比還存在較大的差距。

二是對飛參裝備在信息化建設(shè)中的作用重視度不夠。國內(nèi)對于飛參產(chǎn)品的通用性、兼容性，以及航材保障的有效性、使用維護(hù)的簡便性方面論證投入較少，對飛參的要求缺乏統(tǒng)一的規(guī)范，對于記錄參數(shù)選擇、信號引接位置確定、傳感器選型等缺少具體規(guī)劃，裝備研制設(shè)計(jì)隨意性大，造成飛參裝備技術(shù)指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)化程度不高，可維修性不強(qiáng)，無法滿足使用需求問題的發(fā)生。

3.2標(biāo)準(zhǔn)體系不健全

目前，國內(nèi)僅有GJB 2883-97《機(jī)載飛行參數(shù)記錄器通用范圍》，HB 6436-1990《機(jī)載飛行數(shù)據(jù)記錄器最低性能標(biāo)準(zhǔn)》等少數(shù)幾個(gè)飛參相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，缺乏數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記錄、數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議、地面設(shè)備規(guī)范等方面的標(biāo)準(zhǔn)，未能構(gòu)成有效的飛參裝備標(biāo)準(zhǔn)體系，無法滿足對飛參裝備研制、生產(chǎn)進(jìn)行有效規(guī)范和指導(dǎo)監(jiān)管的要求。已有的幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，也是參考國外有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制訂，對于原標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容缺乏深入的研究。

3.3試驗(yàn)驗(yàn)證不充分

一是驗(yàn)證手段滯后。國內(nèi)主要參照國外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定設(shè)計(jì)試驗(yàn)驗(yàn)證項(xiàng)目，而部分項(xiàng)目沒有完全模擬產(chǎn)品現(xiàn)場使用環(huán)境，因此無法進(jìn)行真實(shí)考核；部分項(xiàng)目沒有針對存在的問題進(jìn)行改進(jìn)或更新設(shè)計(jì)，使問題帶到了后續(xù)產(chǎn)品中。二是驗(yàn)證方法不科學(xué)。由于制定試驗(yàn)方法時(shí)沒有對國外驗(yàn)證內(nèi)容開展深入研究，采取簡單的借用，其合理性還有待商討；試驗(yàn)過程中部分試驗(yàn)方法受認(rèn)識(shí)和技術(shù)水平限制，得出的結(jié)果不一定能全面反映產(chǎn)品的真實(shí)技術(shù)指標(biāo)。三是驗(yàn)證監(jiān)管機(jī)制不完整。由于沒有給予用戶適當(dāng)?shù)尿?yàn)證組織與監(jiān)管權(quán)利，使得需求得不到滿足，技術(shù)牽引也無從談起。

3.4缺少自主創(chuàng)新

國內(nèi)飛參裝備研制是從模仿國外飛參產(chǎn)品開始的，但是由于國外對我國的技術(shù)封鎖，使國產(chǎn)飛參裝備缺乏國外先進(jìn)技術(shù)牽引，只能主要參照國外產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)開展研發(fā)工作。由于對國外飛參技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定的原則、目的等背景問題缺乏深入了解和研究，飛參裝備在發(fā)展之初缺乏深入研究，國內(nèi)對飛參系統(tǒng)和應(yīng)用的研究、性能等方面缺少自主創(chuàng)新。

4　后續(xù)發(fā)展建議

立足國產(chǎn)飛機(jī)現(xiàn)狀及未來發(fā)展需求，充分考慮國內(nèi)飛參裝備技術(shù)水平，圍繞飛參標(biāo)準(zhǔn)不完善、缺乏試驗(yàn)驗(yàn)證手段以及早期飛參產(chǎn)品性能落后等突出問題，建議重點(diǎn)開展飛參標(biāo)準(zhǔn)體系和試驗(yàn)驗(yàn)證手段建設(shè)、飛參裝備性能提升、飛參信息綜合應(yīng)用等關(guān)鍵技術(shù)研究工作，促進(jìn)國產(chǎn)飛參裝備整體技術(shù)水平的提升，實(shí)現(xiàn)飛參裝備又好又快的科學(xué)發(fā)展。

4.1完善飛參標(biāo)準(zhǔn)體系

飛參裝備的標(biāo)準(zhǔn)體系，須針對飛參產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到使用的整個(gè)階段，覆蓋從機(jī)載到地面的所有設(shè)備，能指導(dǎo)飛參裝備從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)到使用、管理的全過程。通過借鑒國外飛參標(biāo)準(zhǔn)體系的建立原則和組成內(nèi)容，分析其在國內(nèi)的適用性，形成飛參裝備標(biāo)準(zhǔn)體系，規(guī)范飛參裝備的發(fā)展建設(shè)，做好頂層設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)飛參裝備的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化。

4.2提升現(xiàn)役飛參裝備性能

對于現(xiàn)役國產(chǎn)飛機(jī)，部分飛參系統(tǒng)記錄參數(shù)少，不能滿足實(shí)際使用需求，對于這一類飛機(jī)飛參改進(jìn)，應(yīng)以滿足飛機(jī)事故調(diào)查為主，兼顧飛機(jī)維修監(jiān)控和飛行質(zhì)量評估為指導(dǎo)原則，采用增加記錄參數(shù)等手段，提升飛參的整體性能指標(biāo)；部分飛機(jī)裝備的飛參是在早期磁帶式記錄器基礎(chǔ)上改進(jìn)的產(chǎn)品，可靠性差，功能和性能不能滿足要求，應(yīng)采用換裝性能和功能好的飛參產(chǎn)品，加裝艙音記錄器等技術(shù)手段，從總體上提高飛參的性能，完善信息獲取技術(shù)手段。

4.3規(guī)范飛參型號管理

一是在后續(xù)型號研制過程中，應(yīng)加強(qiáng)飛參裝備需求分析論證、型號研制過程監(jiān)管以及重要戰(zhàn)技指標(biāo)試驗(yàn)驗(yàn)證等工作。在型號立項(xiàng)之初，應(yīng)按照裝備機(jī)型特點(diǎn)，有針對性的做好需求論證工作，以便飛參產(chǎn)品盡可能滿足使用需求；在研制過程，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)督，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并協(xié)助處置出現(xiàn)的質(zhì)量問題；同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)飛參關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)試驗(yàn)驗(yàn)證的能力，在建立起必要的試驗(yàn)驗(yàn)證手段之前，必需在實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證環(huán)節(jié)加強(qiáng)監(jiān)管。

二是改變目前在研飛參型號管理方式。將飛參按組成部分，分為采集器、記錄器等組件進(jìn)行獨(dú)立組件管理。各部分組件的外形尺寸、安裝方式、接口特性等性能指標(biāo)均參照國際有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，配套地面設(shè)備、維修保障設(shè)備要統(tǒng)籌考慮，全面納入產(chǎn)品合同。

4.4大力開展關(guān)鍵技術(shù)研究

一是開展飛參信息網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用研究，實(shí)現(xiàn)飛參數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)化管理和應(yīng)用，將飛參信息以動(dòng)畫、模擬儀表、飛行報(bào)告、故障診斷書等多種表現(xiàn)形式，通過網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)給裝備使用、飛行訓(xùn)練和安全管理等部門，最大限度地發(fā)揮飛參在飛機(jī)維護(hù)、飛行訓(xùn)練、安全保障等方面的作用。

二是開展飛機(jī)故障診斷與預(yù)測專家系統(tǒng)研究。未來對飛機(jī)維護(hù)速度和質(zhì)量提出了更高的要求，利用飛參數(shù)據(jù)對飛機(jī)健康狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，能夠快速地判斷和預(yù)測故障，使機(jī)務(wù)人員能全面準(zhǔn)確地了解飛機(jī)狀態(tài)，以便提高機(jī)務(wù)工作的質(zhì)量和效率。

三是研制開發(fā)飛行訓(xùn)練評估專家系統(tǒng)，提高飛行訓(xùn)練技術(shù)水平?；陲w參數(shù)據(jù)的飛行訓(xùn)練評估專家系統(tǒng)，可以量化評價(jià)，解析性強(qiáng)、準(zhǔn)確性高，通過完成飛行過程的動(dòng)作識(shí)別，判斷飛行動(dòng)作是否符合飛行訓(xùn)練大綱要求，檢查關(guān)鍵飛行階段中的飛行參數(shù)是否在規(guī)定的數(shù)值范圍內(nèi)，飛行員是否存在危機(jī)飛行安全的危險(xiǎn)駕駛動(dòng)作等，有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正飛行員的各種操縱偏差。

四是開展飛參數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸技術(shù)研究。隨著新型飛參記錄數(shù)據(jù)的不斷增多和數(shù)據(jù)鏈技術(shù)普及，飛參數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)下傳和飛行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控成為可能。將飛參信息實(shí)時(shí)下傳到飛行指揮中心，通過飛機(jī)安全技術(shù)狀態(tài)和飛行質(zhì)量輔助監(jiān)控系統(tǒng)軟件，實(shí)時(shí)分析判斷飛機(jī)安全狀況和飛行動(dòng)態(tài)，可以在飛機(jī)出現(xiàn)故障或空域出現(xiàn)險(xiǎn)情時(shí)，可以給飛行員及時(shí)的提醒和有效的指揮，幫助飛行員規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，下傳的數(shù)據(jù)也可以作為飛參記錄器的備份。

5　結(jié)束語

飛參在國內(nèi)飛機(jī)研制、試飛、訓(xùn)練、狀態(tài)監(jiān)控、故障診斷和視情維修等方面起到了越來越重要的作用。深入挖掘飛參數(shù)據(jù)的應(yīng)用價(jià)值，對確保飛行安全具有重要和關(guān)鍵的意義。本文總結(jié)了國內(nèi)飛參裝備的現(xiàn)狀，分析了使用飛參過程中面臨的主要問題，并針對性提出了我國今后在飛參裝備和數(shù)據(jù)應(yīng)用方面發(fā)展的建議。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 鄭凱儀. 我國飛行數(shù)據(jù)記錄設(shè)備概況 [J]. 測控技術(shù)，1995，14（2）：19-23.

[2] 呂杰，俞堅(jiān). 飛行訓(xùn)練與評定系統(tǒng)簡介 [J]. 飛行力學(xué)，1996，14（3）：56-59.

[3] 張鵬，張建業(yè)，李學(xué)仁. 飛行數(shù)據(jù)趨勢監(jiān)測在飛機(jī)健康狀況評估中的應(yīng)用 [J]. 空軍工程大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，5（3）：8-10.

[4] 楊全法，任章，董偉凡. 飛行事故調(diào)查中的飛行數(shù)據(jù)記錄器譯碼分析技術(shù) [J]. 航空維修工程，2004，（5）：40-42.

（編輯：雨晴）

[中圖分類號]T-65

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]C

[文章編號]1003-6660（2016）01-0049-04

[DOI編碼]10.13237/j.cnki.asq.2016.02.013