吳克兵

摘 要：在直升飛機(jī)的外場(chǎng)維修保障、計(jì)量和檢測(cè)工作中發(fā)揮重要作用的就是儀表系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備。文章主要是通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外航空儀表測(cè)試設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀的對(duì)比情況，將測(cè)試設(shè)備小型化研究的重要性充分體現(xiàn)出來(lái)。而且通過(guò)研究當(dāng)前生產(chǎn)制造的實(shí)際情況和用戶的使用環(huán)境等方面，將開(kāi)發(fā)和研制系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備的思路及時(shí)明確，從而為其小型化和便攜化提供了有利的保障。

關(guān)鍵詞：航空儀表；系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備；小型化

中圖分類號(hào)：V241 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）18-0091-02

Abstract： The instrument system test equipment plays an important role in the field maintenance， measurement and inspection of helicopter. This paper， through the contrast of the present situation of development of domestic and foreign aviation instrument test equipment， will mainly test the equipment miniaturization research the importance fully manifests. And through the research on the current situation of production and manufacture and the environment for the user's use， this paper intends to put forth the ideas about the design and development of the system test equipment in a timely manner， thus providing a favorable guarantee for its miniaturization and portability.

Keywords： aeronautical instrumentation； system test equipment； miniaturization

航空儀表測(cè)試設(shè)備是地面維修保障設(shè)備，其主要是在維修飛機(jī)時(shí)使用，主要的作用是使航空一般的技術(shù)技能可以使規(guī)定的指標(biāo)要求相符合，為良好的技術(shù)狀態(tài)提供有利的保障。此外當(dāng)前由于航空儀表對(duì)先進(jìn)的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集和控制技術(shù)等進(jìn)行使用，這在很大程度上改變了接口方式和信號(hào)處理方式等各個(gè)方面，所以具體研究航空儀表測(cè)試設(shè)備，可以將整個(gè)航空裝備的產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平不斷提升，從而使我國(guó)的國(guó)防戰(zhàn)斗力不斷增強(qiáng)[1]。因此具體研究航空儀表系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備的設(shè)計(jì)與小型化方法具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 國(guó)內(nèi)外航空儀表測(cè)試設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)航空儀表測(cè)試設(shè)備的發(fā)展主要經(jīng)過(guò)了四代，而這四代的測(cè)試設(shè)備的成熟性還不夠，需要進(jìn)一步借鑒和創(chuàng)新國(guó)外的成熟技術(shù)，從而將這類航空儀表的測(cè)試設(shè)備研發(fā)速度不斷加快。

1.2 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀

指針式儀表-數(shù)字式液晶點(diǎn)陣式顯示儀表-集中顯示儀表是國(guó)外航空儀表測(cè)試設(shè)備主要的發(fā)展歷程，同時(shí)其也在不斷的完善和發(fā)展相應(yīng)的測(cè)試設(shè)備。當(dāng)前已經(jīng)對(duì)通用測(cè)試平臺(tái)進(jìn)行使用，雖然這個(gè)平臺(tái)中將各個(gè)航空儀表測(cè)試程序所需要的軟件都包括其中，但是具有比較高的價(jià)格，而且在其實(shí)際的運(yùn)行中需要將相應(yīng)工藝裝備夾具進(jìn)行購(gòu)買(mǎi)，所以國(guó)外的航空儀表測(cè)試設(shè)備的造價(jià)也很高。

2 設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備的原則

一是先進(jìn)性的技術(shù)，按照航空儀表測(cè)試設(shè)備技術(shù)的狀態(tài)和相應(yīng)的技術(shù)方法，不但需要對(duì)技術(shù)的成熟性和可靠性充分的考慮，同時(shí)對(duì)技術(shù)的先進(jìn)性也要足夠的重視，只有這樣才能更便捷的升級(jí)和更新產(chǎn)品，同時(shí)可以獲取廣泛的技術(shù)支持。二是可靠性的操作不管是論證航空儀表測(cè)試設(shè)備的方案還是設(shè)計(jì)和設(shè)施技術(shù)首要考慮的就是測(cè)試設(shè)備的固有可靠性，而且應(yīng)該將其不斷提升，同時(shí)對(duì)于使用測(cè)試設(shè)備的人員的長(zhǎng)期安全性也要考慮到，主要是設(shè)備造型安全設(shè)計(jì)以及將連接關(guān)系的合理性做好[2-3]。三是可維護(hù)性和軟件的開(kāi)放性，在測(cè)試設(shè)備中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)是定期的維護(hù)和檢查工作，只有這樣才能使其有效性和合法性得以保證。這就需要將良好的維護(hù)環(huán)境及時(shí)的提供，及時(shí)的更新和升級(jí)校驗(yàn)方法和軟件接口。良好的開(kāi)放性是測(cè)試軟件所具有的，其主要目的是為后期維護(hù)和開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的工作提供便利性，所以在更新時(shí)需要根據(jù)使用維護(hù)手冊(cè)的要求進(jìn)行。四是與測(cè)試設(shè)備的通用要求相符合，對(duì)于航空儀表測(cè)試技術(shù)規(guī)范性需求測(cè)試設(shè)備應(yīng)該使其需求得以滿足，造成這種現(xiàn)象的主要原因是飛機(jī)的飛行安全和技術(shù)穩(wěn)定性的狀態(tài)受到航空儀表系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備保證水平的直接影響，所以不論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外都非常重視這個(gè)方面，如歐美國(guó)家對(duì)航空的生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)方面都具有嚴(yán)格的法規(guī)體系。五是安全性，設(shè)計(jì)過(guò)程中另外一個(gè)主要因素就是安全性，所以在實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該用多重保險(xiǎn)措施保護(hù)硬件，而且需要將連鎖檢測(cè)措施應(yīng)用到軟件上，從而為其安全性提供有利的保障。六是便攜性，測(cè)試設(shè)備的主要發(fā)展目標(biāo)就是服務(wù)保障，而測(cè)試設(shè)備小型化的實(shí)時(shí)維修和保障等功能對(duì)航空儀表發(fā)揮效能的情況具有直接的影響。對(duì)于當(dāng)前的維修和保障要求傳統(tǒng)的測(cè)試設(shè)備已經(jīng)無(wú)法使其得以滿足，而測(cè)試設(shè)備的小型化可以將航空儀表的技術(shù)性能全面的考核，將其檢測(cè)的可信度大大提升，因此其與當(dāng)前的維修和保障要求正相符合[4]。七是可計(jì)量性，在具體的工作中，如果在設(shè)計(jì)設(shè)備時(shí)對(duì)其計(jì)量問(wèn)題沒(méi)有充分的考慮，對(duì)于計(jì)量的接口沒(méi)有合理的設(shè)計(jì)，這對(duì)計(jì)量工作的準(zhǔn)確性會(huì)造成不利影響，在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用后使其可信度大大降低，則需要耗費(fèi)大量的人力等將計(jì)量功能增加。所以在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備時(shí)要對(duì)可計(jì)量性原則充分的考慮。

3 測(cè)試設(shè)備的小型化設(shè)計(jì)

3.1 小型化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

航空儀表測(cè)試設(shè)備的小型化主要是在對(duì)其功能不造成任何影響的基礎(chǔ)上將資源的使用量最大程度的減少，如對(duì)小型化的器件進(jìn)行使用，將多余的功能節(jié)省，將設(shè)備的結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化，將簡(jiǎn)便的設(shè)計(jì)原則始終遵循等。將產(chǎn)品零部件的數(shù)量減少，這可以通過(guò)設(shè)計(jì)模塊化的機(jī)構(gòu)和容易拆卸連接方式的使用來(lái)實(shí)現(xiàn)，而且需要將緊固件的數(shù)量減少。另外在為測(cè)試設(shè)備耐用性提供保障的同時(shí)，需要將設(shè)備的使用壽命適當(dāng)?shù)难娱L(zhǎng)，對(duì)于使用產(chǎn)品過(guò)程中能量的消耗方面可以適當(dāng)?shù)臏p少，將電路板的尺寸和面積縮小，這樣可以將簡(jiǎn)練、具有較小體系和完善的功能的測(cè)試設(shè)備的方案設(shè)計(jì)出來(lái)，從而使測(cè)試設(shè)備小型化的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。

3.2 將總體設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)化

在總體方案的設(shè)計(jì)中，需要將其體積不斷的減小以及將其成本最大程度的降低，其主要目的是使其與直升機(jī)戶外測(cè)試、機(jī)內(nèi)測(cè)試和便攜式的要求相符合。在實(shí)際的設(shè)計(jì)工作中可以對(duì)單芯片的方案充分的考慮，這一設(shè)計(jì)方案不但可以使其所需功能都具備，而可以將相應(yīng)的新能完善的提供[5]。各個(gè)測(cè)試單元在與主測(cè)試系統(tǒng)的連接過(guò)程中主要使用模塊化插槽的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其主要目的使其與各個(gè)測(cè)試單元靈活配置的需求相符合，而且這樣不但可以更加簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)PCB，減小其面積，降低對(duì)功能的消耗，而且可以通過(guò)減少相關(guān)周邊的電力，將系統(tǒng)的穩(wěn)定性大大加強(qiáng)，將生產(chǎn)的過(guò)程進(jìn)一步簡(jiǎn)化，為調(diào)試和維護(hù)測(cè)試設(shè)備的便捷性提供了有利的保障。

3.3 將零組件重疊技術(shù)和高密度連接技術(shù)合理應(yīng)用

在測(cè)試儀器中使用微處理器以后，智能化和小型化是部隊(duì)中小 具有打擊性和單一功能的測(cè)試儀器的主要發(fā)展趨勢(shì)。嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的模塊標(biāo)準(zhǔn)主要是PC/104，其不但完善兼容PC/A，而且該模塊還具有各種優(yōu)點(diǎn)，如較高的可靠性、較低的功耗、較小的體積、較強(qiáng)的沖擊能力和抗振動(dòng)能力等，這些優(yōu)點(diǎn)可以使測(cè)試設(shè)備內(nèi)部高密度連接的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，從而可以將其整體結(jié)構(gòu)的實(shí)用性和簡(jiǎn)潔性進(jìn)一步提升，圖1為PC/104計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組建的測(cè)試系統(tǒng)和相應(yīng)的結(jié)構(gòu)[6-7]。

3.4 將接口電路簡(jiǎn)化

計(jì)算機(jī)技術(shù)和測(cè)試設(shè)備的結(jié)合是將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到測(cè)試設(shè)備領(lǐng)域來(lái)推動(dòng)的，但是由于具有很多的通信格式和數(shù)量，所以一般對(duì)RS232等標(biāo)準(zhǔn)的通信格式進(jìn)行使用，其主要目的進(jìn)一步簡(jiǎn)化接口的電路，只需要將電氣接口簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)就可以使簡(jiǎn)單和小巧的測(cè)試設(shè)備界面得以出現(xiàn)，從而測(cè)試設(shè)備小型化和模塊化的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。

3.5 高密度安裝印制電路板和設(shè)計(jì)降耗功能

將小型貼片式元件應(yīng)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中，不但可以使小型化測(cè)試設(shè)備的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，同時(shí)對(duì)測(cè)試設(shè)備整機(jī)裝配的高度自動(dòng)化方面也具有非常重要的推動(dòng)作用。在測(cè)試設(shè)備小型化目標(biāo)實(shí)現(xiàn)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是對(duì)功耗低的芯片進(jìn)行使用，測(cè)試設(shè)備的小型化，從側(cè)面來(lái)說(shuō)其具有較高的集成度、有限的內(nèi)部控制、相對(duì)較小的體積和缺乏通暢性的空氣流通，如果元器件具有很高的耗能，則將散熱和靜音保持等方面的難度大大增加，但是如果對(duì)功耗低的器件和接口處理器進(jìn)行合理的使用則可以將這些問(wèn)題很好的預(yù)防。所以說(shuō)將功耗低的器件應(yīng)用到設(shè)計(jì)當(dāng)中，將相應(yīng)的結(jié)構(gòu)和散熱設(shè)計(jì)進(jìn)一步簡(jiǎn)化，從而將維修設(shè)備的復(fù)雜度大大降低。

4 結(jié)束語(yǔ)

由此可見(jiàn)，由于時(shí)代的不斷進(jìn)步逐漸用更高的標(biāo)準(zhǔn)要求航空儀表測(cè)試設(shè)備的性能方面，而且多樣化需求逐漸成為測(cè)試設(shè)備的主要發(fā)展趨勢(shì)，這就需要測(cè)試設(shè)備與航空儀表的測(cè)試要求相符合。多樣化和小型化的功能會(huì)集中測(cè)試設(shè)備的內(nèi)部器件，雖然將空間大大縮小，但是可以將連接的線路大大減少，將系統(tǒng)的重量不斷的減輕，從而將系統(tǒng)的可靠性、安全性以及可維護(hù)性等各個(gè)方面不斷的提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]薛內(nèi)川.水雨情應(yīng)急監(jiān)測(cè)一體化設(shè)備小型化設(shè)計(jì)與集成[J].四川水利，2017，38（05）：17-21.

[2]王彬翰，郭云鵬，楊升.小型化SF6氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備的設(shè)計(jì)與研發(fā)[J].科技與創(chuàng)新，2015，15（08）：107+109.

[3]寇亞舟.小型化寬頻段測(cè)向設(shè)備的設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J].艦船電子對(duì)抗，2014，37（04）：123-126.

[4]陳燕華.小型化GIS設(shè)備在某220kV戶內(nèi)變電站優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].福建建設(shè)科技，2013，21（05）：74-76.

[5]羅開(kāi)選.航空儀表系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備的設(shè)計(jì)與小型化方法探討[A].航空工業(yè)測(cè)控技術(shù)發(fā)展中心、中國(guó)航空學(xué)會(huì)測(cè)試技術(shù)專業(yè)委員會(huì)、《測(cè)控技術(shù)》雜志社.2012航空試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C].航空工業(yè)測(cè)控技術(shù)發(fā)展中心、中國(guó)航空學(xué)會(huì)測(cè)試技術(shù)專業(yè)委員會(huì)、《測(cè)控技術(shù)》雜志社：《測(cè)控技術(shù)》雜志社，2012：3.

[6]杜志穎.一種小型化高密集電子設(shè)備集成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法[J].直升機(jī)控制，2011，29（04）：98-102.

[7]蘇成月.一種應(yīng)用于WLAN設(shè)備的小型化雙頻天線的設(shè)計(jì)和研究[A].中國(guó)電子學(xué)會(huì).2009年全國(guó)天線年會(huì)論文集（上）[C].中國(guó)電子學(xué)會(huì)：中國(guó)電子學(xué)會(huì)天線分會(huì)，2009：4.