TCAS 系统故障隔离及容错架构设计方法研究

针对TCAS 系统运行过程典型功能危险场景和架构设计过程，本文采用系统工程过程的正向设计流 程方法，针对潜在的功能失效风险，开展TCAS 系统域的故障检测和容错设计技术研究，形成覆盖系统、软件 和硬件层级的故障检测及隔离架构设计方案，以提高装机运行过程中防撞告警的置信度，减少由于误警和虚警 对飞行安全产生的不利影响。     

新型喷管电控系统可靠性设计

为提高新型喷管控制系统可靠性及故障安全性,对该系统的故障进行检测,并对故障采取相应的对策以保证系统在故障状态下能够安全工作。对该系统的可靠性设计技术进行了初步探讨,对其硬件及软件进行介绍,并对该系统可能发生的故障及其失效原因、拟采取的措施及对安全的影响进行了初步分析,对故障事件的发生概率、故障对飞行安全的严酷度等也进行了安全评估。分析结果表明:新型喷管控制系统可靠性满足要求。     

Linux下无人机软件故障注入系统研究与设计

基于linux系统的软件故障注入方法,设计了一个软件故障注入系统UAVFI_L,采用硬件覆盖和故障模型的方法,模拟无人机系统的硬件故障,并着重讨论了在总线上注入故障的试验策略。最后用一台工控机和飞控计算机通讯,注入故障。故障注入试验结果表明了这种方案的正确性和可行性。     

应用6Sigma改进方法提高TCAS系统可靠性

在大型民用飞机中TCAS系统是重要的飞行安全运行的航电系统之一,其故障会对飞机正常营运造成很大的影响。应用6Sigma原理进行维修管理可以有效地改进TCAS系统的可靠性。结合航空公司波音737NG机队的运行中TCAS系统故障情况,介绍运用6Sienna方法的分析过程达到的实际改进效果。     

Modeling of reliability and performance assessment of a dissimilar redundancy actuation system with failure monitoring

Actuation system is a vital system in an aircraft, providing the force necessary to move flight control surfaces. The system has a significant influence on the overall aircraft performance and its safety. In order to further increase already high reliability and safety, Airbus has imple-mented a dissimilar redundancy actuation system (DRAS) in its aircraft. The DRAS consists of a hydraulic actuation system (HAS) and an electro-hydrostatic actuation system (EHAS), in which the HAS utilizes a hydraulic source (HS) to move the control surface and the EHAS utilizes an elec-trical supply (ES) to provide the motion force. This paper focuses on the performance degradation processes and fault monitoring strategies of the DRAS, establishes its reliability model based on the generalized stochastic Petri nets (GSPN), and carries out a reliability assessment considering the fault monitoring coverage rate and the false alarm rate. The results indicate that the proposed reli-ability model of the DRAS, considering the fault monitoring, can express its fault logical relation and redundancy degradation process and identify potential safety hazards.     

Fault Tolerant Computer System for the A129 Helicopter

The A129 integrated multiplex system (IMS) is a highly reliable computer system designed to implement automatic flight control, navigation, system monitoring, and other flight-critical and mission related tasks. The reliability of the IMS has been achieved through the development of hardware-implemented and software implemented fault-tolerance techniques which exploit several unique architectural and hardware characteristics. This paper describes the fault-tolerance design philosophy, the IMS architecture, the fault detection and fault recovery techniques, and the hardware and software structures. Also presented is a Markov reliability analysis which was used to quantify the reliability of the system.     

基于隐蔽故障和多失效模式耦合的应急门安全性分析

民用飞机翼上应急门具有特殊性,故障存在一定的隐蔽性,因此合理地分析其安全性尤为重要。本文明确应急门隐蔽故障的评估和选取方式,在底事件失效概率的求解过程中引入隐蔽故障暴露时间,建立应急门空中意外打开故障树;将常规构建的“公差累积导致闩轴运动不到位”底事件考虑成由公差累积和结构磨损共同作用导致的闩轴运动不到位问题,细化故障树底事件建模技术,开展安全性分析,并对故障树细化前后可靠性分析结果进行对比。结果表明：细化后的故障树更符合工程实际,应急门可靠性分析结果更准确。     

机载机电系统可靠性的计算机辅助分析方法

 为了提高机载机电系统的可靠性，机载机电系统常采用余度系统，以达到故障容错，进而实现整个飞机系统的高可靠性和安全性。开发适应于余度间耦合、动态性能降级的ReliaApp可靠性分析评价软件平台，通过有效综合故障模式影响（FMEA）、故障树分析（FTA）和Markov状态转移链法，实现不同容错设计方案的选择、机电系统的可靠性定量评价并给出系统的薄弱环节，为系统的余度配置和改进设计提供软件设计与评估平台，以确保飞机系统的高可靠性和安全性。实例应用表明该软件平台是飞机机载机电系统可靠性设计与评价有效的计算机辅助工具。     

重构飞行控制技术研究综述

重构飞行控制技术的研究源于保障飞行安全性的考虑,即在故障发生的情况下,通过对飞行控制系统进行重构,提高飞行的安全性和可靠性.在空中交通日益繁忙的今天,对飞行的安全性和可靠性提出了更高的要求,因而重构飞行控制技术具有重要的研究价值.国内外就重构飞行控制技术展开了一系列的研究计划,通过这些研究计划,可以了解重构飞行控制技术发展的过程和研究现状,结合最新的研究进展总结了目前的研究方向和热点问题,明确了今后该领域的研究方向和重点.     

民用飞机飞控通电自检测安全性研究

民用飞机飞控通电自检测安全性分析周期假设为20 FH(Flight Hour,飞行小时),不能覆盖24 h,飞机全天利用率高,在下次执行飞控通电自检测之前可能会出现飞控通电自检测过期告警。为了提高飞机维修性,有必要对飞控通电自检测安全性进行研究。通过建立飞控系统失效条件关联的故障树并更新飞控通电自检测的暴露时间,在符合飞控系统I～IV类失效条件等级故障概率要求和千分之一判据情况下,安全性分析结果表明飞控通电自检测周期可以提高到30 FH。     

先进重构飞行控制技术和方法研究

重构飞行控制技术本质上是一种容错飞行控制技术，它使飞控系统具有适应未知故障和损伤的能力，从而可以有效地提高安全性和任务效能。先进重构飞行控制技术在原有的基础上更加强调自适应的能力，而不再依赖故障诊断和隔离（FDI）系统，因而促进了鲁棒控制、智能控制和逢适应控制技术在该领域的交叉和融合。首先回顾了重构飞行控制技术的发展现状，然后给出了几种先进重构控制方法，并总结了先进重构飞行控制技术的主要技术优势，最后展望了它的发展趋势和应用前景。     

导弹飞控系统可靠性仿真研究

提出了在几种主要因素影响下进行飞控系统性能和可靠性一体化分析的方法。建立了风、结构误差(包括弹体质量分布不对称、弹体不同轴、翼面安装角误差和舵面机械零位误差)、推力偏心和硬件故障等因素的扰动模型,给出了可靠性仿真的方法、实施步骤、具体算法流程和相关可靠性指标的计算公式。以某型导弹飞控系统作为案例,进行了大量仿真,分析了风等因素对该系统可靠性的影响。通过算例证明,所建立的扰动模型和可靠性分析方法是正确的。     

我国航空市场支线飞机运营故障统计分析

对我国支线飞机以及运营在支线航线上的干线飞机在运行过程中产生的大量故障与可靠性数据进行收集,通过对已发生的重大故障或影响小的故障信息的整理、统计与分析,获得各相关机型侄运行过程中表现出来的故障特点,从而归纳出机型之间故障分布的共性,为飞机设计与改型提供需要重点关注的ATA章节建议,为我国自主研制的飞机设计与改型提供有益的参考。     

带FDI算法的无人机组合导航姿态确定控制系统设计

无人机导航系统的作用是提供导航数据给飞控计算机作为制导和控制用,因为飞控计算机的性能在很大程度上依赖于导航数据,导航系统的某一个错误可能会导致整个无人机的失败,因此,导航系统应具有故障检测和隔离(FDI)算法,介绍了一种用于无人机导航的FDI和低成本的组合导航系统,硬件包括低成本商业用MEMSIMU、GPS接收器、磁力计和导航计算机,软件包括带FDI算法的卡尔曼滤波。     

基于MBSE的通用质量特性建模分析技术研究

航空装备的可靠性、安全性、测试性分析在工程应用中存在大量重复性工作,如重复开展 FMEA 等;传统 FMEA 存在很多管理和技术问题,且 GJB/Z 1391—2006 中给出的功能及硬件 FMEA 方法自身也存在一定的技术缺陷,导致 FMEA 应用效果差,甚至很多外场真实故障应用传统 FMEA 是无法分析出来的。本文首先从 MBSE 角度着手,充分融合产品研制流程和通用质量特性的设计分析评估过程,以产品功能作为通用质量特性的输入,基于功能故障逻辑建模分析,对飞控系统功进行案例应用。结果表明：基于 MBSE 的通用质量特性建模分析技术可有效避免重复工作,并能解决“两张皮”问题。     

分离式飞行数据记录与跟踪系统可靠性分析

采用故障树分析方法分析了新型分离式飞行数据记录与跟踪系统的可靠性。通过搭建以系统失效为顶事件的故障树,获得了最小割集、顶事件的发生概率以及各分系统的失效概率排序。通过对比各分系统的关键重要度,找出了分离式飞行数据记录与跟踪系统中最薄弱的部分,并进行了改进。结果表明,缓降分系统对总系统可靠性的影响最大,通过多充气模块可以显著提高缓降系统的可靠性。但当充气模块多于2套时,增加充气模块并不能进一步明显提高系统的可靠性。     

贝叶斯网络在飞控系统可靠性评估中的应用

把一种基于贝叶斯网络的故障树分析法应用于飞控系统俯仰控制功能的可靠性评估中,突破传统故障树分析法的局限性——各部件独立、状态为二值,不但可以计算系统的可靠性指标,而且可以定量给出某个事件或某几个事件在系统可靠性中所占的地位,找出系统的薄弱环节。     

贝叶斯网络在飞控系统可靠性评估中的应用

把一种基于贝叶斯网络的故障树分析法应用于飞控系统俯仰控制功能的可靠性评估中,突破传统故障树分析法的局限性——各部件独立、状态为二值,不但可以计算系统的可靠性指标,而且可以定量给出某个事件或某几个事件在系统可靠性中所占的地位,找出系统的薄弱环节。     

国产航空发动机润滑油在国内民用飞机上的应用研究

介绍了航空发动机润滑油技术标准的发展历程,分析了国外航空润滑油的发展趋势和认证流程,研究了国产航空发动机润滑油在国内民用航空市场应用的渠道;明确了国产航空发动机润滑油达到国际先进水平所需要进行的工作。     

飞控襟翼硬件仿真系统的设计及应用

以飞机控制系统的设计要求为依据设计飞控襟翼硬件仿真系统,该系统是参照真实飞控襟翼系统的功能和接口要求,采用基于数字仿真扩展模拟电路接口的硬件仿真系统。其与真实襟翼具有相似功能、相同接口、完全可以替代真实襟翼完成相关试验。试验结果表明:该系统为飞控襟翼试验的圆满完成提供有效的保障。