综合模块化航空电子软件适航方法研究及其在CJ818飞机上的应用

在航电系统开放系统架构和综合模块化的思想指导下,航电系统的集成度越来越高,具体构型实现表现为IMA(综合模块化航空电子)核心处理系统加高速网络(AFDX)的形式。其中核心处理系统由多个LRM(外场可跟换模块)通用处理模块组成,通过软件高度集成实现飞行管理、中央维护、座舱显示、通信导航管理等功能。由于其软件功能高度集成、结构复杂、软件规模庞大,其适航过程复杂性上升。参照ASSAC、ARINC653等标准介绍了当前IMA软件技术的最新动态并对其开放式的架构深入研究,并根据RTCADO178B等已有的软件安全适航性认证规定,阐述了针对复杂航电软件的安全适航过程的方法,此方法在CJ818飞机核心综合处理模块软件的模拟设计过程中得到了应用。     

综合模块化航电的MSG-3分析原理研究

随着现代飞机系统模块化和集成度的不断提高,一些功能以应用软件的形式驻留在共享的硬件设备中,在提升数据传输和处理的效率的同时也增大了系统MSG-3分析的复杂程度。针对这种新技术新情况,本文基于系统MSG-3分析原理提出综合模块化航电(IMA)的MSG-3分析原理。     

综合模块化航电软件仿真测试环境研究

 伴随着综合模块化航空电子(IMA)软件在新一代飞机上的应用,其高复杂性、高度综合的特点以及分层的健康监控和故障管理模式给软件测试提出了挑战。传统的仿真测试环境在应对IMA软件测试中难以满足RTCA DO-178B中规定的对验证过程结果的验证的要求。本文在分析IMA软件特点的基础上,根据DO-178B的要求,综合国外的发展情况和国内的研究进展情况,研究综合模块化航电软件仿真测试环境需求,提出了基于软件故障注入的综合模块化航电软件灰盒仿真测试环境方案,并给出优势分析。该仿真测试环境方案以IMA软件为测试对象,应用软件故障注入技术和代码插装技术满足测试规范文件的要求。其具有通用灵活、适配性强、强实时性等特点,为中国新一代航电软件的系统验证和测试奠定了基础。     

综合化飞机环境监视系统研究及其数字仿真测试

综合模块化航空电子(IMA)技术日益成为飞机航电系统开发的主流构型。基于美国航空无线电技术委员会(RTCA)对飞机环境监视系统(AESS)的定义,分析了AESS的发展过程及技术趋势,以空客A380、Boeing787飞机的AESS为例进行现状分析,依据ARINC768规范开展了综合飞机环境监视系统(IAESS)方案及架构设计,实现了由综合飞机环境监视系统处理单元(IAESSPU)对T3CAS(TCAS、TAWS和ATCRBS)和WXR数据综合与处理的统一,开展了基于高级体系结构(HLA)的IAESS数字仿真系统设计、测试用例和性能分析,验证了IAESS具有高可靠性、低功耗、低总量等优点,未来IAESS发展也将进一步使得系统具备多功能特点。     

民用飞机IMA系统研制保证等级分配的研究

当今的民用飞机普遍使用综合模块化航电(IMA)系统,使飞机上出现了大量的相似设计和资源共享的情况,这为控制研制过程中引入的差错带来了许多挑战.以适航取证为目标,为将研制差错控制在可接受范围内,按照ARP-4754A提供的指导原则,对民用飞机综合模块化航电系统的研制保证等级分配方法和过程进行了分析,得到了适用于民用飞机综合模块化航电系统研制保证等级分配的3点指导原则.为使用综合模块化航电系统的民用飞机的研制差错控制提供了有价值的指导和经验,也为综合模块化航电系统平台的研制提供了有益参考.     

民用飞机综合模块化航电系统分区和资源分配的研究

对比航电传统系统架构,分析了综合模块化航电系统(Integrated Modular Avionics,简称IMA)架构的优点;针对IMA系统功能的高集成度带来的资源分配难度和安全性要求,提出了IMA系统分区和资源分配策略,并给出了具体方法,对民用飞机IMA系统设计具有一定的指导意义和实用价值。     

综合模块化航空电子系统(IMA)适航认证研究

对综合模块化航空电子系统(IMA)相关适航标准进行了研究,分析了IMA系统适航认证四个阶段的任务,包括模块认可、应用软件/专用硬件的认可、IMA系统的认可、IMA系统的飞机级综合。自此基础上,总结了IMA系统的符合性验证程序,包括硬件模块测试、独立系统功能测试、IMA系统集成测试、机上地面试验和飞行试验,为IMA系统的适航认证提供思路。     

新一代航空电子系统的典型——不断发展的综合模块化航空电子系统

综合模块化航空电子系统(IMA)通过综合飞机上所有航空电子的子系统功能,共享通用软件和通用处理等方面的资源,降低了系统的体积与重量,也减少了维护等方面的支持费用,使系统获得较好的效费比.改装先进的综合航空电子系统已成为现役军机改进和升级的重点.     

基于在线加载分区机制的重构方案的设计与实现

随着综合模块化航空电子系统（IMA）结构技术的发展，对航电系统的安全性和可靠性的要求也进一步提高。本文提出的IMA重构方案基于VxWorks653系统中的在线加载分区(Online-Loaded)机制，可以做到对应用程序的动态加载，使得IMA系统在发生故障时能按预设的配置进行功能迁移，从而实现IMA系统的重构。在该重构方案的基础上还同时设计了分步加载技术。测试验证表明，分步加载技术明显减少了重构的耗时，提高了重构的效率。     

民机新型综合模块化航空电子结构

随着超大规模集成电路及专用集成电路的发展,民用飞机电子设备结构已从70年代被称之为ATR机箱的黑盒子,经过8O年代的MCU可互换模块单元,至今已发展成90年代的综合模块化航空电子(IMA)装置,可在尺寸不大的模块安装柜中,由十几个或几十个独立的模块,在软件指令的控制下,通过总线适时地综合各种导航、通信、显示和飞行管理等航空电子系统,完成过去庞大的电子设备舱中几十台电子设备才能完成的飞行任务,从而显著地节省飞机上宝贵的空间和重量,并简化航空电子的设计、制作、安装和维修。