机载信息系统无线网络的安全设计

民机机载信息系统作为机载网络与地面网络的机上连接终端,在带来机载信息与地面网络信息传递便利的同时,也对机载网络安全性设计提出了更苛刻的要求。通过对机载信息系统与地面网络架构研究,分析了可能由地面网络技术引入的网络安全威胁,并针对这些威胁探讨了相对应的安全防护策略和机载信息系统研制应遵循的适航取证方法。     

新一代机载计算机资源架构研究

机载计算机资源架构指的是由处理器硬件和操作系统软件组成的架构。针对机载计算机专用程度高、互操作性差、无统一标准的问题,提炼出新一代机载计算机资源架构,确定了机载计算机资源的范围,深入探讨了机载计算机资源各组成部分的功能,重点分析了硬件、硬件接口系统、操作系统、健康监测和分区的关键指标和机制。新一代机载计算机资源架构可有力减少不同机载计算机资源间技术发展的"烟囱"和壁垒。     

机载数据链通信系统综合调研、分析与设计考虑

旨在对机载数据链通信系统进行综合性调研,并且对各种主要的系统架构进行分析,通过这些过程,形成对系统设计的支持。对机载数据链通信系统的调研内容覆盖:系统的发展历史、设计实现和可应用的条款和规范。另外,还介绍了通信导航监视/ 空中交通管理(Communication Navigation Surveillance/ Air Traffic Management,简称CNS/ ATM)概念,并对其中与机载数据链相关的技术进行了分析。最后,阐述了针对民机机载数据链通信系统设计要点的考虑。     

共性技术在民机机载系统研发中的应用模式研究

机载共性技术是机载产业发展的基础,是促进机载产业结构优化升级、增强自主创新能力和核心竞争力的关键。针对共性技术在民机机载系统研发中的应用问题,通过对国内民机机载系统研制现状的分析,明确机载系统研制对共性技术的需求,对共性技术的应用模式进行了深入研究。在此基础上,提出了服务支持模式、产业集群模式、产业社区模式三种在不同发展阶段机载共性技术的应用模式,并对三种模式的应用场景进行了分析和讨论,对存在的问题和工程实际应用的开展提出了建议。     

机载波分多路复用光网络研究与设计

波分多路复用(WDM)光波交换是机载全光网络的研究方向。本文说明了机载WDM光网络技术的研究现状,阐述了WDM光交换网络能够满足机载骨干网络的发展要求的观点。分析了机载WDM网络的拓扑结构、体系架构和网络组成,给出了机载WDM环形光网络的设计方法,对机载WDM技术的深入研究提供了可借鉴的思路。     

DO-178B可验证的机载操作系统配置生成技术

针对DO-178B适航验证要求对机载嵌入式操作系统配置数据生成技术进行了分析研究,给出了一种可重用的机载嵌入式操作系统配置数据生成器的架构设计。基于这种架构构建的配置数据生成器经过DO-178B适航验证后可适用于不同的机载嵌入式操作系统,从而大大减少机载嵌入式操作系统的适航验证成本。     

基于时间触发架构的网络技术研究与设计

随着航空电子系统架构朝着网络化的方向发展,机载电子系统时间关键性和安全关键性的通信应用需求加大,交互的信息量级不断提升,传统的机载总线技术已无法胜任。时间触发以太网(TTE)在引入了高精度时钟同步机制的基础上,采用一致性通信、故障容忍和冗余设计等技术提高了通信的实时性、稳定性和安全性。以TTE和时间触发协议(TTP)为例,综合TTE和TTP的优势,提出跨网段的一体式时间触发网络设计方法,为航空机载电子系统领域提供了基于时间触发架构的统一网络服务。     

机载嵌入式系统中的多核处理架构研究与分析

与单核处理器相比较，多核处理器在性能、功耗、体积以及重量各方面都有绝对的优势，这使得多核处理器在机载嵌入式系统中的应用成为必然趋势。在分析了航空电子系统的任务特点之后，介绍了两种最常见的多核处理器系统架构：对称多处理（SMP）和非对称多处理（AMP），对这两种系统架构在机载嵌入式系统的应用进行了研究分析，并分析了其关键技术对实时性、安全性和确定性的影响。     

现代民用飞机机载维护系统基线功能研究

现代民用飞机机载维护系统是飞机信息集中和处理的中枢,机载维护系统的先进性决定了民用飞机航电系统的先进性。随着机载电子化技术的发展,主流的民机机载维护系统的基线功能主要包括中央维护功能、飞机状态监控功能以及通信管理功能。对实现上述功能所需的基线功能及架构开展研究,对指导国产民用飞机机载维护系统设计、提升飞机安全性、可靠性和维护性至关重要。     

新一代机载悬挂物管理系统需求分析

针对当前悬挂物管理系统的局限性,结合国外先进战机悬挂物管理系统功能,对我国下一代机载悬挂物管理系统需求进行分析,从FC总线技术、开放式系统架构、多挂点混挂技术、悬挂发射装置控制技术、武器数据链技术5个方面进行了具体的描述,为悬挂物管理系统设计指明了方向.     

航空发动机在线综合诊断结构设计及仿真验证

随着机载航空电子设备的快速发展,使得传统地面系统承担的发动机诊断任务可以在线实现。实时数据的使用,可以在线监测发动机性能退化,减少故障检测和隔离的潜伏期,增加间歇性故障的检测率。为此,提出并设计了一种用于航空发动机气路故障检测和隔离、健康监测及参数估计的在线综合诊断结构。基于xPC Target 原理搭建了硬件实时仿真平台,对该结构进行了仿真验证。仿真结果表明,该结构中的机载自适应模型对发动机健康参数、可测参数和不可测参数的估计误差在0.5%以内;气路故障诊断系统采用实时数据,可以更早地检测和隔离包含间歇性故障在内的各种气路故障。     

基于MBSE的副翼及其操纵系统研发技术及应用

飞机的设计研发是一项涉及多学科领域、多目标、多约束的复杂系统工程过程,系统耦合紧密、参与人员众多、设计信息庞杂,以文档为中心的需求管理等传统研发方法突显出一定的困难,亟需探索新的飞机设计研发方法。以副翼及其操纵系统为研究对象,对基于模型的系统工程(Model Based System Engineering,以下简称MBSE)方法进行了探索研究:采用达索MBSE方法论-MMS(Modeling Methodology for Systems,以下简称MMS),从使命、服务、功能和组件不同视角对副翼及其操纵系统研发的各个方面进行解析,进而完整定义系统;利用达索3D Experience平台,通过RFLP系统工程架构,进行了副翼及其操纵系统的需求开发、功能分析及逻辑架构设计,完成了需求、功能、逻辑架构、系统仿真、物理设计等模型的关联追溯,实现了以达索MBSE方法论为核心的研发技术的有效应用。     

Aging avionics and net-centric operations

The transformation to net-centric operations necessitates evaluation of existing avionics capabilities, identification of deficiencies of these avionics for net-centric operations, and evaluation of alternative avionics that can provide the needed capabilities. The Global Information Grid (GIG) enables net-centric operations. The purpose of the GIG is to provide end users real-time or near-real-time access to multiple information sources ranging from airborne/satellite/ground sensors (video imagery and processed visual information/data) to databases. The end users in an aircraft view and interact with this information through the human system interface (HSI) or "smart" displays. The information is transmitted across a Gigabit Ethernet on-board the aircraft that interfaces with multiple channels of a software programmable radio that acts as a hub in the GIG network, or on-board sensors and processors. This paper presents the mandated capabilities, and the processes involved in determination of upgrades needed to achieve net-centric operations.     

民用飞机甚高频通信系统适航审定技术分析

民用飞机进行可靠的空地、空空通信,对飞行安全尤为重要。甚高频(very high frequency,简称VHF)通信系统是目前应用最为广泛的航空通信方式,VHF通信系统通过与机上音频系统交联实现飞机与外部的语音通信,通过与机上数据链系统交联实现飞机与地面的数据链通信。甚高频通信系统与民用飞机的安全运行密切相关,也是适航规章和运行规章要求的内容。结合甚高频通信系统功能要求和设计架构,针对适用于甚高频通信系统的中国民用航空规章第25部：运输类飞机适航标准(CCAR-25-R4-2011)条款,分析并给出甚高频通信系统可接受的符合性方法,同时根据型号工作经验给出甚高频通信系统在适航审查中的审定要素。针对甚高频通信系统所涉及的各项条款,为局方提供了适航审查工作需要关注的审定要素和评审要求。研究有助于民机甚高频通信系统的安全设计与适航验证。     

民机机载系统网络安保适航政策分析

随着信息化、网络化技术的不断发展,机上互连接口的数量和种类越来越多,在带来性能提升的同时也引入了安保风险,给民机安全性带来了挑战。梳理了新一代民机内部网络域、外部网络域的接口类型,总结了国际民航组织、美国联邦航空局、欧洲航空安全局等各机构针对网络安保问题的审定政策,分析机载网络安保相关的工业标准及审定要求,给出了在实际审定中的审定要素和要求。本研究可为我国民机机载系统网络的适航审定提供理论支撑。     

机载实时模型稳态基准值的修正方法研究

发动机机载实时模型稳态基准值反映了当前发动机的工况,决定着实时模型的稳态精度。提出一种利用传感器测量数据修正机载实时模型稳态基准值的方法,具体采用多项式线性拟合技术、利用传感器近期测量数据修正机载实时模型的基准值,以适应发动机稳态特性的改变、提高模型稳态精度。针对某民用大涵道比涡扇发动机构建的在线故障诊断仿真系统研究表明,在发动机发生性能退化的情况下,修正后的机载实时模型的稳态误差降低近1.8%。     

基于系统工程的飞机系统架构设计过程

随着电子化和集成化程度越来越高,现代飞机系统架构设计中出现越来越多的综合性问题,业界提出了体系性的飞机系统架构设计要求,包括系统工程过程要求、适航条款对架构设计的约束要求、高安全性设计要求等,但缺乏规范的、可落实的飞机系统架构设计过程。针对这个问题,提出了"基于系统工程的飞机系统架构设计过程",并引入了多视角策略(功能视角、逻辑视角、物理视角),针对每个视角,给出了完整的架构设计过程描述和输入输出定义;横跨三个视角,定义了五条设计主线,包括需求主线、架构主线、行为主线、性能主线和安全性分析主线;在多视角的框架下,五条主线上的设计数据可以构成全局性的追溯网络,支持开展各项架构设计分析,并最终支持架构设计质量的提高。     

面向系统集成的起落架地面运动特性建模方法

大型飞机地面运动特性是飞机性能的重要组成部分,主要涉及到飞机的地面滑跑、转弯以及刹车等过程。地面运动特性的分析涉及到动力学、液压、控制等多领域,是典型的多学科耦合的复杂问题。以某大型民用飞机为研究对象,从主制造商的系统集成性能分析需求出发,通过多学科解耦和模型物理度划分两个角度进行地面特性模型架构的分解与定义,并以飞机刹车系统性能分析为例,验证了本架构的有效性。本文提出的模型架构灵活,既适用于飞机集成商的飞机级性能分析,又适用于特定系统级的性能分析。     

飞机着陆时的容错导航

研究了飞机在微波着陆环境中的传感器容错系统。该系统的主要目的是检测辅助导航设备和机载传感器的故障,并在这些传感器可能发生故障时提供可靠的飞机状态估计值。自动导航和控制系统利用这些状态估计控制和引导飞机按预定路线降落。