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未来的发展
只要航空电子系统创新的原动力存在(如体积、重量、功耗和成本的降低;安全性、可靠性和可维修性的提高;功能更多、性能更好;更自动化、智能化;减轻机组的工作负担等),航空电子系统的综合化创新就不会停止。
可以预言,系统综合化下一步的目标是:采用统一航空电子网络优化综合航空电子结构,进一步提高综合程度;实现人工智能、模式识别(包括语音识别)、传感器系统综合;宽带天线以及实现天线共用等。
我们的差距
我们正在启动大飞机工程,航空电子系统是其关键系统之一。作为飞机“大脑”和“神经中枢”的航空电子系统,其研制周期长、风险大、研制成本高,并且我们的经验少。
大飞机要十年后才能投入使用,以航空电子系统现在的发展速度,今天的先进技术,五年后就可能要落后。所以,应及早统筹考虑其先进性和成熟性,是自主创新还是从国外引进,研制成本和风险等问题。
笔者认为,大飞机的航空电子系统水平至少要与波音777相当。由于大客机要面对激烈的市场竞争,还有一些的技术应向波音787看齐。但国内的航空电子系统研制与国外还有较大的差距,主要表现在设备研制、系统综合和标准规范体系方面。
设备研制
目前国外航空电子设备已有通用飞机系列、支线机系列和大飞机系列。每个系列又有若干个产品可供选择,但国内民机产业较薄弱,致使我们的航空电子设备也品种少、不成系列,国产Y12、MA60、ARJ21等飞机只好采用国外设备。
在可靠性方面,国外航空电子设备的平均故障间隔时间(MTBF)一般都在上万小时,甚至几万小时,我们的差距较大。
在精度、分辨率、信噪比等性能指标上亦存在差距。
环境试验方面,国外航空电子设备一般按RTCA DO-160(最新版本为E)进行环境鉴定试验,特别是设备的闪电间接效应试验和高强度辐射场(HIRF)试验。据笔者了解,国内没有HIRF的试验室和相应的标准规范。除合肥航太电物理技术研究所做过个别设备的闪电间接效应试验外,国内的绝大部分设备没有做过闪电间接效应试验,更不要说HIRF试验了。
在售后服务方面,除了在用户资料、培训等方面有差距外,国外航空电子设备的供应商一般都有全球性的备件供应网(根据公司的大小,形式不一)和每天24时、一年365天的不间断的客户服务,而我们差距较大。
在TSO认证方面,绝大多数国外航空电子设备都有适航当局颁发的TSO证,而我国航电制造业尚未建立适航体系。
我们在系统体积、重量和功耗方面的差距,以及维修性方面的差距也很大。
系统综合
目前国内在军机航空电子系统研发时,已越来越重视系统的仿真和研制后期的综合试验。像航空电子综合系统这样的现代工程问题,系统的规模较大,系统的接口关系多,系统的结构和控制逻辑比较复杂,而且软件与硬件相结合,技术难度大,导致系统的研制周期较长,研制成本也比较高。过去我们要等到整个真实的系统研制完成后,才能进行试验,得到系统的研制结果。一旦出现失误,就会造成人力、物力和时间上的损失和浪费。
近十年来,国外在研制航空电子系统时,不但重视系统研制后期的综合试验,而且更加重视系统研制初期的仿真试验。在设计初期,仿真可用于飞机总体对系统要求的确认;系统方案、结构的选择对比;人机界面的设计和飞行操作程序优化(飞行员参与)以及将功能和性能指标的分配到分系统、设备(作为分系统和设备研制要求)等。随后,在设备研制的支持、系统的软硬件综合上,系统的半物理仿真和全物理联试都将发挥重要作用。在飞行试验和飞机投入使用后,仿真还可用于系统和设备的排故等。这些都需要前期的大量投入。
标准规范体系
国外标准规范除军标体系外,民用飞机既有适航方面的,也有ARINC、RTCA、SAE等系列的文件,用来指导航空电子系统和设备研制的全过程,如软硬件的研制均以RTCA的最新版本进行。而国内在航空电子系统和设备研制标准规范体系方面差距很大。
综上,建议国家在以上方面加大投入,在整合资源、齐力攻关的同时,兼收并蓄国内外先进技术,走我们自己的创新之路。只有这样,我们才能在不远的将来,建立起完整的航空电子系统和设备研制的标准规范体系,掌握系统综合的方法并拥有系统综合的手段,在航空电子系统的研制技术上,达到乃至超过世界先进水平。 |
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