综合航空电子系统机内自检测技术研究

摘要：综合航空电子系统正向综合化、信息化、技术化、模块化及智能化的趋势发展，对其故障检测、故障容纳、故障隔离及故障恢复的要求也越来越高。机内自检测技术已成为航电系统实现智能化不可缺少的重要技术，实现对综合航空电子系统的监控、检测和自诊断。应用于飞机的加电自检、启动自检、维护自检和周期自检，以及在系统故障发生之后，阻止错误信息扩散，对故障的发生部位进行定位及系统余度重构。

关键词：综合航空电子系统;机内自检测（BIT）;虚警

0 引言

随着航空电子系统的发展，现代飞机上电子设备或子系统都装备了独立的计算机，采用1553B数据总线将整个航空电子系统交联在一起，用以满足各传感器、功能单元和子系统之间信息共享、功能综合处理和任务实时性的要求，构建了综合性的航空电子系统。综合航空电子系统机内自检测技术的核心是连续实时测试飞机终端状态及诊断故障部位，而数据的时间同步对数据处理有着重要的影响，为解决系统延时和总线通信的异步性，采取了对时间进行修正的方法使总线数据的时间同步，满足了连续实时处理要求。机内自检测技术的应用使原本繁琐的飞机故检和机务维护变得方便、高效，减少了机载设备因故障难以定位，反复拆卸带来的人为损耗，延长了机载设备的使用寿命，极大提高了系统的可靠性。

1 系统BIT实现过程

系统BIT实现过程如图1所示，以雷达为例进行描述，其他子系统的BIT实现过程与此相同。

雷达BIT由航电启动板、多功能显示器周边键进行启动。主要过程是：

加电自检：操作员按压航电启动板的“雷达”按键，给雷达加电，其内部的LRU自动执行加电自检操作，同时显控计算机向雷达主控计算机（信号和数据处理单元）发出“自检状态”传输命令，信号和数据处理单元将子系统的“加电自检”状态上报给显控计算机，显控计算机在平显上显示。LRU在规定时间完成加电自检后，信号和数据处理单元收集内部各LRU自检结果，连同自身的自检结果按规定格式进行综合，并在显控计算机控制下将综合后的自检结果上报给显控计算机。显控计算机接收到自检结果后，修改自检状态，并以MFL的形式显示故障结果，MFL同时送数据传输设备进行记录。

启动自检：通常是在加电自检结束后，子系统的各个LRU已处于工作状态。此时，根据维护需要可执行启动自检，由操作员在多功能显示器的启动自检菜单中，选择子系统进行启动。需注意的是，在加电自检和启动自检过程不能完全执行其功能，因此，在飞行中的启动BIT限制在不影响到任务功能（大气数据子系统、惯性导航子系统等不能进行启动BIT）。

周期自检：航电系统在正常工作过程中，各子系统利用后台时间周期性地进行自检测。检测到的故障报告给显控计算机，由显控计算机按照故障处理逻辑进行处理。

维护自检：通过MFD的“维护”菜单选择维护自检，对航电子系统进行维护和校靶，也可以对需要进行维护检测的飞机其它功能系统进行功能系统的维护检测。

2 系统BIT结果显示

（1）加电自检

加电自检结果通常会在平显和多功能显示器上显示，在平显在显示加电自检状态（PUBIT）和自检结果（比如PUBIT OK或PUBIT NO），用于指示航电系统当前处于的自检类型及结果，“PUBIT OK”表示加电自检结果正常，“PUBIT NO”则表示加电自检结果有故障。在多功能显示器上显示详细的维护故障清单（MFL），并用颜色标识故障情况，比如绿色表示子系统自检正常、黄色表示子系统出现“注意和/或提示”级故障，橙色表示警告级故障，红色表示危险级故障。当按压MFD的周边键可调阅相应子系统的MFL画面，包括子系统名称、故障代码、故障时间等内容。

（2）启动自检

启动自检的操作方式与平显显示内容与加电自检大致相同，启动自检时，平显上显示“IBIT”表示当前航电系统和于启动自检状态，自检结果包括“IBIT OK”或“IBIT NO”两种情况。启动自检的MFL显示及MFL内容与加电自检相同。

（3）周期自检

在周期自检过程中，如果航电子系统自检正常，显控计算机不显示自检状态。如果出现故障，根据不同故障等级在平显、多功能显示器、正前方控制板、灯光告警、语音告警等多种形式输出故障。

（4）维护自检

MFD上显示维护自检画面，当选择“航电”维护自检时，MFD上会出现航电子系统维护菜单，当选择“非航电”维护自检时，进入发动机、飞控、燃油、环控等非航电系统的维护。

3 BIT技术在航电系统的应用

BIT技术用于航电系统故障检测故障容纳、故障隔离及故障恢复。用于判断系统故障，在故障

发生之后，阻止故障后的错误信息扩，对故障的发生部位进行定位，结合飞机的下视显示器可调用故障代码，采用余度总线和降级处理的方式取代发生故障的部件，对系统故障进行修复，为飞行员或地勤人员提供了评价航电系统硬件完好性的能力。航电系统由元件级BIT、板级BIT和系统级BIT自下而上，递阶而成。其中元件级BIT主要指设计元件内部的自测试单元，板级BIT主要由板级控制单元、信息处理单元和板级测试总线构成，系统级BIT主要由系统级控制单元、系统级测试和维修总线以及智能综合诊断系统构成，与障代码表示形成对应关系，其故障代码一般采用4位数字表示，前2位表示LRU编码，第3位表示SRU编码，第4位表示检测点编码，对于不能定位到单个SRU故障或者SRU故障的检测点数目大于10个，第3位表示这类故障的编码，第4位表示这类故障的顺序编码。操作员启动自检测是中断自检测，其检测级别高于加电自检测，是系统在地面静止条件下进行的，其目的是为了系统维护，能使操作员测试各子系统，并接收周期BIT期间没有检测到的故障数据，操作员启动自检测完成后，系统自动清除以前记录的维护故障清单（MFL），重新建立启动自检之后的维护故障清单。

4 系统虚警

综合航空电子系统的虚警是指机载计算机BIT指示故障与实际不相符的情况。虚警问题会影响飞机的正常使用和误导地勤人员无效维修等后果，发生虚警后故障复现困难，在系统设计过程中要重视BIT电路的可靠性、通信电路中的噪声、通信芯片的门限等因素，为保证系统的可靠性一般采用冗余的设计方法，如：硬件冗余、软件冗余、时间冗余和信息冗余等。在修理中要关注通信网络信号传输性能、信号波形品质、信号传输稳定性信号传输的完整性等因素，误码率、误块率、误字率应符合信号传输的技术要求。

5 结束语

本文基于综合航空电子系统的技术特点，对综合航空电子系统BIT的工作原理，数据传输方式虚警的产生原因进行了研究，对其实际中应用做了说明。本文对技术人员具有重要的参考价值和指导作用，有利于提高保障装备的完好性、提高维修效率，对BIT技术发展和广泛应用起到了推动作用。

参考文献：

[1]陈阳.航空电子装备维修技术与实践[M].北京：国防工业出版社，2019.

[2]王勇.機载计算机系统[M].北京国防工业出版社，2008.

作者简介：

陈阳，飞机航电工程师，研究方向：综合航空电子系统。

（大连长丰实业总公司，辽宁大连 116000）