某型飞机铁鸟试验台试验接口装置的研制

戴烨飞

【摘 要】介绍了一种试验接口装置，它能够在不破坏系统连接电缆的情况下，实现试验设备和被测系统之间的连接，并将系统信号抽引出来，满足测试要求。同时，它也能够实现试验设备仿真信号与被测系统真件信号的切换，满足系统验证和排故要求。

【关键词】试验接口装置；接口互联；构型切换；继电器；铁鸟

【Abstract】In this paper， a test interface unit is introduced. Through it， test equipment can quickly connect to the system under test and the signals of the system can be simply measured， without destroying the system connecting cable. At the same time， it can also realize the switching between the simulation and the real system， meeting the requirements of the system verification and trouble shooting.

【Key words】Test interface unit； Interfacing； Configuration switch； Relay； Iron bird

0 概述

铁鸟鉴定试验是电传飞行控制系统付诸飞行试验前的一个正规的系统验证与确认过程[1]，而铁鸟试验台是这一重要过程的试验平台，它一般安装真实的飞控系统、液压系统和起落架系统，有些机型则还为其配置航电、电源等系统。对于某些没有真件，但试验又需要的系统，则往往采用仿真。又一方面，铁鸟所需安装的真件并不是一次就到位的，那些没有到位的真件，在试验前期，通常也用仿真来替代。待真件到位后，可以直接切换到真件，并保留仿真，以进行对比和排故。

试验接口装置就是用来连接真件和仿真，并实现它们之间切换的试验设备。

1 功能需求

一般来说，铁鸟试验需要经历系统调试阶段、系统综合试验和系统交联试验三个阶段。

以飞控系统为例，在系统调试阶段，可能飞控系统的部分机载设备未能交付，那么试验时往往采用仿真设备代替；在系统综合试验阶段，铁鸟试验台安装了一架份真实的飞控系统，但由于该阶段只需验证飞控系统的需求，那么飞控系统所需其他相关系统的信号可以用仿真替代；而在最后的交联阶段，则需要将飞控系统与其他真实系统交联起来，完成真实接口的检查，完成其他真实系统构型下飞控系统功能和性能满足设计要求。

在这些试验阶段转化的过程中，真实的机载设备将逐渐接入系统，并代替仿真设备与原有的系统进行互联。同时，为了满足真实机载设备、真实系统的排故，往往又要求系统能够切换到仿真设备的状态。因此，试验接口装置既要实现真实机载设备或试验仿真设备的接入，又要实现在真实机载设备和试验仿真设备之间的来回切换，即其应具备以下两个功能：

1）接口互联

与真实飞机上的EWIS（ Electrical Wiring Interconnection System ）系统[2]相类似，试验接口装置的接口互联功能就是要实现铁鸟试验台上所有系统和设备的互联，包括被试系统、仿真系统和测试设备。同时，在接口连接的时候，保证信号的电气特性尽可能的与真实飞机的一致，保证试验设备的接入不会对被试系统的信号造成影响。

2）构型切换

如上文中所述，构型切换就是要实现被试系统机载设备与试验设备之间的切换，从而根据试验需要，配置不同的构型，满足不同试验阶段的要求。

2 设计实现

某型飞机铁鸟试验台试验接口装置的基本原理如图1所示。通过飞机EWIS系统自身设置的分离面，可以将信号转接到试验接口装置的真实接口上，而试验设备通过具备与飞机EWIS系统基本一致的电气特性的电缆连接到仿真接口。这样，在系统调试阶段，即使没有机载设备，通过仿真接口连接试验设备也可以实现调试。在机载设备到位的情况下，只要将设备连接到相应的接口，并通过接口装置的切换，就可以将其接入系统，同时并不需要去除原有试验设备的连接。这样可以根据试验需要，在仿真和真件之间切换。

一般来说，铁鸟试验台安装有相当数量的机载设备和试验设备，各设备之间的接口关系也较复杂，如果仿真和真件之间的切换通过人工或手动来切换，那么势必影响试验的效率和进度。某型飞机铁鸟试验台接口装置的切换通过继电器实现。在每一线路上增加一个继电器，通过继电器控制板卡控制继电器的通断，可以一次实现对多个线路的切换，图2位继电器控制的基本原理示意图。

每一线路的输出由4个继电器控制，这4个继电器组成一个开关矩阵。初始状态下，为了保证设备的安全，4个继电器都处于常开状态。当要求真件输入和真件输出时，继电器K1和K2闭合，且K3、K4保持常开状态；当要求真件输入和仿真输出时，继电器K1和K4闭合，且K2、K3保持常开状态；当要求仿真输入和真件输出时，继电器K2和K3闭合，且K1、K4保持常开状态；当要求仿真输入和仿真输出时，继电器K3和K4闭合，且K1、K2处于常开状态。这样通过不同的继电器断合组合，控制不同的输入和输出，灵活的切换试验构型，满足试验要求。

另外，有些系统为了满足信号采集的需要，往往在继电器K2、K4后端再增加一个数据采集的接口。这样，通过试验接口装置，既可以在输入端通过仿真设备注入信号，又可以在输出端的数据采集接口采集信号。

3 信号切换测试

为了说明信号的实际切换效果，在本文中，我们使用电位计信号和离散信号对系统进行了测试。

测试时，利用函数发生器，在系统真件输入接口和仿真输入接口同时输入幅值为5v，频率为1Hz的正弦电压信号。初始状态时，继电器K1、K4处于断开状态，K2、K3处于闭合状态，因此，仿真通道信号输出为零，真实通道则采集到仿真输入端的信号，如图3所示。当继电器状态反转时，仿真通道采集到幅值为5v的正弦信号，而真实通道信号则为零，如图3所示。

采用相同的方法对离散信号进行测试，其结果如图4所示。

从上述两种信号的测试结果，可以说明本系统能够实现对系统信号的切换。由于采用了能够几无失真地传输并切换高频信号的高频继电器[3]，切换前后的信号波形基本完全一致，如图3所示。也就是说采用高频继电器切换并不会对信号造成影响。

4 小结

通过试验接口装置可以在不破换系统连接电缆的情况下，方便的注入信号，同时，又可以根据需要切换构型，便于仿真与真件的对比和排故。在不需要注入信号的时候，直接去掉试验接口装置与分离面连接器连接的电缆，就可以方便的还原系统。对于那些类似于铁鸟试验，试验构型繁多且不同构型之间需要来回切换的，如果应用试验接口装置，那将大大有利于提供试验效率。

另外，试验接口装置的接入，不可必然的增加设备之间的连接电缆长度，对于有阻抗要求的信号或者有压降要求的供电信号，则应尽可能的做到阻抗匹配或者进行压降等效计算。

【参考文献】

[1]张德发，叶胜利，等.飞行控制系统的地面与飞行试验[M].北京：国防工业出版社，2003.

[2]顾海荣.EWIS介绍以及维护管理要求[M].航空维修与工程，2012，02.

[3]吴世湘，金福群.新型高频继电器加速完善下一代通信技术[J].电子产品世界，2005.

[责任编辑：邓丽丽]