浅析国内飞参使用现状与发展建议

2016-01-03周圣林毛海涛

航空标准化与质量 2016年2期

关键词：飞行安全事故分析

周圣林毛海涛

（中国人民解放军92728部队，上海 200436)

浅析国内飞参使用现状与发展建议

周圣林毛海涛

（中国人民解放军92728部队，上海 200436)

[摘要]在深入分析总结国内飞参使用现状、不足和主要原因的基础上，就如何更好地发挥飞参在飞行训练、事故分析、故障诊断等方面的关键作用，进行了分析研究并提出了相关建议。

[关键词]飞参；事故分析；状态监控；飞行安全

[收修订稿日期] 2015-11-30

飞机在飞行过程中，各系统、各部件的工作状态总能通过相应的参数表现出来。从上世纪中叶开始，美国、德国、法国、前苏联等国家就在飞机上加装飞行参数记录系统（简称飞参系统）。该系统能记录并保存飞机飞行过程中的一些重要参数（简称飞参数据）。一开始飞参的功能主要是为飞行事故调查、事故分析提供依据；如今随着机载电子设备技术的迅速发展，飞参的作用发生了巨大的变化，其作用与飞行安全、飞机维护以及飞行训练结合得越来越密切。

装备的发展必须以需求为牵引，飞参也不例外。目前，飞参在国内飞机辅助维修、飞行训练及发动机综合监控等方面的应用前景呈现良好的势头，用户对飞参的认识日益提高，空勤、地勤以及质控人员对飞参的应用尤为重视。

然而由于国内技术能力、组织管理等方面原因，目前国内飞机飞参系统和应用的总体技术水平较国际先进水平还有一定的差距，飞参记录设备故障率较高、飞参数据应用软件功能简单，难以满足用户实际使用需求。为充分发挥飞参在飞行训练、事故分析、故障诊断等方面的关键作用，必须深入分析国内飞参使用的现状与差距，查找根源，准确把握问题实质，并采取切实可行的措施办法破解瓶颈，从而充分有效发挥飞参的重要作用。

1　国内飞机飞参使用现状

我国自上世纪70年代开始研制、使用飞参装备，虽然起步较晚，但发展迅速。最初只用于飞机试飞时记录几个关键参数以便对飞机设计性能进行验证。经过30多年的使用，飞参已在国内飞机事故调查、维修监控以及训练评估等方面均发挥了不同程度的作用。

1.1利用飞参数据测试验证飞机设计性能

飞参系统为飞机试飞提供了飞行速度、高度、航向等重要参数，便于地面专家分析飞机是否达到了设计性能，其已在国产新型飞机试飞中发挥了重要作用，为飞机结构强度、可靠性测试提供了科学依据。

1.2利用飞参数据调查失事飞机的事故原因

辅助调查失事飞机的事故原因是国内大规模加装飞参系统的源动力。具有卓越抗坠毁性能的飞参系统在事故中往往能保存完好，可以给调查人员提供证据进行分析研究，准确判断事故原因，进而排除类似飞行隐患。

1.3利用飞参数据对飞机进行维护和监控

国产飞参装备之初，由于飞参记录参数少、数据精度低和缺少配套地面保障设备，其在飞机维修监控方面发挥的作用比较有限。国内引进国外先进飞机后，其维护规程都要求必须通过飞参判明飞机无异常后才能放飞，加深了国内对飞参在飞机维修监控方面重要作用的认识。目前利用飞参信息，飞机质量控制中心能对飞机进行结构损伤评估，监控飞机寿命，为合理调配使用飞机提供了科学依据；发动机状态监控和寿命管理中心能够对发动机技术状态和使用情况进行监控，为合理制定使用计划，科学确定维修时机提供可靠依据。

1.4利用飞参数据评估考核飞行质量

飞参在客观评定飞行效果方面已发挥了一定的作用，但是由于飞参记录参数较少、精度低，造成评估所需数据不全面、评判结果不客观，客观上限制了训练评估应用软件的开发和推广。

2　存在的主要问题

国内飞参装备用30多年时间走过了西方发达国家60多年的发展历程。由于发展时间短，且受到认识水平和技术条件的限制，在发展建设和实际使用中不可避免地暴露出一些问题，主要表现在以下几个方面。

2.1飞参装备型号繁多、通用性差

目前国内飞机共装备了几十种型号的飞参，甚至同一型号飞机装备了多个型号的飞参。各机场多种型号飞参同时存在，机载设备和地面保配套障设备不通用，飞参的使用维护管理和航材保障十分不方便，用户反映很强烈。

2.2功能、性能不能满足使用需求

国内飞机所装飞参大部分为20世纪90年代设计定型的产品，总体技术较为落后，故障率较高，功能不全，难以满足实际使用需求，具体包括以下内容。

（1）缺失部分重要参数。目前部分机型缺少对飞行员操纵等重要参数的记录，用户反映至少应记录涉及发动机、液压、操纵等系统参数，才能基本满足日常维护和飞行评估的需要。

（2）部分参数采集点设置不合理。部分参数的引接位置不科学，经过了转接或再次处理，不能真实、准确反映飞机系统工作状态；部分传感器选型未考虑飞机非正常情况下的参数变化要求，信号量程范围不够。

（3）部分飞参型号在机载软件和地面判读软件中设置有不适当的信号输出范围限制或滤波处理，可能会导致飞参不能正常反映飞机真实的动态变化，从而掩盖事实真相。

（4）有些信号采集不“闭环”。飞行员操纵和飞机响应等具有因果对应关系的信号未能同时采集，“输入-响应”不能形成“闭环”。

（5）部分重要参数采样率低。某些机型对高度、过载、航向等重要参数的采样率设置过低，难以准确反映飞机剧烈变化情况下的动态特性，导致准确判定飞机的动态变化过程十分困难。

（6）一些飞参传感器精度低。某些早期传感器误差较大，如部分飞机加装的过载传感器等，误差在2%以上，难以满足实际分析使用精度要求。

2.3飞参地面应用和维护困难

一是内场、外场地面保障设备型号多，通用性差。很多机场有两至三个型号的飞参检测设备并存，外场人员需同时携带两种以上设备，使用极不方便。

二是数据卸载、地面判读时间长。部分设备卸载一个架次数据再加上地面判读分析时间，完成每个架次的飞参判读时间超过一个小时，严重影响了再次飞行准备时间。

三是部分参数校准困难。由于缺少测量器具等参数校准，对温度、舵偏角、过载等参数无法校准；部分早期装备甚至没有设计校准数据输入功能，无法实现传感器校准。

四是地面飞参数据开发利用研究不够。在飞机监控维修方面，地面判读软件智能化水平低，故障判据少，故障详情分析需要依靠人工判读，工作量大、效率低，且对判读人员技术水平与经验等要求很高；在飞行评估方面，目前评估软件只能识别仪表和简单特技飞行动作，飞机起飞、着陆阶段飞机动作还需要指挥员人工判定，飞行动作识别正确率低、功能薄弱。

3　主要原因分析

造成国内飞机飞参装备发展应用中存在诸多问题的原因是复杂的，但归纳起来，不外乎需求牵引不足、标准体系不健全、实验验证不充分、缺少自主创新等方面。

3.1需求牵引不足

一是需求论证不足。国外在新型号飞机设计中十分重视飞参等信息装备的需求论证，不仅制定了飞机信息纲要等规范性文件，并且在新机研制过程中成立飞机信息工作组，对研制过程中飞机信息的获取与记录问题进行综合论证和管理协调，从而充分发挥需求牵引作用，规范飞参装备的发展。而我国在飞参装备需求论证方面，与国外相比还存在较大的差距。

二是对飞参装备在信息化建设中的作用重视度不够。国内对于飞参产品的通用性、兼容性，以及航材保障的有效性、使用维护的简便性方面论证投入较少，对飞参的要求缺乏统一的规范，对于记录参数选择、信号引接位置确定、传感器选型等缺少具体规划，装备研制设计随意性大，造成飞参装备技术指标和标准化程度不高，可维修性不强，无法满足使用需求问题的发生。

3.2标准体系不健全

目前，国内仅有GJB 2883-97《机载飞行参数记录器通用范围》，HB 6436-1990《机载飞行数据记录器最低性能标准》等少数几个飞参相关标准，缺乏数据存储记录、数据传输协议、地面设备规范等方面的标准，未能构成有效的飞参装备标准体系，无法满足对飞参装备研制、生产进行有效规范和指导监管的要求。已有的几个标准，也是参考国外有关标准制订，对于原标准的内容缺乏深入的研究。

3.3试验验证不充分

一是验证手段滞后。国内主要参照国外相关标准的规定设计试验验证项目，而部分项目没有完全模拟产品现场使用环境，因此无法进行真实考核；部分项目没有针对存在的问题进行改进或更新设计，使问题带到了后续产品中。二是验证方法不科学。由于制定试验方法时没有对国外验证内容开展深入研究，采取简单的借用，其合理性还有待商讨；试验过程中部分试验方法受认识和技术水平限制，得出的结果不一定能全面反映产品的真实技术指标。三是验证监管机制不完整。由于没有给予用户适当的验证组织与监管权利，使得需求得不到满足，技术牵引也无从谈起。

3.4缺少自主创新

国内飞参装备研制是从模仿国外飞参产品开始的，但是由于国外对我国的技术封锁，使国产飞参装备缺乏国外先进技术牵引，只能主要参照国外产品技术标准开展研发工作。由于对国外飞参技术标准制定的原则、目的等背景问题缺乏深入了解和研究，飞参装备在发展之初缺乏深入研究，国内对飞参系统和应用的研究、性能等方面缺少自主创新。

4　后续发展建议

立足国产飞机现状及未来发展需求，充分考虑国内飞参装备技术水平，围绕飞参标准不完善、缺乏试验验证手段以及早期飞参产品性能落后等突出问题，建议重点开展飞参标准体系和试验验证手段建设、飞参装备性能提升、飞参信息综合应用等关键技术研究工作，促进国产飞参装备整体技术水平的提升，实现飞参装备又好又快的科学发展。

4.1完善飞参标准体系

飞参装备的标准体系，须针对飞参产品从设计到使用的整个阶段，覆盖从机载到地面的所有设备，能指导飞参装备从设计、生产到使用、管理的全过程。通过借鉴国外飞参标准体系的建立原则和组成内容，分析其在国内的适用性，形成飞参装备标准体系，规范飞参装备的发展建设，做好顶层设计，实现飞参装备的标准化、系列化、通用化。

4.2提升现役飞参装备性能

对于现役国产飞机，部分飞参系统记录参数少，不能满足实际使用需求，对于这一类飞机飞参改进，应以满足飞机事故调查为主，兼顾飞机维修监控和飞行质量评估为指导原则，采用增加记录参数等手段，提升飞参的整体性能指标；部分飞机装备的飞参是在早期磁带式记录器基础上改进的产品，可靠性差，功能和性能不能满足要求，应采用换装性能和功能好的飞参产品，加装舱音记录器等技术手段，从总体上提高飞参的性能，完善信息获取技术手段。

4.3规范飞参型号管理

一是在后续型号研制过程中，应加强飞参装备需求分析论证、型号研制过程监管以及重要战技指标试验验证等工作。在型号立项之初，应按照装备机型特点，有针对性的做好需求论证工作，以便飞参产品尽可能满足使用需求；在研制过程，应加强监督，及时发现并协助处置出现的质量问题；同时应加强飞参关键技术指标试验验证的能力，在建立起必要的试验验证手段之前，必需在实验室验证环节加强监管。

二是改变目前在研飞参型号管理方式。将飞参按组成部分，分为采集器、记录器等组件进行独立组件管理。各部分组件的外形尺寸、安装方式、接口特性等性能指标均参照国际有关标准设计，配套地面设备、维修保障设备要统筹考虑，全面纳入产品合同。

4.4大力开展关键技术研究

一是开展飞参信息网络化应用研究，实现飞参数据的网络化管理和应用，将飞参信息以动画、模拟仪表、飞行报告、故障诊断书等多种表现形式，通过网络呈现给装备使用、飞行训练和安全管理等部门，最大限度地发挥飞参在飞机维护、飞行训练、安全保障等方面的作用。

二是开展飞机故障诊断与预测专家系统研究。未来对飞机维护速度和质量提出了更高的要求，利用飞参数据对飞机健康状态进行实时监控，能够快速地判断和预测故障，使机务人员能全面准确地了解飞机状态，以便提高机务工作的质量和效率。

三是研制开发飞行训练评估专家系统，提高飞行训练技术水平。基于飞参数据的飞行训练评估专家系统，可以量化评价，解析性强、准确性高，通过完成飞行过程的动作识别，判断飞行动作是否符合飞行训练大纲要求，检查关键飞行阶段中的飞行参数是否在规定的数值范围内，飞行员是否存在危机飞行安全的危险驾驶动作等，有利于及时发现和纠正飞行员的各种操纵偏差。

四是开展飞参数据实时传输技术研究。随着新型飞参记录数据的不断增多和数据链技术普及，飞参数据实时下传和飞行状态实时监控成为可能。将飞参信息实时下传到飞行指挥中心，通过飞机安全技术状态和飞行质量辅助监控系统软件，实时分析判断飞机安全状况和飞行动态，可以在飞机出现故障或空域出现险情时，可以给飞行员及时的提醒和有效的指挥，帮助飞行员规避风险。同时，下传的数据也可以作为飞参记录器的备份。