航空电子机载设备可靠性研究

何岩

摘要：该文先是简要介绍了航空电子机载设备的作用和分类，再主要介绍了对于航空机载电子设备可靠性的研究方法，并且选用强化试验方法为示例进行阐述，且简述了航空数据总线技术在可靠性研究领域的应用。

关键词：航空；机载电子设备；可靠性；发展

1航空电子机载设备概述

随着科学技术飞速发展，航空电子领域的研究开发也取得了突飞猛進的成就，现投入使用的先进的航空电子机载设备都是包含有通信系统、传感系统、显示系统、网络化控制系统的整个网络体系。其中按功能细分又可分为飞行、推力、火力、通信导航以及航空电子仪表等系统，有些科技超前的发达国家更是研发出高性能的人机交互体统，这样一来就可以通过操控计算机网络来控制和调用整个航空电子设备，并且能够实现系统全方位的资源共享。

简单地以民航客机为例，常用的机载电子设备分为机外通信系统和机内通信系统，当让有一些大型飞机还装配有卫星通信、飞机通信寻址以及报告系统，这些都属于航空电子机载设备。其中，机外通信主要负责飞机与地面以及飞机与飞机之间的通信和联络，大体包括有高频通信、甚高频通信、选择呼叫以及应急电台。机内通信则主要包括机内联络、旅客广播。有了这些电子通信系统，才使得飞机航行的安全性得到保障，更能够增添乘客在旅途中的娱乐性以及使乘客对于服务的需求得到最大满足。对于民用飞机机载电子设备是如此重要，那对于军用航行器的重要性就不言而喻了。

2可靠性检测及其研究的重要性

既然航空电子机载设备对航行器飞行过程的整个通信系统有如此不可或缺的作用，那我们对于其可靠性的研究也显得尤为关键了。众所周知，飞机在航行过程中，内部的机载电子设备所处的自然环境条件和机械环境条件不仅复杂多变，很多时候都极其恶劣，提高和改善当前航电系统的安全性和可靠性不可否认是值得深入研究的关键性课题。

对航电系统的可靠性研究可从以下敏感应力分析入手：极限温度，温度急剧变化，振动—这是三个难度系数高、研究过程复杂的传统部分。在可靠性测试过程中，对设备施加的试验应力不得小于其真实工作状态下承受的极限应力，但也不能够大过破坏破坏极限应力，只有这样才能让研究人员发现其潜在危险和缺陷。另一方面，随着科学技术的飞速发展，人们的生活越来也离不开电子产品，离不开无线电信号，也就是电磁信号。悬挂在天空上方的卫星越来越多，它们无时无刻不在向地球各个地方发送信号，作为回应也会接收来自地球各地的电磁波，我们现在所应用的航空电子通信设备也是借助无线电信号在运转工作的。但是电磁谱越来越密集的同时，为了提高航电系统的可靠性，电磁屏蔽显得尤为重要。因为航电系统组成复杂，且高度集成化，除了克服自身各个设备的相互影响，更重要的是屏蔽外界复杂的电磁环境，这样才有利于飞机安全可靠地飞行。

3国内外对相关技术的研究现状及其发展前景

3.1研究现状

1）可靠性强化试验

早在近三十年前，就有航空电子专家发现传统的可靠性测试方法和理念存在有周期长且费用高的缺点，为了改善这一方法，科学家们以故障物理学为理论依据，逐渐地提炼出可靠性强化试验这一先进技术。这一技术的特点在于不像之前那样，一味地去模拟航行器在航行期间将会面临的各种真实的自然环境和机械环境，这样复杂多变的模拟需要的成本非常昂贵，持续的时间周期肯定也不会短，更主要的是这种一次性的模拟并不能全面地穷举出每种情况，安全可靠性也不能得到保障。而可靠性强化试验则是通过分析航电系统的组成、工作特点和工作环境来计算各个部分主要受到的敏感应力，以此为依据在测试模拟过程中向航电系统的相应部位施加合适的试验应力，也就是人为地施加远高于产品设计初期规定的极限应力条件，如果通过了这样的可靠性强化试验，产品的可靠性就得到了大大地提高，人们可以放心地将其投入使用了。

2）航空数据总线技术

近些年来，航空数据总线技术在全世界范围内的航空电子领域都称得上是备受关注的核心技术之一。顺应全球智能化的趋势，航电系统也逐渐走向智能化、综合化和模块化。绝大部分发达国家以及像中国这样科技发展迅速的发展中国家都有向航空数据总线技术投入大量研发资金，大力培养相关技术人员和专业人才，去探索航空通信领域的未来发展方向。日前，外国公司对于该项技术的研究和发展较国内更加深人，研究方法更加科学，取得的成果也很可喜。国内的形式则不那么乐观，很多公司只能生产出性能单一的总线产品，而且研发成本很高，以至于性价比很低，对比国外那些更加卓越，几经完善的结构模块化产品，差距还是不容小看的。除此之外，国外企业对很多技术都实施垄断，国内相关企业的研发部门难及时借鉴学习，技术水平和研究规模相较落后，这样一来就我国就很难开发出独立产品。

3.2发展前景

建立了以航空电子总线为技术核心的基础，航空电子系统的可靠性将会得到很大的提高。再通过强化试验对新开发设计的航空机电系统进行可靠性测试检验，能够将这些技术成熟掌握，合理运用，就可以大大地缩短这类产品的研发周期，让其能够迅速投入使用，既能提高机电系统的可靠性，又降低了其研发成本，对于整个航空工业的发展都有十分积极的作用。

4小结

为了跟上当前航空工业发展的前进步伐，机载电子系统的研究与开发也要投人更多的人力、物力和财力。随着航空电子机载设备的复杂化和高度集成化，人们对于航行器的飞行安全性有更高的要求，这就必须要通过各种测试和飞行实验对其整个网络通信系统的可靠性进行全方位的深入研究。只有全部分析透彻了，才能放心地使用飞机上的这些机电设备，并对其进行整体的管理和部分的调用，从而实现飞机上各个数据信息的共享，根据不同的实际情况下进行全面分析，做出正确判断，使机载电子设备的各个部分都处于高效工作状态，也处于精准的控制和管理之中。