航空电子机载设备可靠性研究

张 新

（交通运输部北海第一救助飞行队，烟台 264000）

1 航空电子机载设备的概念及重要性

现阶段，航空电子机载设备已广泛应用在民航客机或军事飞行器中，可保障航空任务顺利完成。以民航客机为例，常用的电子机载设备主要为机内通信和机外通信两部分。部分大型、先进的客机中还装有报告系统、卫星通信设备等。其中，机内通信主要负责旅客广播、机内联络等，而机外通信负责飞机与飞机之间的联络、飞机与地面指控中心的联络等，从而合理规划航线，或进行相应的应急处理。当飞机处于航行状态时，电子机载设备所处的环境复杂多变，若其受到内外部因素的影响时，容易发生安全隐患。因此，提高航空电子机载设备的可靠性是十分重要的。一般可从极限温度、温度骤变、振动三个方面进行研究。需要技术人员模拟航空电子机载设备的真实工作环境，并逐渐添加试验应力，以观测设备的极限应力，但要避免对设备造成破坏，便于技术人员了解设备中存在的缺陷问题。另外，通信系统是飞机的重要组成部分，随着网络信息技术的发展，所发射卫星的数量越来越多，无线电波在传输过程中会对其他信号造成干扰，使得飞机通信系统无法正常工作，容易发生安全事故。因此，需要提高航空通信系统的稳定性与可靠性，避免外部电磁波对航空电子机载设备造成影响。

2 航空电子机载设备的可靠性研究

2.1 可靠性强化试验

自上世纪80年代以来，国内外专家学者对航空电子设备的可靠性测试方法进行了分析，认为该技术具备检测周期长、检测成本高等缺点，试验中存在很多的的限制性问题。对此，科学家提出了高加速寿命试验（HALT）、高加速应力筛选（HASS）等方法。例如，一是，HALT检测方法。主要应用在航空电子机载设备的设计与研发阶段，可及时发现产品中存在的缺陷问题，帮助设计人员查找问题、分析原因，并制定相应的改进措施。HALT主要包括加速寿命试验和步进应力试验两部分，在设置应力参数时，需要以高温、随机振动、温度循环等为主，根据设备的特点来逐步增加应力，直至设备达到破坏极限。在采用步进应力试验时，第一步应放低应力极限，有利于及时发现故障，了解失效零件出现问题的原因，从而修正误差。当这一问题处理完毕后进行下一步试验，反复进行操作，直至大部分零件都已失效或远远超出设计应力范围时，可立即结束试验。二是，HASS检测法。实际上，HASS法是在环境应力筛选法（ESS）基础上进行的增强，利用比设备实际受力高得多的应力来激发环境筛选，能有效缩短筛选周期。该方法能快速找到产品出现的缺陷问题，从而判断产品在实际使用时可能存在的故障，并不会对实际疲劳寿命造成太大的影响。在实际试验阶段，需要对产品的破坏极限或工作极限进行确定，便于选定试验应力等级。通常情况下，两端温度应力要小于工作应力的20%左右，随机振动要小于实际振动极限的50%左右。当这些参数确定后，需要同时对3-5个已有缺陷的航空电子机载设备进行筛选检测，并要在同一样品的剖面上反复进行15次左右的试验，确保检测结果的科学性。

2.2 航空数据总线技术

近几年来，国内外学者不断加大了航空数据总线技术的研究力度，现已获得了显著的成就。主要是因为智能化技术的发展，使得航电系统向模块化、智能化方向发展，从而提高了航空通信系统的稳定性与可靠性。现有的航空数据总线包括ARINC429总线、ARINC629总线、STANAG3910总线、RS485总线、MIL-STD-1773总线等，能有效提高航空电子机载设备的可靠性。例如，ARINC429总线是一种接口型数据传输结构，虽然总线上有两种设备，但实际上只能应用一种发送设备，对于接收设备没有特殊的要求。无论是发送设备还是接收设备，都采用了屏蔽双绞线，并利用单向广播式来传输信息，其传输速率可达到100kb/s。由于ARINC429总线具备抗干扰能力强、性能稳定、可靠性强、结构简单等优点，在A310、B-737等民航客机中得到了广泛使用。而ARINC629总线是基于ARINC429总线基础上而开发的，该总线的传输速率可达到2Mb/s，基本可以满足现代航空高速传输的要求。ARINC629总线集合了1533B总线的优点，采用了双向传输模式，能有效提高通信传输效果。同时，该总线对1533B总线进行了创新，摆脱了集中式控制的限制，不需要总线控制器即可运行操作，能有效降低风险隐患。因此，ARINC629总线具备连接简便、双向传输、兼容性好、自主控制等优点，可广泛应用在B-777等民航客机中，并在航空通信系统、航空动力系统、航空电子系统中发挥着巨大的价值，可确保飞机安全、稳定地运行。

3 结束语

根据上述分析可知，随着航空电子科技领域的发展，电子机载设备将广泛应用在飞机或飞行器中，并向智能化、复杂化、集成化方向发展，有利于推动航空领域的发展进程。对此，要求相关人员加大航空电子机载设备的研究力度，缩短产品开发周期，丰富设备功能，提高产品性能。同时，还需要对产品的可靠性进行全方位研究，及时找出存在的缺陷，确保航空电子机载设备可以顺利运行。

[1] 牛强军，缑朋帅.仪表着陆系统机载设备检测系统研制[J].电子设计工程，2017（22）.