B737MAX的维护告知模拟系统的研制

张 迪 刘松派

(1、中国民航大学工程技术训练中心，天津300300 2、中国民航大学电子信息与航空自动化学院，天津300300)

随着民用航空业不断发展，飞机已经成为重要的、不可缺少的交通工具。因此，飞行安全是民用航空业的重要保障。波音公司在2015 年底研制出最新一代的B737MAX 系列机型，并于2017 年正式投入商用。根据相关手册，该机型装备有维护告知系统（Maintenance Awareness System，MAS），在一定程度上提升了该机型的维护效率，并且显著地降低了该机型的维护成本。本文设计一种B737MAX 的维护告知模拟系统，为飞机维护和维修方式提供一种思路和方法。

1 MAS 基本功能

MAS 直接提供与适航性和系统信息有关的信息。该系统包括状态消息页面，维护数据页面和维护控制页面。对于状态消息页面，当选择MAINT 按钮后，将显示状态消息页面。状态消息页面提供了有助于分析飞机的适航信息。多功能面板上的系统开关可以访问系统页面。系统页面上的MAINT 按钮仅为在地面上可用。选择MAINT 以显示维护菜单和状态消息页面。状态消息页面可以在一个页面上显示28 条消息。选择下一页软键，显示第2 页。如果在最后一个页面，按下一页软键，则显示第一页。如果显示任何状态消息，则必然存在故障修理或延期。如果存在，显示处理器计算机会打开MAINT 灯的状态消息。当故障得到纠正时，灯会熄灭。对于维护数据页面，该页面提供了一些系统的信息：空调系统、飞行控制系统、失速管理偏航阻尼系统、接近开关电子单元、供气系统、绩效体系、辅助动力装置、主发动机系统。有10 个不同的系统有维护页面，其中一些系统有多页信息。维护页面提供信息以帮助技术人员分析和隔离故障。有些系统有多页信息，MAS 界面有19 页。如果飞机处于地面和10,000 英尺以上（如果先前配置）可以在飞机上时选择维护页面。

2 MAS 基本构成

MAS 主要包括:人机界面、EFIS 控制面板、维护面板、多功能面板、照明控制模块、仪器切换模块、遥控光传感器和显示处理器计算机。MAS 在飞行舱中以四种不同格式的显示单元显示导航、引擎、性能和维护数据。MAS 在飞行舱的显示单元中显示航空数据、惯性参考数据、导航数据、飞行模式信号牌、发动机和系统数据、驾驶舱进入监控系统视频和维护数据。MAS显示处理器计算机与许多飞机系统具有接口，这些系统将数字、模拟和离散数据发送到显示处理器计算机。而显示处理器计算机也向许多飞机系统发送数字、模拟和离散数据。

3 MAS 界面设计

MAS 界面及内容即显示处理器计算机实物仿真件和显示单元实物仿真件组成的MAX 显示系统，在这里用Python 编程根据波音737MAX 的显示器界面来进行设计。

3.1 主菜单栏选择页面设计

根据波音737MAX 飞机的显示器界面，用Python 编程设计主菜单栏选择页面。完成界面编程后，主菜单栏选择页面可以从一个功能依次移动到下一个功能，直至选择到指定功能模块点击鼠标滚轮进入。选择后，将显示在主菜单所选的功能页面。要进入MAS 维护数据索引界面，需要选择MAS 中的DISPLAY选择模块。通过计算确定各选择模块的四个坐标点。同时，选定各模块的背景颜色和字体颜色。接下来，将选定的相关数据代入到相关程序语句中，完成Python 语言编写。其中646 表示起始横坐标，0 表示起始纵坐标，两个800 表示选择模块界面的大小（长宽）。使用text 语句，输入模块内容及其颜色，将界面的选择模块内容设定指定的颜色并计算输入内容的坐标位置。

3.2 MAS 维护数据索引页面设计

根据主菜单栏选择页面编程的方法，完成对MAS 维护数据索引页面的编程设计。该页面可以提供MAS 界面的索引，利用维护数据页面的索引功能，可以更加清晰的判断各模块相关功能。点击进入MAS 维护索引页面后，该页面提供了一个交互式索引，显示出MAS 维护数据页面的各部分运行状况的摘要。在MAS 维护数据索引页面中，有七个MAS 维护部分，其中有三部分是关于显示处理器计算机（Display Processing Computer，DPC）的。这七个页面分别是亮度、显示、DPC 数字输入、DPC 离散/电源输入、DPC 离散输出、EFIS 控制面板测试、MAS 配置。想要查看其中一个MAS 维护数据内容，需要将光标移动到想要显示的部分并按下鼠标滚轮，就能进入该页面。MAS 维护数据索引页面在亮度、DPC 离散输出、EFIS 控制面板测试显示为DISPLAY。当相关页面没有故障情况时在索引页面中DPC 数字输入、DPC 离散/电源输入、显示和MAS 配置显示为NORMAL。当相关页面有故障情况时在索引页面中DPC 数字输入、DPC 离散/电源输入、显示为FAULT。当MAS 配置页面的部件号不匹配时，索引页面对应的CONFIG 显示为琥珀色。选择“DISPLAY”后，出现界面从上至下依次为“BRIGHTNESS”、“DISPLAYS”、“DPC DIGITAL INPUTS”、“DPC DISORDER OUTPUTS”、“EFIS CP TEST”、“MAS CONFIGURATION”，其 中“DPC DIGITAL INPUTS”涉及多项飞机电子系统的数据处理器计算机的工作状态检测，根据此作为重点进行再设计，将其中有关数据进行检测并计算判断，然后将数据返回到对应的界面位置。

3.3 BRIGHTNESS（亮度）页面设计

通过Python 编程，设计BRIGHTNESS（亮度）页面。亮度页面显示左、右的内外侧显示单元的各项参数，进而进行状态显示。通过相关亮度模拟量的输入输出，可以判断飞机亮度的故障信息及时排故。亮度页面主要显示每个显示单元的亮度和对比度输入。左外侧和右外侧显示单元显示的输入值有：手动亮度控制、手动对比度控制、挡板光传感器、遥控光传感器。左内侧和右内侧显示单元显示的输入值有：手动亮度控制、手动对比度控制、挡板光传感器。另外，四个显示单元显示输出值为命令亮度和命令对比度。

3.4 DISPLAYS（显示）页面设计

该页面可以查看MDS 组件及其之间的连接状态。状态展示了显示处理器计算机和显示单元之间的光纤连接，同时还显示了显示处理器计算机之间的光纤串扰和显示处理器计算机之间的ARINC 429 串扰。在页面底部显示日期和时间。对于EFIS控制面板，显示单元和显示处理器计算机可以通过状态显示：ACTIVE（绿色）、FAILED（琥珀色）、INACTIVE（白色或昏暗）。ACTIVE 显示组件是可维护的，FAILED 表明组件不可用，INACTIVE 显示组件的状态是不可用的。机长和副驾驶的多功能面板的选择器开关和在维护面板上的选择器开关可以显示状态，分别有：ACTIVE（绿色）、FAILED（琥珀色）、INACTIVE（白色或昏暗）。ACTIVE 显示开关是可维修的，FAILED 表明开关不可用，INACTIVE 显示开关不可用。在控制开关下可以看到显示配置开关、源头开关和控制面板开关。显示配置开关指示可以显示：NORM（正常）、OUTBD（舷外）、INBD（内侧）。源头开关指示可以显示：AUTO（自动）、ALL ON 1（全部开1）、ALL ON 2（全部开2）。控制面板开关指示可以显示：AUTO（自动）、BOTH ON 1（两个都1）、BOTH ON 2（两个都2）。

4 结论

研究构建波音737MAX 飞机维护告知模拟系统的目的是，通过模拟维护告知系统与一些飞机电子系统的信息传输，进而显示飞机的实时状态，方便于维修人员及时排除故障。项目总体上，通过数据源发送的数据传输到树莓派，将树莓派链接显示器和I/O 设备构成模拟数据处理计算机，显示器作为显示单位。通过在树莓派中使用Python 编程，依次完成串口读取数据并赋值给各个变量、构建各个界面并调用变量进行实时状态显示、进行各个页面之间的切换（选择功能）。