基于飞参判读规则难点的逆向思维分析与处理方法探究
2020-11-29
(西安飞机工业(集团)有限责任公司试飞站飞行试验室,陕西西安 710089)
1.飞参判读的重要性
为保障飞机飞行安全,国家有关飞行试验管理规定,要求对飞行参数据进行译码判读,通过飞参译码判读方式,来检验飞机的飞行性能以及飞机的设计制造质量,具体地说就是判读识别飞机、发动机、机载设备的状态信息以及故障信息,为飞机故障诊断、预测、辅助飞行训练、事故预防与调查分析提供科学依据。
2.术语涵义
2.1 飞参数据
飞机飞行过程中,机载飞行数据记录器(防护记录器)中记录的飞行数据[1]。
2.2 译码
将飞参数据由源码转化为物理量的过程。
2.3 判读
按照相应的判读[2]标准,对转化为物理量的飞参数据进行分析判断。
2.4 判读标准、判据[3]
以飞机性能、指标等要求制定的判读规则[4],是飞参数据判读的技术依据。
3.飞参判读规则难点分析
在标准大气压,一定温度下,飞机在起飞状态下,飞机设计部门对发动机高压转子转速与发动机低压转子转速范围都有一定的要求,随着飞机飞行参数数量的不断增多,为了能快速对每架次飞机飞行的飞参性能进行测试,在飞参判读软件系统里,利用逻辑表达式以判读标准为基准,甄别出飞参性能满足技术指标要求与否,但对于有些设计给定的技术指标要求,用目前的自动判读规则库里逻辑表达式无法进行甄别,为了能够验证设计给定的技术指标,不妨用逆向思维来进行分析处理飞参自动判读规则的此类难点问题,从而提升飞机飞行安全保障能力。
本文就发动机高压转子转速为例作一介绍,相信会给读者带来收获与启发。设计要求,发动机在起飞状态下,高压转子转速为A值<转速表达式<B值,对于高压转子转速下限A值无法用逻辑式表达出来,究其原因,飞机在起飞飞行过程中,发动机的高压转子转速是从0开始到转速A值,最后到高压转子转速B值,转速B值是飞机发动机高压转子转速的极限值。按照设计给定的高压转子转速的指标要求,从理论层面上讲,在飞参自动判读规则中,飞机处于起飞状态时,发动机高压转子转速不仅大于B值需要显示发动机高压转子转速超限故障信息,同时高压转子转速小于A值也需要显示发动机高压转子转速超限故障信息。
对于飞机在起飞状态时,发动机高压转子转速不低于A值,不超过B值这两项技术指标要求当中,高压转子转速超过B值,在飞参判读规则中,容易表示出来,即“高压转子转速表达式>B值”,快速判读可以甄别出并显示发动机高压转子转速超限故障状态信息。但对于飞机在起飞状态时,发动机高压转子转速不低于A值,这一技术指标要求转换为一条自动判读规则来表达,不像“高压转子转速表达式>B”值这条语句那样简单可以实现。因为高压转子转速小于A值的情况,在飞机飞行中是普遍存在的,仅依据“高压转子转速表达式<A值”来判读,飞机在起飞状态下发动机高压转子转速低于设计要求的高压转子转速A值超限故障信息是可以的。但是在飞机起飞时的其他状态,发动机转速也会出现低于高压转子转速A值的情况。在这种情况下,飞参自动判读系统也会显示出发动机高压转子转速超限故障信息。由此可见,“高压转子转速表达式<A值”这条语句不仅是针对飞机起飞状态下的发动机高压转子转速出现超限的故障信息,而且包含飞机整个飞行过程中出现的发动机高压转子转速低于A值非真故障信息,飞机除在起飞状态下,发动机高压转子转速低于A值是符合飞行安全要求的。因此判读飞机只在起飞状态下这一时间段,发动机高压转子转速低于A值超限的故障信息,目前在各型号飞机飞参自动判读规则中还没有见到。
4.改变思维模式解决难点问题
在目前的飞参判读规则中,只有“转速表达式>B值”的语句表达式,而无“转速表达式<A值”的判读语句。为了能按设计给出的飞机在起飞状态时,发动机高压转子转速不低于A值,不超过B值这两项技术指标要求,依靠自动判读规则语句,来获得发动机高压转子转速超限的故障信息,笔者提出以逆向思维的分析方式可甄别出发动机在起飞状态时,高压转子转速低于A值超限故障信息的方法,以飨读者。
飞机在起飞状态时,发动机油门杆位置不低于C值,油门杆位置不大于D值。飞机在起飞状态时,发动机高压转子转速不低于A值,高压转子转速不大于B值。同是飞机在起飞状态时,可将发动机油门杆与发动机高压转子转速关联起来,常规做法是用发动机高压转子转速来判读发动机油门杆位置,现在反过来用发动机油门杆位置来判读发动机高压转子转速未尝不可。发动机油门杆位置不低于C值,与发动机高压转子转速不低于A值关联起来。油门杆位置不大于D值与发动机高压转子转速不大于B值关联起来。发动机油门杆在位置C值与位置D值之间,在飞机整个飞行中,只有在飞机起飞状态时出现。在其他飞行状态中,发动机油门杆数值不会与发动机油门杆C值与D值区间内任一数值相重合。基于这种情形,判断飞机在起飞状态时,发动机高压转子转速不低于A值时,用“C值<油门杆表达式<D值”&“高压转子转速表达式<A值”来甄别发动机高压转子转速低于A值超限故障信息。为了能更准确地进行判读,可以在“C值<油门杆表达式<D值”&“高压转子转速表达式<A值”这条语句的基础上,再加上“E值<低压转子转速表达式<F值”(E值和F值是设计给定的飞机在起飞状态时,发动机低压转子转速不低于E值,不高于F值),即表达式为“C值<油门杆表达式<D值”&“高压转子转速表达式<A值”/“E值<低压转子转速表达式<F值” &“高压转子转速表达式<A值”,这样就会得到更满意的结果。
有兴趣的读者,可以使用本文的方法来解决甄别发动机低压转子转速超限故障信息的问题。同样判读发动机、APU的排气温度在起飞状态下是否超限等也可参照此类方法进行解决。虽然难以直接判读出设计给定的技术指标所要求的在给定的时间段发动机、APU的性能指标,但根据从严的判读原则[5]要求,可以将给定的时间段前后延长,前后延长的时间段包含给定的时间段范围,通过多个条件的时间交集,即可间接地判读发动机、APU起动时的排气温度,这样的判读结果也令人非常满意。在实际分析处理的时候,要比本文所述方法更费一些周折,但经过努力最终还是能够实现的。
5.结语
在飞参判读过程中,会有许多类似用常见的逻辑表达式难以实现判读的情况,不妨改变传统思维模式,通过运用逆向思维的方式,从多个关联的飞参逆向思维来判读一个飞参性能,完成飞参判读工作,按照设计要求,甄别出飞参反映的飞机相关故障信息,提升飞参自动判读效率。