什么是航空电子设备 测试设备
航空电子测试设备用于飞机航空电子系统的制造和维护过程中,以确保完全符合规格并满足联邦法规。
根据联邦航空管理局的规定,航空电子系统通常在制造过程中进行首次测试。然而,无论法律要求如何,如果不进行操作测试,就不可能生产此类设备。在整个制造过程中,检查是在产品组装过程中进行的,最后是对适当的航空测试设备进行最终测试。
组装期间进行的测试并不代表可以进行的所有可能的测量。例如,设备通常不会在温度变化或相对湿度下进行测试;这些是在开发和设计期间进行的。
为了引起早期故障(“老化”),工厂内的所有设备都可能进行温度测试。军用航空电子设备的测试通常包括温度循环和老化。事实上,军用航空电子设备的测试占设备成本的很大一部分。
航空电子系统或部件通常会在安装到飞机后进行下一项测试,这是联邦法规绝对要求的。单个部件单独运行正常,但在系统中无法正常运行的情况并不罕见。
Automatic Avionics Test Equipment
设计自动航空电子测试系统的目的是减少成本和时间,并提高系统的抗过时性。主要客户认为实现这一目标的方法之一是使用商用现货 (COTS) 硬件和软件。这些目标只能以系统的方式实现,采用允许灵活性并简化未来修改的架构。Marconi Avionics 采用了这一概念并创建了一个通用底层架构 (CUA),尽可能推广 COTS 硬件和软件。这些概念有助于实现模块化的核心测试系统策略,允许扩展以涵盖新技术。需要集成到此架构中的元素包括:
- 控制器平台
- 操作系统
- 软件驱动程序
- 测试语言
- 仪器硬件
- 附加设施
- 系统环境条件
- 系统扩展能力
大多数航空电子测试系统都考虑了客户要求和集成解决方案的当前趋势。当然,这些系统必然会结合上述项目,几乎不可能减少未来修改的影响。使用 CUA 可以从以模块化方式组合的选项列表中选择这些因素。
飞行员的尖叫声
进行测试的另一个原因是飞行员在故障单上登记投诉。有明显的故障,例如“DME 不工作”,但也有其他故障,例如“DME 不稳定”或“DME 距离关闭”。鉴于“关闭”不是定量术语,航空电子设备会移除 DME 并使用已知信号级别和距离对其进行操作,以查看“不稳定”和“关闭”可能意味着什么。
如果技术人员没有发现任何问题,设备将进行校准并重新投入使用。无法复制该声音被称为“未发现故障”或 NFF,这对航空电子行业来说是一笔巨大的开支。很可能飞行员在使用 DME 时遇到了困难,但问题的真正原因可能是空中交通繁忙或地面站故障导致应答效率低下。由于 DME 与其他航空电子设备接口,如果再次拆除 DME,真正的罪魁祸首可能仍在飞机上。“未发现故障”的另一个说法是“未经验证的拆除”——技术人员无法在工作台上复制问题
无过错 - 压力测试
有时投诉结果为未发现故障 (NFF),技术人员可能会通过对设备施加压力来强制发现故障。这可能涉及施加振动、加热或改变电源电压。此类程序会增加技术人员的时间并占用测试设备,从而增加 NFF 的成本,但是,这可能比随后拆卸并检查相同的无法定义的问题要少得多。
航空公司发现,拆除黑匣子、将其运到维修店、进行台架测试,然后将其送回维修厂且未发现任何故障,这确实非常昂贵。这个过程还增加了为保证机队正常飞行所需的昂贵备件数量。
在某些情况下,即使没有出现故障,系统也会接受测试。这是联邦航空管理局 (FAA) 法规要求的定期检查。对任何电子系统进行常规测试都是谨慎的,因为有些设备可能会在不被察觉的情况下逐渐退化。所有飞行员在第一次飞行课上都会被教导在起飞前检查磁电机,而不是等到有人把它们写在故障记录表上。
飞机上有各种航空电子系统,测试所有系统可能非常耗时。与磁电机一样,大多数系统都是冗余的,即使其中一个系统发生故障,飞机也不会失去导航或通信能力。然而,许多系统非常复杂,发生故障的可能性可能非常大。
测试频率
在许多情况下,定期测试是明智之举,也是法律要求的。但系统测试的频率是多少,性能标准又是什么?首先,必须满足联邦航空条例 (FAR) 的要求。这些要求因适用的规则而异。事实上,很少有航空电子系统需要不时进行测试,而且 FAR 规定的性能水平通常低于设备的容量。
绩效标准
航空电子系统的性能标准是什么?除了 FAR 规定的性能限制(尤其是应答器)外,法规经常做出诸如“能够通信”、“提供必要的导航性能”等声明。通常,FAR 不会给出确切的数字,但会指出设备应执行其预期功能。这些情况下的性能标准是制造商的规格。但是,对于执行 Cat. II(及更高级别)着陆的运输和用于减小垂直间隔飞行的高度计,适用更严格的法规。
制造商的规格通常为最低标准,几乎每个航空电子系统在全新时的性能都优于规格。期望设备在整个使用寿命期间保持性能优于制造商的规格也并非理想主义。至于测试间隔,这取决于飞行类型。商业服务和航空运输要求测试周期较短,而主要用于 VFR 飞行的飞机可能测试周期较长。
技术标准顺序
一个常见的规范是 TSO,即技术标准指令。当然,航空电子系统的 TSO 参考了航空无线电技术委员会 (更名为 RTCA) 编写的性能规范。根据 FAR 的某些部分飞行的飞机要求安装在飞机上的某些航空电子系统符合 TSO。小型通用航空飞机几乎可以在没有 TSO 电子设备的情况下飞行;应答器是一个明显的例外。GPS 接收器也必须符合 TSO 才能达到仪表飞行的质量。
ARINC 标准
航空公司运营的 ARINC 组织制定了一套完整的规格(或“特性”)。它们涵盖了航空电子设备的每个主要部分,以确保“外形、适配性和功能”。这意味着任何符合 ARINC 规格的制造商都可以更换线路可更换单元 (LRU),并且其工作方式完全相同。