民用飞机状态监控系统

摘 要 从民用飞机状态监控系统应用出发,介绍了民用飞机状态监控系统的功能要求,对民用飞机状态监控系统的两种典型架构作了详细介绍,表明了民用飞机状态监控系统集成化、综合化的发展趋势.

关 键 词民用飞机；飞机状态监控系统

中图分类号V1 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）116-0048-02

0 引言

随着民用航空技术的发展,航空机载设备的综合集成化程度越来越高.随之现代大型民用飞机基本都装备了飞机状态监控系统（ACMS）,来协助航空公司监控飞机的飞行品质和维修品质[1].

飞机状态监控系统主要通过采集、处理和存储飞机各系统的大量数据信息,为航空运营提供发动机和其他各系统的性能和趋势数据信息.监控的飞机系统数据信息能够帮助航空公司运控人员监控飞行机组的飞行操作,帮助飞行和地勤人员定位故障原因,为系统故障的准确定位和飞机状态趋势分析提供了客观可信的技术依据.

1.飞机状态监控系统功能要求

飞机状态监控系统应提供如下功能.

1）数据采集与处理功能[2]

ACMS 应接入飞机的数字模拟数据总线,具备采集选定的各种数据的能力,并使用这些数据进行事件监控、数据记录或者报告生成,接收数据的速率可以根据系统设计或者用户需求进行定义.

2）事件监控功能

ACMS 应可以通过监控已选定的一组飞机数据来进行逻辑运算或者数学运算.根据运算结果启动一些其他的操作,如数据记录,报告生成,报告分配等.

3）报文的生成、分发、存储与人机交互功能

ACMS应可将采集到的各系统数据,按照预设报文格式,生成ACMS报文.根据监控事件触发和人工触发,ACMS将报文分发至特定的输出和存储设备,如数据链通信、驾驶舱打印机或快速转录记录器（QAR）等.ACMS 报文应存储在易于拆卸的非易失性存储器 .除此以外,ACMS还应具备人机交互功能,可以通过机上或外部接入显示终端,显示系统采集参数和生成报文信息.

4）客户化配置功能

ACMS应可通过加载地面配置软件生成的配置信息,实现对事件报文的配置管理：报文触发逻辑、报文所关联的参数（相关参数的参数快照）、参数阈值、报文的实时分发等.

2.基于飞行数据接口管理组件（FDIMU）的飞机状态监控系统

以ARINC 429作为基本数据总线的传统民用飞机中,一般采用以FDIMU为核心的飞机状态监控系统.

FDIMU是飞机飞行数据记录系统的采集计算机,与机上各系统的LRU通过ARINC 429总线相连,采集各系统参数.其主要由数字飞行数据记录系统（DFDRS）的飞行数据接口组件（FDIU）和飞机状态监控系统的数据管理组件（DMU）组成.FDIU为飞行数据记录器（FDR）提供数据,供事故调查人员进行突发性事件或事故调查分析使用.DMU为ACMS采集处理数据信息,根据预设的触发逻辑,生成事件报文,供发动机状态监控和飞机性能分析使用,其数据内容和格式可由用户配置更改.

ACMS的主要机载设备由DMU控制和管理,主要包括飞机通讯寻址和报告系统（ACARS）、控制显示部件（CDU）、无线快速转录记录器（WQAR）、驾驶舱打印机（PRINTER）和机上数据加载设备（ADL）.地面管理人员使用地面配置软件,自定义报文格式和触发逻辑,包括实时监控的参数和频率,并通过ADL将配置软件加载至FDIMU.在飞机飞行过程中,DMU将所采集的参数生成ACMS报文,传输至ACARS管理组件通过甚高频空地数据链下传至地面站.机组人员通过CDU来与ACMS进行人机交互并可使用驾驶舱打印机来打印所感兴趣的报文.机组人员还可按压ACMS事件按钮来手动下传预设的事件报文给地面站,供其分析按压时刻飞机系统可疑或者不正常的状态参数.

WQAR同时接收来自FDIU与DMU的数据,既包括常规的飞行数据,也包括各种实时监控报文.在飞机过站或者航后WQAR即可通过电信运行商的3G网络进行无线下传,将所记录的原始数据输出至地面译码和分析应用系统,避免了传统人工上机下载方式所带来的不便.

3.基于网络怎么写作系统（NSS）的飞机状态监控系统

新型民用飞机大多采用ARINC 664 P7规范[3]的航电全双工以太网（AFDX）为基础的集成交换式机载数据网络.新兴的机载网络怎么写作系统（NSS）作为飞机开放数据网络域的重要组成部分,不仅能够存储大量飞机系统信息数据库和文档,还拥有多种人机接口供机组和维护人员使用,使得机上实时监控成为可能.

基于NSS的飞机状态监控系统功能由ACMS实时部分（ACMS-RT）和ACMS怎么写作器应用（ACMS-SA）组成.ACMS-RT驻留在集中数据采集模块（CDAM）中,将AFDX网络监控接口所采集的全机各系统参数处理生成报文,然后传输给ACMS-SA进行报文的预处理、存储和转发,并通过ARINC 717总线[4]输出报文至WQAR进行存储.

ACMS-SA驻留在NSS中,除了管理ACMS报文数据外,还拥有丰富的人机接口（HMI）,方便机组和维护人员来对ACMS进行显示和配置.除了ACARS通信、WQAR和驾驶舱打印机等传统设备外,ACMS-SA还可接入机载信息终端（OIT）、机载维护终端（OMT）和便携式多用途接入终端（PMAT）等,来实现ACMS的状态监控、实时监控和数据存储功能.ACMS状态监控功能主要包括已生成和存储报文的显示、报文重新配置和人工报文生成,ACMS实时监控功能主要包括飞机数值和图片参数的实时显示、数字飞行数据记录系统回放,ACMS数据记录功能主要包括ACMS报文记录管理、ACMS报文记录的机上快速查看和人工记录ACMS报文.

4.结论

随着航空电子技术的发展,民用飞机状态监控系统的组成愈发趋于集成化和综合化,功能应用更加丰富,完全满足了航空公司对飞行品质监控以及维修品质监控的需求,对飞机的持续适航和安全运营具有重要意义.