范景龙

摘   要：该文在结合现有资料分析飞机试飞测试重要价值和当前需求的基础上，详细探究了现阶段飞机试飞过程中，机载遥测发射技术、机载数据记录技术以及地面遥测接收技术等多种技术的发展现状，并对未来较长时间内的飞机试飞测试的发展趋势进行了探讨，从而为不断加强对飞机试飞测试现状的掌控能力，以及飞机试飞对策的探究水平提供更多参考。

關键词：飞机试飞测试;机载数据;遥测技术

中图分类号：V217     文献标志码：A

0 引言

飞机试飞测试是对飞机整机性能进行科学验证和精确确认的重要内容，更是保证飞机试验获得成功的关键工序，直接关系到飞机后续的飞行情况。通常情况下，飞机试飞测验是在真实的飞行环境下进行各种模拟试验，计算并确保飞机各项性能符合实际飞行标准与要求。目前，国内外关于军用飞机的测试已拥有较为完备的测试技术、测试体系和测试方法，能依赖其可靠的测试设备确定飞机的实际性能指标是否合格，并且与国际先进的飞机试验测试水平接轨。但是相对于其他民用飞机，尤其是大型民用飞机的试飞测试问题，国内仍处于测试方案和测试内容研究探索的初始阶段。因此，该文对飞机试飞测试现状的梳理有着重要的理论意义和现实价值。

1 飞机试飞测试的作用与需求

1.1 飞机试飞测试的作用

首先，飞机试飞测试能借助真实飞行环境中各项数据的计算与模拟，获取飞机飞行过程中的各类数据。其次，能够借助飞机试飞仿真试验，进一步分析和处理飞机运行过程中的各项原始试飞数据，构建完整科学且精确度较高的飞机试飞数据软件平台和硬件平台。再者，飞机试飞测试能在很大程度上提升飞机飞行地安全性。同时，飞机试飞测试能够大幅提升飞机的试飞效率，进一步缩短飞机的试飞周期，更能够增加飞机飞行过程中的综合效益。最后，飞机试飞测试更有助于排除飞机真实飞行过程中的故障，能为飞机故障检测提供数据支撑，更能为飞机设计管理部门的优化验证甚至改进航空飞行器的基础设置架构，提供较为真实的试飞数据。

1.2 飞机试飞测试的需求

通常情况下，开展飞机试飞试验主要是为了进一步确定飞机飞行的相关参数，发现飞机飞行过程中可能存在的故障问题，并提出飞机的最终模型架构模式，确认飞机产品能在外界真实飞行条件下达到预期目标。同时，能借助符合性试飞试验，对飞机零部件及其系统功能正常和工作可靠性进行判断，能够证实飞机型号是否符合要求，研究适航标准和飞行专用条件等要求，更能够借助飞机试飞试验，证实飞机设计和制造所适用的规章标准，确保飞机运行传感器输入超过量误差范围在15%以内，满足客户的运行需求。

2 飞机试飞测试现状

2.1 机载数据采集技术

机载数据采集技术作为飞机试飞测试过程中的重要内容，该数据采集系统更是飞机采集技术的综合体现和重要代表。一般情况下，飞机试飞测试过程中的机载数据采集技术主要包括系统架构、机械结构、采集系统运行速率、采集系统参数类型、插件板等部分。同时，飞机试飞测试的机载数据采集系统大多采用总线式分布结构，利用多台采集设备分布放置于飞机不同部位的方式，采集飞机飞行过程中的诸多数据信息，再以PCM数据流方式，通过系统总线之间的连接，组成完整的数据系统，整个过程采集速率保持在8 MB/s～12 MB/s。

2.2 机载数据记录技术

飞机试飞过程中的机载数据记录技术是飞机试飞过程中，数据工作处理能够得到及时响应的重要技术支撑。目前，德国公司机的载数据记录器以及美国公司的较大容量和较高运转速率的数据记录器，都是当今飞机试飞试验过程中机载数据记录技术的先进代表。一般情况下，飞机试飞过程中的机载数据记录技术主要包括系统结构、记录数据信号类型、记录介质、实际记录速率、数据信息记录格式以及记录器真实记录容量、接口使用维护等组成部分。对于飞机试飞数据记录技术的系统架构来说，绝大部分记录器采用计算机总线采集和记录一体化的结构模式，利用PCM、音频、视频以及模拟信号等记录方式，实现数据信息的多项识别，其真实记录速率大多在40 MB/s～400 MB/s。

2.3 机载遥测发射技术

通常情况下，飞机试飞过程中的机载遥测发射技术的实际调制带宽，已从传统模式进一步扩展到3 MHz以上，最大的机载遥测发射技术调制带宽已高达15 MHz，能够有效传输飞机试飞过程中的数字信号和彩色信号，且能够保证飞机数字信号和图像信号的传播速率。机载遥测发射技术的实际输出功率能够适用于不同情况下的飞机试飞测试的使用对象。在飞机试飞过程中，当飞机实际发射功率为20 W时，飞机机载遥测发射技术能借助单独模块的遥测功能放大器配合使用，保证遥测功能放大器输入激励功率在0.04 uW～5.00 uW，以此来进一步拓宽飞机遥测发射技术的实际动态范围。

2.4 地面遥测接收技术

飞机试飞测试的地面遥测接收技术主要包括遥测测接收天线、天线控制器和遥测接收机3个部分。对于遥测接收机问题来说，飞机试飞时，地面遥测接收机组使用过程中的接收机类型主要是2块单板单通道接收机所组成的，基于个人计算机组平台的机箱，以此来实现同台计算机系统的双通道接收模式。一般情况下，飞机试飞过程中，地面遥测接收技术接收机高频使用部分仍旧采用模拟技术，而在70 MHz后，几乎所有飞机试飞遥测接收机都采用数字化处理方式，调制解调技术也由传统模式下的FM调制，转换到现阶段使用较为广泛的QPSK数字化调制模式。

2.5 遥测数据处理技术

在飞机试飞过程中，遥测数据处理技术作为飞机试飞遥测数据处理系统的核心，更是直接关系到飞机遥测数据处理前端服务的关键步骤，该处理技术从产生至今已经历了分立式、智能式甚至嵌入式的快速发展阶段。目前，计算机技术网络系统的飞速发展，进一步提高了计算机速度和总线速度，打破了飞机试飞运行过程中的遥测前端处理器瓶颈，传统单CPU和单总线式结构模式下的遥测前端处理器，已不适用，网络模式下的分布式体系结构成为现阶段飞机遥测数据信息处理系统的主流[1]。目前，遥测数据信息处理技术系统主要利用基于网络分布式的体系结构，以千兆以太网为技术支撑，实现服务器和客户机的工作模式转换。进一步利用PCI总线和NT工作平台等，改变传统模式下的遥测服务器，以此来取代嵌入式遥测前端服务器，使飞机试飞过程中的数据处理速度得到大幅提升。

3 飞机试飞测试的发展趋势

3.1 数字化

结合现阶段飞机试飞测试技术的重要发展可知，数字化是飞机试飞测试技术未来的发展趋势。飞机试飞测试技术经历了传统模式下的光学示波器、自显器的模拟时代，以及当前数字化模拟和混合模拟的时代，已从传统模式下的数据采集、数据处理、数据记录功能的分散完成，到当今社会采集、处理、记录和传输的全数字化综合完成。随着近年来计算机信息技术的飞速发展，DSP在飞机试飞测试技术过程中的大量应用，使飞机试飞数据信号从传统模式下的模拟信号转变为数字信号，实现了飞机试飞信号的数字化处理和传输，虚拟测试仪器甚至是测试软件也逐步取代了传统模式下的硬件测试设备[2]。另一方面，虽然视频数据、音频数据等在飞机试飞测试过程中有着不容忽视的重要价值，但是目前广泛使用的模拟数字信号方式，并不能满足飞机试飞测试发展的多样化需求，未来飞机试飞多路视频图像设置以及音频图像等的数字化采集和压缩，将成为飞机试飞测试技术的必然发展方向。

3.2 网络化

目前，飞机遥测数据处理系统、飞机事后数据处理系统甚至飞机试飞数据管理系统等，都在较大程度上实现了网络化，极大程度地提高了飞机试飞数据的处理容量和处理效率，更缩短了飞机试飞过程中数据处理的周期。因此，从传统的总线式分布结构逐步向网络式分布结构发展，是飞机试飞测试过程的重要趋势，基于网络系统的飞机测飞试验，使飛机试飞测试系统突破了总线式数据结构模式所带来的数据测试瓶颈，能够在功能上更满足新一代飞机试飞测试系统的增长需求。

3.3 综合化

随着传感器技术、计算机网络技术和自动化技术等的飞速发展，集数据传感器、信号调节器为一体的智能化飞机试飞传感器设备，集信号调节、数据信息处理器以及数字化处理为一体的数据采集器，以及集数据采集和数据记录为一体的记录器等的智能化和综合化趋势，逐步成为飞机试飞测试技术结构功能一体化的未来发展方向。飞机试飞测试过程中设备信息的小型化、智能化、高速度甚至大容量化等，都是飞机试飞机载数据信息采集记录和传输的必然发展趋势。

3.4 军民两用化

不少国家的较多军用用品或民用用品，在其实际开发过程中的兼容性越来越强，军用系统与民用系统采用同样的标准技术，这样能大幅降低飞机试飞测试技术的应用开发成本。对于飞机试飞测试技术问题来说，全新的民转军甚至引民入军是其重要发展方向。改革开放以来，随着我国高新产业的快速发展，计算机网络技术引入、测试技术等高新技术优质资源，并不能及时有效地涵盖民用技术产业，国防现代化建设服务水平较低，造成了较多资源的浪费。因此，军民两用化将是飞机试飞测试技术发展的重要途径。

4 结论

对飞机试飞测试技术的探讨与总结、回顾与展望，能够进一步了解现阶段飞机试飞测试技术的发展现状及其未来发展趋势，更能在一定程度上指导我国飞机试飞测试行业的未来前进方向，在探查国内外飞机试飞测试技术优劣的基础上，吸收借鉴国外先进技术，以此来弥补国内飞机试飞测试系统的开发弊端，不断提升我国飞机试飞测试技术的发展水平。

参考文献

[1]白霄贤.试飞测试技术现状与发展[J].测控技术，2017（21）：28-34.

[2]王石磊，王宇.浅谈加强试飞安全管风险管理的重要意义[J].管理纵横，2014（5）：15-19.