张家杰

（东方航空技术有限公司，上海 200335）

0 引言

随着民用航空机载技术的不断升级和进步，机载系统高度集成一体化，复杂程度不断提升。机载维护系统可确定机载系统的潜在故障发生点，提升诊断能力，降低故障概率，全面提升飞机的制造、使用和维护。飞机维护和使用过程中的维护费用远超目标预算，必须最大程度节省维护成本，确保提供最优的系统性能。在航空公司竞争中，维修过程得到了高度重视，机载维护系统使飞机在航线服务中的维修更加便捷，降低维修成本，提升飞机的服务效率。

1 机载维护系统发展历程

机载维护系统的理念和其发展历程，主要来自于我国飞行系统、机内测试数据和飞行状态数据。通过逻辑方程式和故障建模，分析各子系统运行状态，在需要时进行适当的调整和处理[1]。针对于飞机运行系统的维护模式设置监控状态，并分析其性能变化。根据状态检测结果，对有维修需求的系统提出全新的建设措施。目前，机载维护系统的发展大致可分为以下4 个阶段：

（1）20 世纪60 年代。该阶段主要针对商用飞机，此时的机载维护系统通过人工手动调整。在维护过程中，按压机械的测试按钮实现维护，维修人员根据设备面板的指示灯判断该设备是否存在故障[2]。

（2）80 年代。在该阶段运输机全面发展，采用数字化系统代替模拟电路，根据机载设备的软硬件研发自主检测系统并采用，由航电系统的仪表检测仪显示故障信息。到80 年代后期，机载维护系统复杂程度提升，可自动检测故障和快速故障隔离。运行智能机内测试，提升整体的监测力度。

（3）90 年代。机载维护系统已经成为了独立系统，具备功能划分和维护两大功能。维护过程由计算机对机载故障系统数据进行收集处理、智能分析，准确报告、隔离故障，严重问题则提示维修人员进行维护[3]。

（4）近年。机载维护系统功能集中化、模块化阶段，通过全新的数据链确保一体化发展，对飞机的日常运行和维护效率有非常重要的影响。

2 机载维护系统的基本用途

机载维护系统主要维护飞行方面的辅助要求，例如识别故障组件和故障系统，启动既定的维护动作，使飞机能够恢复到适航状态[4]。机载维护系统可以授权飞机维护师和飞机制造商工程设计人员，在测试过程中通过机载维护系统进行自测。机载维护系统具备开放性、系统性的结构，可以提供全新的故障和失效检测，既可以对各项系统进行故障诊断，也可以加载机载数据、使用机载系统各功能。根据系统自身情况，依据飞行过程中的飞机构造，决定是否使用机载维护系统。需要注意的是，在飞机维护和检修过程中，机载维护系统对于飞机飞行并没有具体的安全影响，可放心使用。但机载维护系统的功能并非适用所有的飞机，例如民用飞机和商用飞机具有较大差异，在使用机载维护系统时，需要考虑飞机的飞行路线和飞机属性，对系统提出全新的维护需求。机载维护系统为所有机内信息提供综合框架，根据飞行系统要求，对收集到的信号和故障方程式进行判断，起到综合保障作用，更加便捷、有效地将信息提供给维护人员，提升维护系统的监控效能[5]。

3 应用现状分析

3.1 国内飞机机载维护系统

飞机系统包含了中央维护系统和飞机监控系统，中央维护系统搜集飞机在运行过程中出现的故障问题，修复后对故障信息进行储存、查询；对飞机监控状态下达地面测试指令以获取所需数据，检查系统结构模型，提供详细的记录参数和报告。而在支线客机机载维护系统中，根据客机的故障报告及时管理、监控飞机的运行状态，分析飞机管理、执行系统和航线可更换单元数据等，为地面维护人员提供维护任务的人机界面。该系统由中央维护软件、中央维护系统等组成，通过数据下载组成软件集合。多功能显示器通过ARINC429 接口，将维护数据发送至航电核心处理系统和中央维护系统进行集中处理。在维护管理过程中，进行诊断、隔离、储存，分析故障潜在记录，生成相关的维护报告[6]。

3.2 飞机机载维护系统的配置特点

飞机机载维护系统具备独有特征，可以智能完成采集、诊断、显示、传输等一系列流程，通过本地故障储存器储存数据，简化故障系统界面。通过这些数据融合，加快了数据的检索流程，可以在高速网络流程中接受来自飞机航电系统和驾驶舱系统的数据，并实现自由存取。在飞行过程中，实时地进行空地传输，采用全新的逻辑方程智能诊断，对故障信息进行分析，报告故障可能性，排除故障隐患。

根据全新的机载维护系统发展历程和国内外使用情况，机载维护系统建立在先进的计算机通信和数据处理基础上，是目前飞机使用状态监测功能的全面拓展模式，主要包含4 项功能：①全面采集飞机运行过程中的各类故障信息，并进行集中显示和储存，生成相关的故障分析报告，以供维修人员参考；②实时监测飞机的状态数据，并根据飞机各系统的使用性能和未来趋势，制定计划性和预防性的措施；③具备全新的管理模式和用户自定义系统，具备双向传输的实时通信能力，飞行中可以根据控制需求实现上传或下载；④采用模块化综合航空电子结构和高速数据总线网络，可在航空系统综合处理设备中进行妥善管理[7]。

基于以上信息功能需求，机载维护系统包含中央维护功能、飞机状态监控功能和数据加载功能。中央维护功能主要用于搜集飞机运行过程中机载维护系统发送的故障信息和数据，根据故障逻辑或模型进行故障分析，剔除相关的数据方案，检查全新的结构模型，且飞机状态监控可以监视和记录飞机维护性能、故障分析。通过对飞机状态参数和事件监控的趋势，判断需要降级运行的系统情况，提前告知潜在的功能障碍，并制定预防性的维修计划，以提高飞机可利用率和任务完成率。主要应用于机载维护系统数据加载和系统配置，包含全新的数据库，可以融合中央维护功能和飞机状态监控报告下载，根据飞机结构发送信息系统，实现软硬件配合[8]。

通过分析以上功能，实现飞机综合维护诊断具有一定的功能需求。根据飞行任务需求，可以通过数据总线搭配任务系统，控制系统飞行管理、系统参数。执行全新的液压操作模式和照明控制系统的机载维护系统识别模式，识别飞机在运行过程中出现的各类故障情况。为了提高故障检测的完整性，机载维护系统的检测机制应进行周期自检，对于容错的机载维护系统可以评定其降级使用情况。在飞机系统计算机内置自检模块中，机载维护系统性能准确指示故障发生频率，且可以根据储存内部的信息进行分析，包含航线可更换单元故障梳理。

4 系统测试

在机载测试系统中，通过以太网测试接口，可以实现设备动态分布。根据设备的持续运行，融合实时处理和监控功能，确保整个飞行模式能够搭载全新的运行体系。例如在前端数据采集中，该系统测试的参数除飞机平台参数外，包含动参数、品质、音频信号、开关量、频率和总线等特殊参数，对采集器质量的要求极高。系统的采集器采用全新的PC104CPU，通过堆栈式结构具备体积小、功耗低、连接可靠的优势，保留了标准的x86PC 计算机的兼容性。在系统数据传输中，以太网搭载的测试接口实现双向搜索，完成机载维护系统的合理检测。

5 结束语

结合机载维护系统的特性分析与国内外飞机维护实例，为全机提供集中式维护，为飞机维护师提供实时、完善的维护信息，可访问具体参数和研究数据，保证数据的可靠性。