浅论航空电子设备发展的可延续性

浅论航空电子设备发展的可延续性
摘要:航空电子设备正在以越来越快的速度发展。

如何在高速发展的过程中,保证新技术与原有技术彼此衔接,保证航空电子设备发展的可延续性,对维护飞机安全性有着至关重要的影响。

本文以某机型选择呼叫系统为例进行了分析,并提出了相关的解决措施。

关键词:可延续性选择呼叫系统安全
随着民用航空机载电子技术领域的升级进步,航空电子系统逐步从分立式结构向联合式结构进化,并正在向综合式结构发展,已经形成了成熟的综合模块化航空电子体系架构。

许多旧有的航电系统随着时代的发展逐步由系统缩减为设备,甚至已经纯软件化,不再作为独立硬件而保留。

尽管上述改变减轻了飞机重量,降低了飞机电功耗,为降低飞机运营成本做出了卓越的贡献,但这种设计模式也要求设计单位在飞机设计阶段需要综合考虑原先各系统的相关规范,确保新设备的技术指标能涵盖旧系统规范的要求。

下面以某机型选择呼叫系统设计为例,说明上述问题。

1 选择呼叫系统简介
选择呼叫是指地面塔台通过高频或甚高频通信系统对指定飞机或一组飞机进行联系。

选呼通过地面发射机的编码器发送给飞机接收机和译码器组一组编码音调脉冲来完成。

每个发送码由二个连续的音调脉冲组成,每个脉冲包括二个同时发送的音调。

当地面工作人员要
呼叫一特定的飞机时,按下对指定飞机的相应的码的按钮,编码器键控发射机并同时发送出二个持续时间为1.0±0.25s,时间间隔为0.2±0.1s 的连续音频脉冲所组成的码。

每个音频脉冲由二个同时发射的音频音调组成。

呼叫仅由一个发送码组成而没有重复。

地面发出的音频信号通过所选用的高频通信系统或甚高频通信系统传输到飞机上,并以灯光和音响告知驾驶员地面台的呼叫信息。

发送的编码如图1所示。

正常情况下,飞机整个甚高频选呼系统的工作流程步骤如图2(高频亦是如此)。

在选择呼叫解码器上选定飞机选呼码后,选择呼叫系统就处于待用工作模式。

当地面通过高频或甚高频发射机呼叫该机时,飞机上的高频通信系统或甚高频通信系统将收到的信号解调后送至解码器。

解码后,由选呼比对器将接收到的地面呼叫代码与飞机代码进行比对。

若地面呼叫代码与飞机的代码相同,选呼系统便使控制盒上的灯亮,并提供响铃提示或高低谐音提示。

驾驶员通过按压灯按钮可关闭上述提示。

2 选择呼叫系统发展历程
20世纪80年代后期选择呼叫系统随技术的发展也出现了革新,使用集成或离散的固态电子器件代替了老式的舌簧继电器,使工作可靠性大为提高。

此时的选呼解码器已不再保留字母按钮,而是通过销
钉的排列顺序进行选呼代码的选择。

随着航电技术的发展,航电设备也开始从分立式结构向联合式结构进化,并正在向综合式结构发展,已经形成了成熟的综合模块化航空电子体系架构。

选择呼叫系统也在不断革新。

在某型飞机上,已取消了独立的选呼设备,将其融合至整个通信系统中。

根据设计,HF系统选呼码的解调在HF收发机内完成,解码和比对在无线电接口装置内完成。

VHF系统选呼码的解调、解码和比对在VHF收发机内完成。

如果接收到的选呼码和飞机自身选呼码比对的结果一致,飞机将发出两声选呼提示音“SELCAL”,同时显示器上显示相应的提示信息。

通过这样的设置,选择呼叫系统已经不存在独立的硬件,而是完全软件化。

通过这一改良,为飞机降低了重量,减轻了油耗,并大大提高了可维护性。

3 选择呼叫系统可延续性研究
由于航电技术的快速发展,选择呼叫系统在几十年内就经历了自机械式发展至电子式,自硬件发展至纯软件的过程。

尽管最新式飞机的技术不断提高,但各地塔台的选呼发射设备却不能及时得到更新换代。

尤其是偏远地区的塔台设备,基本还停留在20世纪70年代的水平。

为此,在飞机设计过程中,必须保证最新的选择呼叫系统能良好的兼容旧体系下的选择呼叫系统。

在具体的研发过程中,必须保证选呼系统接收能满足以下要求:
在下列情况的任何组合下,设备每一通道应能接收和鉴别由双音频双脉冲组成的音调码输入信号:
(1)输入信号电平范围从在每一音频信号上的0.1伏有效值的门限电平到超过门限值以上的30dB电平(不需要重调任何调节器);(2)音频信号的幅度相差小于或等于6dB;(3)音频信号谐波失真小于或等于15％;(4)一个或两个音频频率偏离额定值的量小于或等于±0.15％;(5)输入信号的信噪比对于最小幅度的音频来说为6dB或更低。

另外,在输入信号如下时,选呼系统应停止工作:(1)音频码的幅度为0.1V(有效值)的30dB以上,而音频频率偏离额定值±3.45％以上,或频率配置在设备试验所用的频率时。

(2)音乐、话音,其它音频码或随机噪声等的幅度为0.1V有效值(RMS)的30dB以上。

4 结论
航空系统,尤其是航电系统正随着科技的不断进步而飞速发展。

在这过程中,设计人员在充分研究新技术并将其应用到航电系统的同时,也需深入钻研旧有系统的规范及技术指标,在技术的创新性和可延续性中寻找一个良好的平衡点,确保设计出技术先进、可靠性高、延续性好的优秀机型。