西北工業大學機載系統適航與維護技術研究所是我校科技創新體系的重要組成部分。西北工業大學航空學院民航工程系是我校從事飛機機載系統適航與維護技術研究的基地。在1996年建立的民機維修與故障診斷研究中心基礎上,申請建立機載系統適航與維護技術研究所,主要從事飛機適航和維護方面的理論和工程套用研究,以促進學科交叉融合,建設高水平的科研機構。
隨著世界航空業的發展,國際航空維修業在未來十年將會得到巨大的發展。根據我國中長期發展戰略部署,大型飛機研究將牽引我國航空科技的快速發展,大型飛機研製和走向市場的關鍵之一是飛機的適航認證問題。因此迫切需要根據新型航空器的特點開展適航技術與現代維修技術的研究,適航和維修學科將迎來很大的發展機遇。
機載設備與系統是民用航空器不可缺少的組成部分,對民用航空器的安全性、可靠性及飛行性能起著十分重要的作用。大力研究和推行以可靠性為中心的機載系統適航維修理論和技術勢在必行,在我國航空維修領域將具有廣闊的套用前景。因此廣泛開展機載系統適航性和維護技術的研究,在航空工業和市場的快速全球化形勢下具有重要的意義。
西北工業大學機載系統適航與維護技術研究所將依託我校傳統學科建設優勢,建立一個集科研、開發、套用於一體的產學研相結合的平台機構。研究所既發揮學校的特色專業優勢,為國防特色學科––載運工具運用工程學科建設與發展提供技術支持,又是對原有學科的擴展。研究所的建設將對行業技術進步產生積極的推動作用,並對形成具有自主智慧財產權的機載系統適航與維護技術,加速科研成果的轉化及技術創新具有重要意義。
1、西北工業大學機載系統適航與維護技術研究所主要研究方向與研究內容
機載設備與系統是民用航空器不可缺少的組成部分,對民用航空器的安全性、可靠性及飛行性能起著十分重要的作用。在當代民航業從飛機機載設備的設計、生產、組裝、維修等各個方面都離不開相關部門的適航性驗證、審定及認證。因此,對機載設備與系統適航性和維護性研究具有重要的意義。
研究所將緊緊圍繞機載系統的適航技術標準,綜合運用系統工程、信息技術、可靠性技術、虛擬現實、智慧型技術等多學科知識和技術,研究系統適航驗證實驗技術手段、滿足適航要求的系統安全性分析方法和系統安全評估技術,研究機載系統健康管理及遠程故障診斷等。具體研究內容如下:
1) 機載系統適航性研究
本研究方向涉及到眾多高新技術領域,代表了本學科未來一個主要的發展方向。將依託西北工業大學在航空工程研究領域強大的科研實力和完善的學科、專業建制,再結合本單位多年來在機載設備與系統設計、適航、測試、故障診斷、維修等方面的研究成果,進一步系統性地開展民機機載設備與系統適航性理論與技術的研究工作。
該研究方向經過多年的發展積累,緊緊圍繞機載設備與系統的適航技術標準,滿足適航要求的系統安全性分析方法和系統安全評估技術,系統適航驗證實驗技術手段,系統測試、自檢(BITE)、故障診斷,飛行管理計算機的適航試飛技術,航電系統仿真等方面展開研究。綜合運用系統工程、信息技術、可靠性技術、虛擬現實、智慧型技術等多學科知識和技術,取得了一批學術性強、理論水平高、工程套用性好的科研成果,研究成果被國內同行認可。形成的主要研究內容和突破的方向為:
(1) 機載系統適航標準與適航規章的驗證技術;
(2) 機載系統的適航安全性分析技術和安全評估方法;
(3) 機載系統的適航符合性驗證技術;
(4) 機載系統的軟體測試技術和適航性驗證程式;
(5) 機載系統的適航性驗證手段與仿真技術。
這些研究將為國內民機機載設備和系統的適航性設計、適航驗證提供強有力的理論與技術支持。所取得的突破性成果,將推動本學科該研究領域的大力發展,對我國實施大型民用飛機開發戰略,培養適航高級技術人才,具有十分重要的意義。
2) 綜合機載系統健康管理(IVHM)研究
隨著科學技術的發展,現代飛機各方面性能都獲得了全面提升,在性能不斷提升的同時,其機載設備也越來越複雜,價值也越來越高。而在使用中,為了保證飛行安全,傳統的做法是重視飛行前後的檢查,採用觀察、拆卸、開車、調整、定期更換等方式來完成維護工作。對於一些重要部件,需要定期的拆下、分解,來進行檢查及判斷其工作狀態,甚至會出現有些部件不是由於使用而是由於頻繁的拆卸導致失效,同時對於某些“故障”的隱患也難以使用常規的檢查方法提前發現問題,從而導致日常維護項目增多,故障徵候的確定與故障定位的難度不斷提高,可靠性難以保障,並造成維護工作量大、時間長、出勤率低和維護成本高。這種傳統的維護方式,已不能適應現代飛機所應具備的高可靠、低維護成本等方面的發展要求。
國外已開發國家一直重視武器系統健康監控的研究工作,其目的是藉助於故障預測、故障診斷來提高維修人員識別系統故障的能力,提檢查速度,減小勞動強度,降低維修、設計、研究成本,還提高線上故障檢測、故障診斷能力以及對故障的修復能力,以滿足軍事、經濟、政治要求。
根據機載設備的工況特點,研究科學的狀態監測、故障診斷、部件損傷檢測、失效模式識別與健康監控技術。開展針對機載系統性能的綜合測試、故障診斷、機理分析、狀態評估、健康狀態監控和可靠性保障的研究工作。主要研究內容包括:
(1) 機載系統健康管理研究;
(2)高密度大容量存儲器支持下的分散式數據採集體系研究;
(3)改進的控制體系和自動化地面處理系統研究;
(4)機載設備自動測試設備(ATE)研製。
3) 系統遠程故障診斷研究
對於複雜耦聯繫統故障,將實時查詢更詳盡的故障模式庫,並根據飛行器歷史故障資料庫,採用混合智慧型故障診斷技術和基於信息融合的專家診斷系統,對故障原因進行定位,必要時還可以利用地面維護網路遠程約請維修專家、設計部門進行遠程會診。建立以LXI技術為核心的機載系統地面測試系統,研究系統遠程故障診斷技術。主要研究內容包括:
(1)三層網路遠程故障診斷體系結構和信息獲取、特徵識別、精確定位、維修指導等關鍵技術研究;
(2)飛行器網路化信息鏈技術:陸、海、空、天一體化信息鏈的原理架構、信息標準、融合技術、一體化監測網路,以及虛擬試驗仿真和虛擬測試及故障診斷技術的套用;
(3)飛行器遠程維修技術:遠程維修技術理論、遠程維修地面支持系統和遠端支持技術。