航空机电系统综合技术发展

航空机电系统综合技术发展

代鑫

中国民用航空飞行学院遂宁分院   四川 遂宁  629000

摘要：航空科技是保障国家安全、推动我国经济发展的重要力量。自从2008年开始，民航事业有了很大的推动与发展，我国的旅客流量也有了很大的增长，到目前为止，伴随着航班客容量的持续增长，同时也涌现了许多新见解、新成果、新方法与新技术。与世界上发达的国家的航空机电产业水平进行比较，我国也在追赶，并且由于国家发展战略的关注，未来的发展空间巨大。

关键词：航空机电系统；航空产业发展；综合技术；

引言

航空机电复合化控制结构是将机电、电子、信息、计算机技术联系在一起。因此有了第一代航空电子系统，然后在其分立式航空电子控制结构的基础上，完成了信息交互，从而建立了联合式结构，进而朝着数字化的方向发展。由于该产业逐步完成了跨领域的连接与应用，使得飞行器的操控精度、安全系数得到了全面提高。随后，第三代和第四代的机电技术发展迅速，它们也真的实现了集信息技术、通讯、显示、无线连接等功能的综合运用。从目前的航空器来看，它们的表现十分出色。

一、机电系统综合技术应用现状

1.军用飞机机电系统综合化技术

当前的军用航空飞行器具有综合化、多电化的特点，它的系统具体包含了以下内容：分布式供电系统、动力与热管理系统（组合动力 T/EMM）、风扇函道散热器、内置起动发电机、电液作动器（EHA）、电储能器等。在这些系统当中，组合动力、电液作动器、风扇函道散热器等都是最先使用的。动力与热管理系统将辅助动力系统、应急动力系统、环境控制系统、燃油系统、电源系统等有机结合起来，它将辅助动力/应急动力设备的压气机、涡轮、环境控制系统的涡轮以及切换磁阻起动/发电机整合到一个轴上，它通过一种磁性轴承来支持，转子的速度可以达到很高的数值，这样可以减少其质量与尺寸，同时还可以增加其稳定性，这样的动力热管理系统就可以将涡轮的机械系统和动力管理系统结合起来。消除了为维护供电和制冷而进行的地面支援运输工具，使其可以在全航程范围为主要引擎供电，为航空器供电，并在主要系统出现问题时为其供电。

2.民用飞机航空机电系统综合化技术

由于使用了开创性的多电子技术，民用航空运输飞机的构造有了很大变动，其中有：第一次使用了电子制动系统；将环控系统从常规的引擎引气系统驱动变成了电驱动；删除了引擎气压启动系统等功能子系统。目前民用商业大飞机正向着“全电飞机”的方向发展，它的机电一体化管理体系拥有高度集成化的数据，将以几十条不同的线路代运行的方式替代打开中心电脑，来实现对整飞机的整体航电与通用设备的统一控制。利用通用的核心解决方案，实现与其他飞行器的任务管理、驾驶舱、飞行控制/推进等多个子系统之间的信息互通，实现更高级别的全飞行器的信息共享。

二、机电系统综合技术发展重点

1.系统软件技术

在信息技术的应用中，有关的软件是最重要的，特别是与有关设备的连接起到了很大的影响，它的创新范围也十分广泛，发展的速率也是最迅速的，所以，借助软件技术的进步，从一到四代的航空机电综合化控制系统的发展得到了巨大的进步，它的优化和升级也是从半智能朝着全面智能和自动集成的方向进行。由于匹配软件设计复杂，技术要求高，软件开发工作十分困难，因此，各个国家都专门设立了有关的部门，开展了多个部门的合作，同这些国家的技术交流也对我们的研发起到了很好的促进作用。此外，由于新软件的成本很高，不管是从开发还是从采购的角度来说，都会对新软件的发展和推广造成一定的技术障碍。因此，在这个领域，我们还需要尽量进行技术的革新，以提高软件开发的质量，打破技术封锁的壁垒，实现技术上的突破，从而帮助我们的航空行业走向世界。

2.总线技术

在航空电子机械集成系统中，有关的数据传输都是用总线技术来实现的，因为涉及了国家航空业和技术产业的相关机密，因此必须提高传输的速度和安全性，而总线技术创新的成功与否，与传输的速度密切相连，并且伴随着每次技术的进步，都会有一个更高的速度。随着网络化的发展，光导纤维技术被越来越多地采用，它具有成本低廉、传输高效等优点，目前已经被广泛地用于飞机的集成控制；在对其进行的探索中，多路复用技术的传播最为广泛，具有很高的深度，根据国家发布的有关的科技标准和规范，国内的科研工作已完全完成了对数字总线、高速数据总线、单项数据总线等多种总线的运用。

3.航空综合信息显示技术

在现代的飞机综合化控制系统中，尽管信息更多，飞行难度更高，但因为使用了显示技术，可以将数据的处理转换成相应的图像，给飞行员带来更加直观的判断依据，平视显示器、多功能显示器、抬头显示器等在控制方面与显示方面都已经成功地进行了有效的融合。该系统将数据、信息、图像和显示融为一体，实现了直观、可视化和智能化的操作，能够更加清晰地说明飞行中的种种状况，有利于提升飞行的安全性，提升飞机的整体人机功效。

4.传感器技术

传感器是一种航空器装备，主要是由光电、压电、温敏、无线电信号等传感器技术组成，其核心技术是在材料工艺与数据分析整合上，只要处理得好，就能够增强对综合控制系统的高效结合，从目前国内这一领域的发展来看，将多种种无线电信号进行了功能的体系化的综合运用，是目前最具权威性的。

5.故障预测与健康管理技术

从目前的航空产业的发展情况来看，故障预测和健康管理技术是至关重要的，是保障飞行器处于持续适航状态的有效手段。故障预测使航空产品的故障预测、检测和隔离等可以得到迅速地解决，并针对所找到的问题部件进行准确、快速的维修；健康管理技术对飞行器全寿命周期进行预测、诊断和管理，这些管理技术手段既能节约成本，又能预防事故的发生；近几年来，随着对航电自适应诊断技术的研发和广泛的应用，大大提高了飞行器的安全性和稳定性，并有力地推动了航电一体化的控制架构技术的发展；通过自适应的方式，对飞机的构架进行了研究。

结束语

为了不断提高我国航空工业水平，需要把握好航空机械与电子一体化技术综合发展，紧跟国内外航空机械与电子技术的发展趋势；探讨新技术，新理念，新原理，新技术；在此基础上，构建集成式机电一体化技术的研究平台，引导集成式机电一体化技术的开发和应用，促进集成式机电一体化技术的发展。

参考文献

[1]罗志会.国外远程轰炸机液压系统分析[J].航空科学技术， 2019，30（4）：8-12.

[2]李风杰，甘银银.从机电系统公司飞机维修产业得出的几点思考[J].军民两用技术与产品，2018（15）：63-66.