测试和维修技术在航空装备设计中的应用分析

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引言

测试技术是航空维修的重要组成部分，不仅使飞机的作战性能提高，而且直接关系到军机维修思想、维修方式、甚至维修体制的变革。故对测试技术与军机维修体制变革进行研究。

1 测试技术概述

测试技术是指应用测试设备、工具和方法，按照标准，对装备的状况进行判断。内涵如图1，包含嵌入式测试支持技术、测试设备和测试程序等。

测试技术分外部测试和内部测试，分别由自动测试设备(ATE)和机内测试设备(BIT)来体现。

1.1 ATE技术

据统计，采用ATE技术能够使测试效率提高10倍以上，故障隔离效率提高30%，并可在装备寿命周期内节省20%以上的测试费用。因此，ATE技术已成为保持装备战斗力的高效设备。

早在20世纪50年代美国就开始了ATE的开发研制，其发展经过了4个阶段:20世纪60年代以前主要以人工或专用测试仪器进行测试的早期阶段;60~70年代中期发展成由计算机控制的专用化半自动、自动测试设备的发展阶段;80年代中期则以微型计算机、独立操作系统、IEEE2488、CAMAC、RS2232总线结构为标准，多功能、易组合、可扩展式ATE阶段;80年代中期至今进入以VXI总线为标准的低成本、高性能、便携式ATE的完善期阶段。

现在航空装备设计中广泛采用外场可更换单元(LRU)技术，LRU种类、数量不断增多。由于部件的自检测能力有限，导致多种类别和结构形式的ATE大量出现，测试过程变得复杂。美国空军在1985年提出ATE的研制要求，即体积小、成本低、性能高、可移动、模块化、多用途和标准化的ATE。

1.2 BIT技术

BIT技术是指系统设备依靠内部专设的自检测电路和软件，来完成自身工作参数的检测和故障自诊断，然后执行故障隔离的一种综合能力。由于BIT能够监控主要工作参数、向操作和维修人员报告工作状态、预测未来可能发生的故障，已成为现代装备不可缺少的组成部分，主要用于维修和维护检测，对于装备的安全可靠运行和维修具有重要意义。

1)BIT的发展历程

20世纪60年代，随着半导体集成电路技术的飞速发展，航空电子设备日趋复杂，维修工作量迅速增加。为了改善设备的维修性，减少故障隔离时间，美军开始研究BIT技术。70年代初，测试、检测和故障诊断困难成为制约装备发展的一个主要原因，军机维修重点也从以往的拆卸和更换逐渐转向故障检测和隔离，这一现象在电子装备上表现得更为突出。现在BIT技术已经开始向综合化和智能化发展，并开始与ATE融合，但ATE存在着费用高、种类多、操作复杂、人员培训困难和只能离线检查等方面的不足，所以BIT的地位越来越突出。

2)BIT技术的应用

航空装备研制过程中，BIT技术得到了广泛应用。80年代初期开始服役的F-18飞机，其80%的电子设备和系统都设计有BIT功能;F-15飞机的电子设备中的敌我识别器和应答机、平视显示器、中央计算机、惯性导航系统等也都有BIT能力。

BIT技术在航空电子设备和机电系统上的应用，提高了飞机的战备完好性和出勤率，降低了维护费用。例如，F-16飞机在设计之初，就对BIT技术与其机载设备的结合进行了全面考虑，从而使F-16一度成为美军完好率和出勤率最高的飞机，且需要的备件很少;F-22飞机作为最新一代战斗机，BIT技术的应用就更加广泛深入了。

3)智能BIT技术

智能BIT技术就是将专家系统、神经网络等智能理论和方法引入到BIT的故障诊断之中，以降低BIT虚警率、提高装备故障诊断能力。

随着航空装备复杂性的增加，用于改善装备维修性、测试性和自诊断能力的BIT技术，不断暴露出自身无法克服的诊断能力差、虚警率高、不能识别间歇故障等不足。所以，80年代以来，美、英等国相继开展智能BIT研究，利用计算机模拟人的思维过程和处理问题的方法对基本BIT的输出结果进行分析、推理和判断，以提高BIT的故障诊断检测与隔离能力，减少BIT虚警，并能测试和隔离问歇故障。智能BIT技术已在美国空军F-15、F-16的改进型和新装备的F-22中得到应用。

2 维修体制变革

由于维修观念的更新以及新技术不断应用于航空维修领域，飞机维修体制经历了飞机使用单位直接维修的单级体制、直接维修与基地结合的两级维修体制，最后形成了基层级、中继级和基地级的三级维修体制。大体上可分为探索阶段、固定模式和最新发展3个阶段。

文章来源：《装备维修技术》 网址: http://www.zbwxjs.cn/zonghexinwen/2020/0811/428.html