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摘要：现阶段，随着我国飞机的广泛使用，其电气系统的安全性与可靠性得到了普遍关注，但由于飞机电气系统十分复杂，致使系统的故障诊断尤为重要，如果未能及时的检查与纠正，故障极易影响系统的状态与功能，严重的将造成安全事故。目前，关于飞机电气系统故障诊断的研究主要集中在专家系统与神经网络两方面，本文将对二者进行阐述，旨在促进电气系统故障诊断技术水平的发展，提高飞机的安全性与可靠性。
关键词：飞机;电气系统;故障;诊断方法
引言
对于飞机来说，电气系统运行效率直接决定了其运行的安全性与稳定性，必须要加强对此方面的研究。对飞机电气系统进行故障诊断，了解各项故障发生的原因，进而有的放矢的采取措施进行处理优化，争取不断提高飞机运行稳定性。文章对飞机电气系统故障诊断方法进行了简要分析，并提出了优化措施。
1飞机电气系统的组成和特点
电气系统组成飞机电气系统由两部分组成：供电系统和用电设备。其中，供电系统又分为电源系统和配电系统。电源系统主要用于产生和调节电能，配电系统则可用于分配和管理电能。而用电设备包括发动机控制、加温除冰、燃油管理、飞行操纵、照明控制等系统。由于飞机供电系统的作用在于保证可靠地向用电设备提供满足要求的电能，其可靠性要求比地面供电系统要高得多，因此需要采用多种办法措施来满足这些要求，比如，余度设计、应急电源、故障状态下的负载管理等。
1.1电源系统特点
飞机电源系统是飞机上电能产生、调节、控制和电能变换部分的总称。它由主电源、辅助电源、外部电源、以及应急电源等构成，是飞机供电系统的一个重要组成部分。
1.2配电系统特点
飞机配电系统是飞机电源系统的电能进行转换、传输分配与控制保护的系统。配电系统即要保证对飞机各电气系统能可靠地输配电能，又管理并保护各类用电设备。配电系统由汇流条、配电板、断路器以及电缆等组成。在起飞、降落、巡航、战斗不同的飞行阶段，不同用电设备的重要性也不同，因此可根据飞行阶段要求实行不同的负载管理方案。比如，在地面时要对货舱进行地面通风，单在空中飞行时负载用电量增大，这时需要计算机根据预先设计好的方案自动切断货舱通风用电。通过优化系统才能确保在需要的时候能对重要设备可靠地供电，保证飞机飞行安全。
1.3用电设备特点
飞机电气系统用电设备主要包括环境温度控制、飞行操纵、航空电子、武器操纵、防冰加温、照明等系统负载，用电设备正常工作才能保证其系统能可靠稳定工作。
2飞机电气系统故障分析
先进飞机采用基于固态技术的数字化供电是一种必然趋势，并且随着飞机系统复杂度不断提高;供电系统的重要性和复杂性都大幅提升。且飞机工作环境恶劣，机载电源类型繁多，电网络结构复杂，对飞机供电系统和用电设备的可靠性、安全性和维修性都提出了更高的要求。为了保证供电系统高可靠性和高安全性，急需搭建一个通用性强、效果明显、覆盖性宽、能充分暴露程序隐蔽错误的测试环境，来验证供电装置的可靠性，以确保飞机安全。本项目的电气系统的故障分析主要是对系统级别的故障和缺陷进行定位和分析。通过对系统级别的故障进行定位分析后，再锁定至系统中的组成部分，以便在实际工作中对其进行优化和故障排除，进而在系统级的环境中对故障的可能性进行逐个排查，提升飞机供电技术的可靠性，有效保障飞机飞行安全。下面所述的故障分析方法，需要搭建最小化供电故障测试平台，并根据试飞试验经验构建飞机供电故障模式库。将供电故障模式库通过软件注入的方式，引入供电故障测试平台中，以确定当前系统是否存在故障模式所对应的潜在缺陷。所述的最小化供电故障测试平台的设计，需要有清晰化的供电系统级基于模型的需求描述，形成供电系统流程集，向上与飞机系统工程对接，向下作为接口设计、ICD（Information-Cen－teredDesign，一个互联网产品创新的基本模型）设计、子系统及成品功能设计的依据。同时对供电故障测试平台内子系统及成品功能采用统一的策略及算法，并实现伪代码，便于供电装置策略的同步优化、故障分析与协调一致性。飞机供电故障模式库由基于代码的故障注入模块组成，将库中的不同模块应用到供电装置的测试中，形成基于代码的供电故障注入测试环境，可在飞机研制的全阶段，通过在供电网络中执行一系列被特定错误模型干扰的测试程序（ApplicationUnderTests，AUT），收集故障注入后执行的跟踪信息、发生的所有异常信息以及来自AUT的信息，并按照预先设定的评估准则，即可有效地评估供电系统的安全性、可靠性并为供电系统中故障的诊断、隔离和定位提供有效的支持。
2基于故障树的飞机电气故障方法分析
飞机电气系统设备故障主要表现在发动机电气控制系统故障、燃油电气系统控制故障、环境控制电气系统故障以及告警系统故障等。这些故障现象的发生对飞机运行安全性与稳定性影响严重，需要采取有效的故障诊断技术确定故障发生原因，并针对故障种类与表现形式来确定处理措施，降低各类故障对各子系统的影响。故障树分析方法采用自上而下的方法来寻找导致此事件发生的直接原因和间接原因，它从一个可能会发生的事故开始，最终追溯到基本原因事件，并把这些事件的因果关系用逻辑关系图表示出来。故障树是一种特殊逻辑因果关系图，形似倒立树状结构，它用逻辑门、事件和转移等基本符号描述系统中各事件之间存在的因果关系。分析故障树能快速有效的找到此事件发生的基本原因，提高飞机电气系统故障诊断效率。以环控系统电气故障中排气活门手动控制失效的故障，来说明故障树分析方法的应用。排气活门手动控制功能根据告警显示来判断活门自动控制是否失效，当自动控制失效时通过操纵控制面板的开关进行手动控制活门。排气活门手动控制由控制面板开关、控制器、显示告警三方面实现，如果手动控制失效将会产生这三方面原因。图1所示了排气活门手动控制失效情况下的故障树分析图。
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图1 手动控制失效故障树
从上面图中可看出，故障树分析方法有以下一些特点。首先，根据故障树逻辑结构图对事件的因果关系能清晰、简洁、全面地表达出来。它从系统开始，通过逻辑符号绘制出的逐渐展开成树状的分支图来分析故障事件发生的概率，使有关人员能全面了解此事件发生的要点和措施。其次，故障树既可以对系统故障做定性分析，又可以做定量的分析，通过定性分析，可以确定各基本事件对顶事件影响的大小，以及对各基本事情所采取安全措施的先后顺序。通过定量分析，能确定各基本事件的概率，进而计算出顶事件发生的概率，有助于对事件进行量化处理。不过故障树分析法也存在一些缺点，首先它对特定事故做分析，而不是针对具体过程或设备系统，具有局限性；其次对分析人员的要求也比较高，往往不同人员对故障树的编制和分析结果会表现出不同，因此要求分析人员能非常熟悉所分析的事件，这样才能知道事件所发生的根本原因；其次，对于复杂事件，构造故障树的步骤较多，计算也很复杂，编制的故障树体系庞大，给问题的定性和定量分析带来困难。
结语
为提高飞机电气系统运行稳定性，需要基于其特点，选择合适的故障诊断方法来确定其运行状态，并针对此来采取相应的措施进行优化，提高飞机运行安全性。
参考文献
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