0 引言
測試技術(shù)是航空維修的重要組成部分,不僅使飛機的作戰(zhàn)性能提高,而且直接關(guān)系到軍機維修思想、維修方式、甚至維修體制的變革。故對測試技術(shù)與軍機維修體制變革進行研究。
1 測試技術(shù)概述
測試技術(shù)是指應用測試設備、工具和方法,按照標準,對裝備的狀況進行判斷。內(nèi)涵如圖1,包含嵌入式測試支持技術(shù)、測試設備和測試程序等。
測試技術(shù)分外部測試和內(nèi)部測試,分別由自動測試設備(ATE)和機內(nèi)測試設備(BIT)來體現(xiàn)。
1.1 ATE技術(shù)
據(jù)統(tǒng)計,采用ATE技術(shù)能夠使測試效率提高10倍以上,故障隔離效率提高30%,并可在裝備壽命周期內(nèi)節(jié)省20%以上的測試費用。因此,ATE技術(shù)已成為保持裝備戰(zhàn)斗力的高效設備。
早在20世紀50年代美國就開始了ATE的開發(fā)研制,其發(fā)展經(jīng)過了4個階段:20世紀60年代以前主要以人工或?qū)S脺y試儀器進行測試的早期階段;60~70 年代中期發(fā)展成由計算機控制的專用化半自動、自動測試設備的發(fā)展階段;80年代中期則以微型計算機、獨立操作系統(tǒng)、IEEE2488、CAMAC、 RS2232總線結(jié)構(gòu)為標準,多功能、易組合、可擴展式ATE階段;80年代中期至今進入以VXI總線為標準的低成本、高性能、便攜式ATE的完善期階段。
現(xiàn)在航空裝備設計中廣泛采用外場可更換單元(LRU)技術(shù),LRU種類、數(shù)量不斷增多。由于部件的自檢測能力有限,導致多種類別和結(jié)構(gòu)形式的ATE大量出現(xiàn),測試過程變得復雜。美國空軍在1985年提出ATE的研制要求,即體積小、成本低、性能高、可移動、模塊化、多用途和標準化的ATE。
1.2 BIT技術(shù)
BIT 技術(shù)是指系統(tǒng)設備依靠內(nèi)部專設的自檢測電路和軟件,來完成自身工作參數(shù)的檢測和故障自診斷,然后執(zhí)行故障隔離的一種綜合能力。由于BIT能夠監(jiān)控主要工作參數(shù)、向操作和維修人員報告工作狀態(tài)、預測未來可能發(fā)生的故障,已成為現(xiàn)代裝備不可缺少的組成部分,主要用于維修和維護檢測,對于裝備的安全可靠運行和維修具有重要意義。
1)BIT的發(fā)展歷程
20世紀60年代,隨著半導體集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展,航空電子設備日趨復雜,維修工作量迅速增加。為了改善設備的維修性,減少故障隔離時間,美軍開始研究BIT技術(shù)。70年代初,測試、檢測和故障診斷困難成為制約裝備發(fā)展的一個主要原因,軍機維修重點也從以往的拆卸和更換逐漸轉(zhuǎn)向故障檢測和隔離,這一現(xiàn)象在電子裝備上表現(xiàn)得更為突出?,F(xiàn)在BIT技術(shù)已經(jīng)開始向綜合化和智能化發(fā)展,并開始與ATE融合,但ATE存在著費用高、種類多、操作復雜、人員培訓困難和只能離線檢查等方面的不足,所以BIT的地位越來越突出。
2)BIT技術(shù)的應用
航空裝備研制過程中,BIT技術(shù)得到了廣泛應用。80年代初期開始服役的F-18飛機,其80%的電子設備和系統(tǒng)都設計有BIT功能;F-15飛機的電子設備中的敵我識別器和應答機、平視顯示器、中央計算機、慣性導航系統(tǒng)等也都有BIT能力。
BIT 技術(shù)在航空電子設備和機電系統(tǒng)上的應用,提高了飛機的戰(zhàn)備完好性和出勤率,降低了維護費用。例如,F(xiàn)-16飛機在設計之初,就對BIT技術(shù)與其機載設備的結(jié)合進行了全面考慮,從而使F-16一度成為美軍完好率和出勤率最高的飛機,且需要的備件很少;F-22飛機作為最新一代戰(zhàn)斗機,BIT技術(shù)的應用就更加廣泛深入了。
3)智能BIT技術(shù)
智能BIT技術(shù)就是將專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡等智能理論和方法引入到BIT的故障診斷之中,以降低BIT虛警率、提高裝備故障診斷能力。
隨著航空裝備復雜性的增加,用于改善裝備維修性、測試性和自診斷能力的BIT技術(shù),不斷暴露出自身無法克服的診斷能力差、虛警率高、不能識別間歇故障等不足。所以,80年代以來,美、英等國相繼開展智能BIT研究,利用計算機模擬人的思維過程和處理問題的方法對基本BIT的輸出結(jié)果進行分析、推理和判斷,以提高BIT的故障診斷檢測與隔離能力,減少BIT虛警,并能測試和隔離問歇故障。智能BIT技術(shù)已在美國空軍F-15、F-16的改進型和新裝備的F- 22中得到應用。
2 維修體制變革
由于維修觀念的更新以及新技術(shù)不斷應用于航空維修領(lǐng)域,飛機維修體制經(jīng)歷了飛機使用單位直接維修的單級體制、直接維修與基地結(jié)合的兩級維修體制,最后形成了基層級、中繼級和基地級的三級維修體制。大體上可分為探索階段、固定模式和最新發(fā)展3個階段。
2.1 探索階段
20世紀二三十年代,航空技術(shù)剛起步,飛機都是以機械部件為主,電子設備、機種方面的設備幾近空白,對維修的要求較低,所以由使用單位進行單級維修就可完成。