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弹射座椅电气附件自动综合检测设备及检测方法研究

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成果主要完成人

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项目概况

一、立项背

弹射座椅是飞行员的“救生法宝”,是飞行员安全降落的弹射座椅型救生装置。第3代弹射座椅里面含有电子设备,给弹射座椅测试、维修和保障带来了新问题。5720厂针对国产三代机大修弹射座椅技术保障能力,以及进口飞机弹射座椅电气附件传统的问题,下达了“弹射座椅电气附件综合自动检测设备研制和检测方法研究”项目,研制弹射座椅电气附件综合自动检测设备任务(51-12A-15-7),研究起止时间为2016.1.1-2017.12.25

二、主要内

在航空维修行业,为解决新增多型飞机弹射座椅电气附件暂无功能和性能测试能力,传统人工检测效率低且易出错的难题,提出了一种自动检测方法、研制了一台弹射座椅电气附件自动综合检测设备,实现对其电阻、电压、绝缘、抗电性能和控制的检测

针对设备自动化和可扩展的需求,提出了一种基于640路信号切换模块、数字多用表和耐压绝缘仪的自动检测解决方案,其中,信号切换模块实现设备资源信号和通道信号切换及复用。首次研制的信号切换模块研制主要基于水银继电器、串口通讯模块和FPGA应用等技术,控制软件基于VHDL语言开发,可对上位机指令进行定义和判读,对矩阵开关模块内部继电器进行控制

结合提出的一种弹射座椅电气附件自动综合检测方法,综合运用虚拟仪器技术和数据库技术,设计开发了检测设备测试程序。采用线程技术设计自动测试,实现自动测试的开始、暂停、继续和终止功能;设计模块维护和连接关系管理,实现测试项目和内容的生成、保存和编辑、适应不同测试内容

通过自动化和扩展性分析、电阻检测分析和绝缘检测分析测试,验证结果表明:该设备实现了对多型弹射座椅电气附件的快速准确的自动检测,具备扩展测试项目功能,创新了技术手段并扩展了应用范围

三、项目特

(1)提供一种弹射座椅电气附件自动综合检测设备与检测方法,实现对弹射座椅电气附件自动综合检测,用于测试维修飞机弹射座椅电气附件的电阻、电压、绝缘、抗电的性能和控制功能的自动测试,以达到较好的弹射座椅电气附件检测修理质量,提升了弹射座椅电气附件的维修保障能力

(2)研制了信号切换模块,能够提供16*4路的矩阵开关(640个继电器),实现检测设备的资源信号切换和通道信号切换,将所需要的资源连接到所要测量的测试点上,结合通用连接器应用,提高系统资源的复用和通用化,同时提高系统的扩展性

(3)采用多功能数字多用表,能够提供程控可调电源和三用表,实现检测设备的二线/四线电阻、电压的测量和电源激励,提高系统资源的集成度和自动化,降低了成本,同时提高应用设计和使用的方便性

(3)采用绝缘抗电仪,能够实现AC耐压、绝缘电阻试验两大功能,且具有GPIB和RS232远程接口控制功能,提高系统资源的集成度和自动化,降低了成本,同时提高应用设计和使用的方便性

(4)提供一种弹射座椅电气附件自动综合检测方法,实现对检测设备的自动测试和扩展能力,可用于实现对数字多用表和综合绝缘抗电仪的功能设置、测量及结果读取,实现对信号切换模块所有继电器的通断控制,手动/自动测试流程控制、测量数据比较、结果显示、打印等功能,能够新增/删除/修改测试项目内容。以达到较好的测试自动化和扩展性,减少人工操作测量,提升弹射座椅电气附件的维修效率

(5)设计模块维护和连接关系管理,实现测试项目和内容的生成、保存和编辑、适应不同测试内容,满足检测设备的扩展性,提高检测设备的测试的灵活性和便利性

(6)采用线程技术设计自动测试,实现自动测试的开始、暂停、继续和终止功能,满足检测设备的自动化,提高检测设备的测试的安全可靠性、灵活性和便利性

四、转化应

自2018年综合自动检测设备投入使用以来,截止2019年12月底,工厂经检测设备测试交检的产品:已大修50件三型国产弹射座椅、72件两型国外弹射座椅,累积节省300小时工时,交检合格率达到了100%。表明本项目研究成果能满足多型飞机的弹射座椅的综合自动检测与修理需求。减少五型弹射座椅修理外委费用可达4880万元(40万元×122件),累积节省约300小时工时,减少修理周期天数费用可达61万元(0.5万元×122件),经济效益十分显著

通过开展弹射座椅电气附件综合自动检测设备技术研究工作,进一步摸清了弹射座椅电气附件、系统状态和原理,提升了新型弹射座椅的检测和修理能力,积累了重大弹射座椅电气附件综合检测方法和修理经验,不但满足了飞机内场修理需要,还可对部队外场遇到的重大故障排除、战时战伤抢修提供技术保障

研究建立的一套通用的弹射座椅电气附件综合自动检测方法为后续其它型号飞机的弹射座椅电气附件修理工作的开展理顺了思路。弹射座椅电气附件综合自动检测设备和方法的研究成果适当改进和转化后,推广到其它同类弹射座椅的电气附件检测上是完全可行的