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航空工业对测量用途分析

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本文作者:梁志国张大鹏武腾飞单位:中航工业北京长城计量测试技术研究所

1现代战争对航空计量测试发展的启示

包括科索沃战争、伊拉克战争、阿富汗战争、利比亚战争等当代的一系列战争,给人们的提示是:战争距离我们并不遥远,随时都有可能发生;欺软怕硬与恃强凌弱在国际社会中屡见不鲜;没有强大的国防实力,国家主权和领土完整便没有丝毫保障。它对我国航空计量的启示也是多方面的。

首先,人们看到现代战争所具有的一些主要特点是:①更为广泛地使用空间系统,空间系统和空间作战是空中力量的制空权、远程精确打击、全球机动、灵活的战斗支援和制信息权的重要保障。②更加看中包括空中侦察、目标选定及分配、战场监督与控制和精确打击四个方面的精确打击体系。③飞机与导弹协同作战,飞机是主力,而导弹是尖刀,二者缺一不可。④电子摧毁与火力摧毁密切结合,火力摧毁是目的,电子摧毁是不可缺少的技术保障。

可以看出,配备高新技术的航空武器装备,是西方世界控制、发动、并主导现代战争的关键。而高新技术从诞生到成功运用到航空装备中是有其客观规律的,一般经过:①发现高新技术;②高新技术用于航空问题的现实性和可行性研究;③实现产品方案设计;④型号设计等四个阶段。

航空计量也应遵循和适应这一发展规律,先行一步。在“发现高新技术”的同时,即开展其特性、性能指标的计量测试研究;在其“用于航空问题的现实性和可行性研究”中,提供技术基础依据;在其“用于航空工程的产品方案设计”时提供定量技术数据;而在“航空产品设计”时,提供可测性、可维护性、可计量性计量保障方案,并在形成产品的同时,将其纳入航空计量测试体系,有效溯源。不能在产品需要确定性能指标时,才想到计量测试问题,一方面使得计量测试失去了改进和控制产品质量的意义,另一方面也由于没有按照可测性、易维护性和可计量性设计原则设计,许多性能指标的计量保障无法实现。无法真正全面将其纳入航空计量体系,也限制、制约了高新技术在航空装备中的发展及应用效果,更不利于产品更新换代和性能指标的提高。没有计量测试,无法确定指标,更何言提高?

另外,计量测试是人们认识世界和改造世界的技术基础性科学,是认识世界的基础性研究和改造世界的应用性研究相结合的产物。在基础研究方面,可以将专业、参数划分较细;而在应用研究方面,尤其在最前沿的高新技术应用系统的计量测试领域,往往需要跨专业、跨学科的综合技术与复合技术,同时也会产生一些新兴学科和边缘学科。不应将计量测试专业分得过细、过死和过于分散。航空计量应有认识世界的基础性研究,但更多是偏重于改造世界的应用性研究方面,亦应打破传统的专业和学科限制,如隐身性能测试,可能涉及的专业和行业要依所选用的隐身技术(电磁隐身、红外隐身、声隐身、光隐身、等离子体隐身等)的不同而不同,不宜简单纳入电子学计量或光学计量等测试领域或专业。凡是航空计量所需要的技术和业务,均需发展,不宜简单地按常规学科(如几何量、电学量、力学量等)划定,同时应兼顾本项技术及相关技术的互补性、互相促进性以及可持续发展性,不宜就事论是,头疼医头、脚疼医脚,不对长远、总体的发展进行规划和研究。

2军事革命对航空计量发展的影响

从现代战争可以看出,这种与以往战争特点不尽相同的战争模式,预示着具备现代战争特点的军事革命时代业已来临,其特点主要是:敌对双方的对抗,是没有明确的前后方的,包括空间、地面、水下、信息、指挥、控制、通信、情报、技术、人力、财力、物力、心理等所有资源的全方位对抗。这种军事革命概念下的现代化战争,完全是以“己方占有各种资源及优势地位,剥夺、破坏或摧毁敌方的资源和占有资源的一切基础”为目的的一种争夺。在这里,高新技术以及高新技术武器具有决定性的作用。尤其突出的是具有高新技术的航空武器装备,由于兼有隐身性、远程性、突防性、快速机动性而举足轻重,在实施电子干扰、电子侦察和电子防御的电子战中,在C3I(指挥、控制、通信、情报)对抗和战场侦察的应用中尤其突出。在现代战争中直接使用的航空高新技术有:①隐身轰炸机;②联合直接攻击武器;③GPS辅助制导炸弹;④GPS辅助瞄准装置;⑤三军通用隐身战斗机;⑥红外截获和指示系统。高技术武器有:①卫星系统和侦察机(照相侦察卫星;雷达成像卫星;光学成像侦察卫星。气象卫星;全球定位系统(GPS)卫星;通信卫星;U-2侦察机;无人机)。②具有隐身性、远程性、突防性、机动性特点的先进作战飞机,电子干扰机,预警机,攻击直升机。③联合直接攻击弹药,集束炸弹,巡航导弹等制导弹药。所有这些高新技术及航空高新技术武器装备均应纳入航空计量保障体系,其设计、研制、改进和发展均需要跨行业与跨专业的计量测试保障,包含电子学、电磁学、光学、红外、几何量、力学量、声学量、热学量、材料性能、隐身性能、制导性能、电子战性能等的总体特性计量评价、综合特性计量评价、精确计量评价、以及动态特性计量评价技术方面的需求已经突出显现,并日趋迫切。为航空计量测试展现了众多全新的领域与空间,将大大影响和左右以往业已形成的、以专业及参数细化为特征的计量发展体系与发展模式,形成新的体系、机制和具有众多新特点的研究方向与课题。

3知识经济时代对航空计量发展的推动

我们所处的时代被称为知识经济时代和正向知识经济方向发展的时代,其主要特征体现在推动和左右经济飞速发展的是众多科学技术知识含量极高的高新技术及其产品和服务。它们在几乎各个方面改变着人类生存、生产、生活质量和环境空间,极大地提高了各种效率,拓展了人们的视野,为人类自身认识自然和改造自然在提供着不断强化、高效的技术支持和技术手段。新技术、新产品、新发明、新观念不断涌现,不断有曾被认为不可能的或极为复杂的事情被变得轻而易举。这其中,科技创新是知识经济时代不死的灵魂,具有不断创新能力与创新精神的人才是本时代的主宰和精华。知识经济时代的这种现状与发展趋势,无疑每时每刻推动着航空计量的发展与进步,并且不断给航空计量与发展提出了更高和更新的要求,其中,最首要的就是航空计量技术的发展和创新,吸引、培养与造就具有创新能力和创新精神的计量测试人才队伍,将是航空计量测试技术水平适应知识经济时代需求与发展,立足于21世纪世界计量测试技术领域之林的根本保证与必要条件。

4航空计量测试

航空计量测试技术是保障航空产品性能、质量、可靠性、安全性及经济性的基本手段和最后手段,贯穿于型号设计、研制、生产、使用及维护的全过程,是保障先进战斗飞机实现空中优势的必要条件,是牵动全局发展的共用技术,不是可有可无的。这一观点和理念已经逐渐被人所认知,并趋于达成共识,但在我国的实际执行中尚不尽如人意,离满足实际需求差距尚远。

5航空产品研制和生产对计量测试的需求分析

新世纪以来,世界上出现了较多的高新技术及武器系统,诸如“无远不达、威及全球”的航空武器系统,“完备防御、精确攻击”的空间武器系统,反卫星武器系统,导弹防御系统,激光武器系统,电磁武器系统。纳米技术,星际导航、GPS卫星空间四维定位系统,精确制导的灵巧导弹与灵巧炸弹,激光制导、红外制导、电视制导、雷达制导、GPS制导、惯性制导、组合制导的智能精确打击武器,电磁隐身、红外隐身、声隐身、光隐身、等离子体隐身等隐身及反隐身技术,防区外精确攻击技术、发射后不管导弹技术,远程精确打击技术、硬目标侵彻技术、空对地多目标攻击技术,新型材料技术等,都对计量测试提出了更高的要求。电子对抗技术、超视距技术、合成孔径雷达技术、远程雷达技术、预警技术,数字式卫星通讯技术、蜂窝电话技术等导致了无线电工程、国防电子设备等新领域和新技术的计量需求。在通用技术领域,总线技术、仿真技术、虚拟环境技术、战争模拟技术等为计量测试技术开拓了与以往截然不同的全新领域。精确计量评价技术、动态校准技术的发展及溯源对计量测试技术提出了新的需求。

在21世纪,敏感元件及传感器技术将进一步对温度、压力、流量、负荷、加速度、角速度、线速度、位移、转速、振动、冲击、红外、激光、光敏、超声波、化学、生物、气体、味觉、视觉、触觉、光电、电磁、辐射、湿度等各类传感器提出新的要求,它们将继续向微型化、精确化、智能化等诸方面发展。伴随着光纤传感为特征的武器装备健康监测与管理技术、飞秒激光技术等的兴起,以及随之而来的其动态特性计量校准、量程拓展、环境延伸等一系列的计量需求将继续加剧,并且它们一直是各个国家各类型号武器装备系统中不可缺少的重要组成部分。

21世纪的航空设备测试系统将继续向着集成化、复合化、模块化、智能化、自动化方向发展,由此牵动着计量测试技术向服务现场方向发展,进而继续推动在线校准技术、自动化校准技术、最优化测量校准技术、综合校准技术、多参数校准技术、动态校准技术以及模型化测量校准技术的发展。

当前世界范围内,各个国家的各种新型飞机、发动机、直升机、无人机、地效飞行器等等航空器将陆续投入生产和研制,由此将强力牵动和计量校准技术密切相关的型号测试技术发展需求。测试技术包含的范围很广,包括各种计量法规中有明确规定的检定、校准技术和未明确规定,但可溯源的测量技术,以及目前尚无法进行量值溯源和传递的特殊测量技术。计量和校准技术实际上只是具备溯源能力,且具有法定依据的部分测试技术,各种型号武器装备和现役装备所需的大量计量保障尚无法定计量规定,因此,以测试能力的提高为目标、以完备计量保障服务为目的的测试技术研究是航空计量测试的一个重要发展方向。

近年以来,以隐身、电子战、远程、突发性、多目标远距离精确打击和夺取制空权等为重要特征的第4代飞机和第4代航空武器系统在世界上陆续出现。与此同时,具备远程有效运载工具的核武器、生物武器、化学武器、病毒武器、信息武器等大规模摧毁性武器仍将是国家间主要的战略威慑力量。这期间,航空武器装备将加强精确制导技术研究和空对地多目标攻击武器技术研究,着重发展以雷达、红外、电视等制导的三军通用精确制导弹药,中近程高性能、全天候精确打击武器和低成本精确打击武器,加强电子对抗系统技术的研制,加强计算机对抗手段的研究,研制高分辨力、全天候合成孔径雷达系统,低截获率雷达及相关技术,建立攻守兼备的航空装备体系,发展电子战飞机、预警机,建立远程精确打击能力,发展远程巡航导弹,形成威慑力量。这里,机载航空武器是空中力量攻与防的关键所在。所有这些,均应纳入航空计量体系中来,变成航空计量的研究课题与方向。

21世纪,应积极开展尚未投入实用的一些新概念武器技术的计量测试研究,如主要包含定向能武器和动能武器两大类的高能武器。

动能武器主要包括使用超高速射弹的动能杀伤目标的电磁轨道炮、电磁感应炮、电热炮、电化学炮等;定向能武器主要指激光武器、高功率微波武器、粒子束武器等,属于光速武器。激光武器可使人眼致盲和光电设备致盲;电磁脉冲武器可摧毁导弹、雷达、通信系统、电子设备;次声波武器可影响人员大脑神经系统;高功率微波武器是一种多功能、射频、光速武器,是一种较好的反隐身武器,可进行远程干扰、近程杀伤。

作为非致命技术的非杀伤武器系统技术还有:次声波武器技术、粘胶、光滑剂、超级腐蚀剂、计算机病毒等,绝大多数都属于航空武器技术装备,都应该纳入航空计量测试体系。应积极开展这些新概念武器技术的计量测试研究,寻求将其纳入计量测试体系的途径,储备有潜力的成熟技术,为航空军工服务和提供支持。

另外,各国将陆续开始研究可突破弹道导弹防御系统的远程武器系统,包括多弹头技术、生物弹头技术、地效巡航导弹技术、电子对抗弹头技术、隐身弹头技术、弹头防御技术。同时将加强战斗机防撞地系统和技术的研究与开发。

一个新型航空产品的出现,往往需要众多厂商参加研制,并为新型号研制直接提供配套产品、零部件加工。而这些产品的性能参数,技术数据大部分是由专用测试设备提供的。这些专用测试设备主要包括:各种专用测试仪、试验台、各种专用试验器、专用校验仪器、专用测试车等等。这些专用测试设备成为保证航空产品质量的重要手段,是直接取得航空产品技、战术指标参数,判断性能是否合格的关键测试设备。然而,由于缺少相应的测量标准,这些设备大部分未进行校准,也就无法进行量值溯源。另外,这些专用测试设备种类繁多,具有多参数,多功能的综合测量能力,同时具有特殊的使用方法和对环境条件的特殊要求,因此,必须研制专用测量标准,编制相应的校准规范,使航空专用测试设备纳入校准、溯源的轨道。

电磁学量,主要是电学量,在航空产品及型号中的应用非常广泛,在航空产品的研制、生产、维护和使用中,电学量一直居于任何其它物理量所无法替代的地位。作为能源的电量,为各种电气、电子、电学系统提供动力。而作为信号载体的电量,在航空电子系统、航空通用地面检测系统、航空专用地面检测系统、机载飞行控制系统、电操纵系统及火控系统、实验室用基础测量系统、现场测试系统、以及各种非电量电测系统、各种物理过程的仿真模拟系统中,均获得了广泛应用。电磁学计量在这些方面的应用,对于保障航空产品和型号的性能、质量、安全性、可靠性以及经济效益等,具有举足轻重的作用。

在飞机的研制厂家广泛使用的飞机地面试验系统,就是例证。飞机地面试验系统范围很广,主要有十大试验台:①飞行品质模拟试验台;②飞行控制系统试验台;③电网模拟试验台;④燃油系统模拟试验台;⑤液压系统模拟试验台;⑥环控系统模拟试验台;⑦座舱盖模拟试验台;⑧航空电子综合模拟试验台;⑨进气道调节系统模拟试验台;⑩座舱照明模拟试验台。除了上述十大试验系统外,还有很多,如发动机试车台、试验台,飞机全静力及疲劳试验系统、各类风洞等均属此类,无法一一例举。贯穿于大多数试验台的核心手段就是以模拟电压为输入,以模数转换为特征的通用电学量线性测量系统、各种电学量信号源系统及传输系统。因此,这些电学量线性测量系统、各种电学量信号源系统及传输系统的计量校准在飞机、发动机等产品的各项性能、指标的保障方面是至关重要的。例如:它所确定的飞机强度对于安全性要求是必不可少的,而飞机和发动机的寿命通过这些试验系统确定,所获得的不仅是安全性上的保障,还包含经济效益上的考虑。

广泛用于飞机使用中机载设备现场维护的地面检测车是另一个比较典型的例证。地面检测车多用于机载无线电设备、军械、航空设备、飞机、发动机等的使用中现场(机场)维护检测。通过它们:①对飞机动力装置及相关系统的技术状态进行检测;②对原位故障检测;③修理维护后检测。可分为通用和专用,包括自动检测车和非自动检测车。非自动检测车多是将一些机载设备的校验器装于车上组成,与实验室校验区别不大。而自动检测车则不同,它们需要:①提供操作程序和指令;②形成激励信号;③接收检测信号;④处理、分析、判定信号并显示输出检测结果。

地面检测车在结构上大量采用总线型结构、具有通用接口的功能化模块或设备集成,诸如IEEE488总线设备、VME总线模块、VXI总线模块、PXI总线模块、LXI总线模块,有分布式、集中式、主从式等类型和种类。

通用自动检测车一般需要提供和测量直流电信号、脉冲信号、低频正弦信号、一次性指令信号、时间间隔信号等,包含A/D变换器、D/A变换器、逻辑开关阵,以存储、匹配、A/D、D/A为基本单元而存在的虚拟仪器系统。

将通用自动检测车纳入计量体系,是保障和提高航空武器型号技术和作战性能的必须,这方面需要开展的计量工作很多,A/D变换器、数字存储示波器、D/A变换器、任意波发生器、虚拟仪器系统、各类总线模块及集成系统的校准,现场校准、原位校准、自动化校准和系统校准需求必不可少。

专用自动检测车主要有:①无线电设备自动检测车;②飞机、发动机及航空设备自动检测车;③军械设备自动检测车。

飞机、发动机及航空设备自动检测车主要检测内容有:发动机综合调节器;矢量推力系统;交直流电源系统;进气道自动调节系统;空气调节系统;防火信号系统;燃油系统等。

这些专用自动检测车的数值参数均需纳入计量体系,否则,谁都无法保证其量值的准确可靠。

包含陀螺、惯导、组合导航、自动驾驶仪、飞行控制系统、火控系统、综合信息显示系统、仪表着陆系统、大气数据系统、电源系统、电气系统、电子对抗系统等系统及其校验器在内的航空自动化综合系统,多数属于航空电学和航空仪表计量测试领域,事关飞机总体性能和安全性等,急需纳入航空计量测试体系。

由于飞机上面空间狭小,用电设备众多,线性负载、非线性负载共存,功率强弱不一,频段范围参差不齐、无法真正接“地”,使得机上电磁环境比较恶劣,电源品质也随着用电设备的增多而变得恶劣了,失真、噪声增大,尖峰、浪涌等传导干扰和辐射干扰问题比较严重,往往造成航空电子设备的工作不正常或性能降低,尤其对于可能的无线电罗盘、信标接收机、VOR、惯性自主导航、自动驾驶仪等设备的偏航影响不容忽视,对于方向接收机、下滑接收机等仪表着陆系统、微波着陆系统一类盲目着陆系统的影响更容易造成安全隐患。因此,其计量测试保障必不可少。

各类总线集成测量系统的综合校准研究———VXI,PXI,LXI等各种总线集成系统是航空和国防专用测试系统的发展方向之一。目前,在航空、航天、电子、兵器等行业,获得了越来越多的应用,以航空为例,如雷达测试系统、自动驾驶仪测试系统、组合导航测试系统、着陆设备测试系统、飞控测试系统、飞机地面测试车等所需测量参数多且杂的专用测量系统,越来越倾向于用总线集成系统来组建,其中原因,主要是由于该类系统极为复杂,品类多、参数多,开发研制周期很长,成本高昂,量值溯源问题很难解决,且技术更新服务无法保证。而采用总线集成结构以后,每个模块组件实际上是一些通用信号源或测量装置,很容易分别进行量值溯源和计量保障,可以采用许多现有成品部件组合,很容易完成较复杂的任务,同时开发研制周期极短、成本低廉。因此,关于总线集成系统的计量校准问题便提到议事日程上来,由于集成系统的参数多且杂,使其计量校准变成了一个急需解决但又极为复杂的难题。总体说来,总线集成技术属于现有成熟技术的标准化、模块化、集成化、组合化与网络化,外加上严格的环境和兼容性要求,体现的是总体大于部分之和、以及量变到质变的总体优化效果,从模块的通用性、互换性中寻求低成本和高效益,最后获得系统的可靠性和专用性。就每个模块本身来说,与非总线集成设备相比,并无本质不同,从计量技术来说,也是如此。因此,开展总线集成系统综合校准本身的内容,有很大一部分属于各模块(如数字电压表、信号源、数据采集系统、数字示波器等等)自身性能的计量评价,航空计量系统本身就具有这些设备的性能计量能力,对于这部分需求来说,仅需要掌握总线集成应用技术即可以满足需求,如VXI总线数据采集系统校准、PXI总线数字电压表校准、VXI总线数字存储示波器校准、PXI总线动态信号分析仪校准、LXI总线计数器、频率计校准、VXI总线射频信号源校准、VXI总线频谱分析仪校准等。另一部分内容是总线兼容性测试装置研制,包括①各类总线主机箱冷却规范测试系统;②各类总线模块冷却规范测试系统;③各类总线电源规范测试系统;④各类总线模块电磁兼容规范测试系统。其关键技术是总线兼容性校准技术和环境技术。

时至今日,航空电子设备业已成为现代化飞机中不可缺少的装备系统,包括用于通讯的短波电台、超短波电台、应急救生电台、机内通话器和应答机等,用于组合导航的无线电罗盘、VOR、GPS、航向接收机、下划接收机、信标接收机、微波着陆系统、无线电高度表等,用于作战的机载雷达系统、遥控遥测系统,具有电子干扰、电子侦察、电子防御能力的电子对抗系统(雷达干扰机、电子告警机等)、敌我识别系统、多目标跟踪、处理系统等。航空无线电电子学计量测试在上述领域中的实施,对于上述各种航空电子设备的技、战术指标的评价与保障,无疑是不可缺少的。其技术参数涉及微波、电子、红外、激光、电磁、材料、隐身、预警等诸方面。没有航空无线电电子学计量手段,人们将无法保证上述航空电子设备的性能指标是否符合要求。

尤其需要特别指出的是,机载设备的电磁兼容性评价测试,是航空无线电电子学计量的必要手段和前提。许多飞机都对机载设备的电磁兼容性评价甚至飞机全机电磁兼容性评价提出了明确的要求。军用飞机由于配备电子战装备,具备电子战能力,因而这一要求尤为迫切和突出。这主要是飞机舱内空间狭小,用电设备众多,且功率强弱不等,相差悬殊,频段覆盖范围广,而飞机在空中飞行,是一个无法“接地”的独立飞行体,全金属外壳,易导致不同用电设备的辐射电磁波在舱内多次反射形成驻波等较强干扰,电磁环境尤为恶劣。很容易降低机载设备的技、战术指标,或使其无法正常工作。解决这一问题的手段之一就是开展和完善机载设备的电磁兼容性评价测试,规范和统一机载设备的电磁兼容要求,保障飞机作战性能。机载雷达系统对于军用飞机来说,是一个非常重要的航空电子装备,可以说是飞机的眼睛,其发射功率,搜索范围、距离,以及多目标跟踪能力,在某种程度上,决定了飞机的战斗力和生存能力。只有对机载雷达的这些主要作战性能和指标进行全面计量测试,才能获得有保障的性能指标,也才能将那些不符合要求的设备淘汰掉,而不是只听生产厂家怎样说。军用飞机对机载雷达系统的计量评价要求较民用飞机来说,更为强烈,其主要原因不仅是其所用雷达性能的明显提高,而是由于具有电子战能力的作战飞机必然面临敌方雷达干扰机的电子对抗手段,在这种情况下是否还能保证技、战术性能是需要计量测试手段评价的。电子对抗设备,是一种近年来新兴的机载作战装备,也还没有纳入航空计量测试体系。电子对抗主要包括:射频对抗(涉及通信、导航、雷达和制导);光电对抗(涉及红外、激光、电视);声学对抗(主要指水下声纳);空间对抗(涉及太空对抗、卫星对抗、信息对抗)。可分为积极对抗和消极对抗、压制性对抗和欺骗性对抗;可使用连续波干扰、脉冲干扰、噪声干扰;引导式干扰和应答式干扰;产生轻度、中度、严重干扰。一般具有两类设备:雷达干扰机和电子告警机。

雷达干扰机技术要求:宽频带;大功率;快速信号处理能力;圆极化和多种极化模式;全频段、全空域;同时准确获取敌方雷达多种参数;综合使用多种对抗技术对抗多种雷达;对新体制雷达有快速反应能力。电子告警机技术要求:探测敌方雷达辐射情况并报警;实时探测对我辐射的雷达并定向;确定辐射雷达型号及工作状态;通过辐射功率判定雷达距离;多目标辐射中选取最危险者,报警。它有:工作频率范围、信号接收方式(脉冲、连续、准连续)、接收机灵敏度、警戒范围等指标。

电子对抗设备的应用特点是,若想较好地完成电子对抗任务,必须要有足够精确的性能指标,这些性能指标多是无线电参数指标,这就为航空无线电电子学计量提出了新兴的课题。这一领域的计量测试技术的发展和完善,将直接影响和左右电子对抗设备的效果和性能。实际上,航空电子设备的计量需求是要求能够对其进行完全独立自主的全面计量评价,以判定其性能指标及其试验器的性能指标是否符合要求,并有效溯源。其根本原因和最终目的,当然是保障飞机总体性能,而不是计量本身。在航空领域里,GPS系统用于实时给出飞行器的三维空间和一维时间的四维定位,以便实现其全球导航定位和武器的精确制导。新型飞机以及廉价远程精确打击武器均要用到GPS制导。这里面,极为迫切的计量需求是包括GPS导航卫星系统及GPS导航接收机的时间频率量在内的性能指标的计量评价。

6航空计量测试需求与计量保障现状差距分析

航空计量的现状与实际需求的差距是相当明显的体系性的差距,在我国,应当加强全行业对计量测试的理解和重视;在全行业范围内对其进行总体规划,加大投入和支持,强化计量观念。实践证明,计量测试技术是保障先进战斗机实现空中优势的必要条件,是牵动全局发展的共用技术,计量测试技术贯穿于航空装备型号设计、研制、生产、使用以及维护的全过程,是保障型号性能、质量、安全性、可靠性及经济效益的基本手段和最后手段,不是可有可无的。其中,通用计量测试技术一直是对各种航空武器平台的最终测试手段,这在国外已是一个公开的秘密。而目前我国航空电子设备计量的现状,仅是使用原生产厂家提供的“试验器”在产品装机前对其进行部分性能和指标的“校验”,未能抛弃原生产厂家的试验器,对航空电子设备进行完全独立自主的全面计量测试,也未能对各生产厂家的试验器进行计量评价,只能“承认”各生产厂家产品指标及测试方法的“正确性”与“合理性”。若问为什么,则通常的答案是“外国某公司就是这样干的!我们也这样,肯定没错”!

另外,部分单位对计量测试认识不足,造成了现状与需求的根本差距。以飞机地面试验系统中的各类试验台的校准为例,他们通常认为:“本系统已足够完善,不必做任何改动和校准了,再计量纯属多余,无什么大用,从来没有一个飞机故障是由于计量造成的”。“本试验台中的测量是次要的,居从属地位的;而控制则是主要的,居主导地位的”。“这是一个应用研究室,不是计量室,基本上无须多少计量”。

在我国,并不是每一个人都对飞机系统地面测试系统存在的价值和意义有一个清醒的认识。人们是为了评价飞机及其机载设备的性能和质量才建立起了这许多大大小小的试验台,在这里,永远居于第一位的是试验台所出具的数据,它的全面、可靠和高效是人们最初也是最终目标。是试验台为了数据服务而存在,不是倒过来,为了评价试验台才去计量和校准它。一些部门和单位缺乏这方面的思想和意识,他们往往对于试验台本身奉若神明,而对其数据的校准则不屑一顾,认为没必要、不需要、纯系多余、自找麻烦。因而,这一系列试验台用于仿制飞机可以说是基本满足要求,具备了一些手段,用来研制飞机,进行开创性试验项目,设计研制世界第一流飞机,并将其性能全面准确地测试评价出来,差距尚非常大。当然,不断改善和完善这些试验台,阻力也是很大的。

另外,航空产品设计部门及管理部门,应该将计量测试提高到事关产品质量、经济效益与性能指标的保障层次上来认识与规划,应加强管理与投入。实际上,任何定量的性能指标,不进行测量是不会获得的,现代飞机等航空产品的质量与性能控制,是一个庞大的系统工程,不进行反复的测量和实验,难以进行改进和更新,以便获得最优质量和性能。

不重视航空计量测试,体现在飞机地面测试系统的设计和制造中,就是没有遵循可测性设计原则,无法进行现场原位计量测试。体现在规划上,就是将行业计量混同于常规计量,没有在专业上进行规划,在资金上进行支持,以为依赖国内某些部门的常规计量测试体系或其他行业的计量体系就可以完全满足要求了。

所以,若想在飞机等航空产品的性能、质量、安全性、可靠性及经济效益上获得突破,赶超世界先进水平,必须建立和完善航空计量测试体系。除此以外,航空计量应在两个主要方向上进行专业技术研究:航空通用测试技术研究;航空专用测试技术研究。

在技术特点上可分为两个方面进行研究:

1)实验室用基础测试技术及其溯源性研究这方面在计量领域主要包括:①精确测量技术研究;②动态测量技术研究;③模型化测量技术研究;④最优化测试技术研究;⑤具有重大战略意义和深远影响前景的通用测量设备校准技术研究;⑥各种高新技术计量测试研究;⑦各种新理论、新概念、新方法在计量测试行业上的应用研究;⑧计量测试基础理论研究。

2)现场用测试技术及其溯源性研究这方面在计量领域主要包括:①自动化测量方法及校准技术研究;②现场测试技术及校准研究;③可测性设计、实验技术及校准研究;④在线测试校准技术研究。目前,我国航空系统仅在常规参量的计量测试方面有了一定的手段和基础,尚未真正介入航空工业的现场计量和校准,以及航空专用设备的计量校准,甚至各种航空武器装备的校验器也没能真正纳入计量体系,距离建立和完善航空计量测试体系则更加遥远。7结束语综上所述,航空计量需求是一个极为复杂的问题,充分体现了国际政治、军事、技术发展等各方面的综合作用,仅仅从其中任何一个方面进行理解,都将是不全面的,本文所述内容,仅仅是作者对于我国航空计量在当今世界上的状况与思考,并不能够做到全面与客观,惟愿能够起到抛砖引玉,给同行的工作提供一些参考与提示,便是初衷。

航空工业对测量用途分析责任编辑:陈老师    阅读:人次