PHM技术在综合航空电子系统中的应用

张栋善，张涛

（中国飞行试验研究院，陕西西安，710089）

PHM技术在综合航空电子系统中的应用

张栋善，张涛

（中国飞行试验研究院，陕西西安，710089）

从某种角度上说，PHM技术并不是本世纪的新技术与新概念。PHM技术说到底是对监测检查系统的升华与独立，这是随着综合航空系统电子系统发展所产生的必然，也是未来航空电子系统中的重点。PHM技术也是我国军事航空中的重点研发项目，对其在综合航空电子系统中的应用的分析，有着重要意义。

PHM技术；综合航空；电子系统；应用

0 引言

随着军事科技的发展，制空权在军事中的地位越加重要，各国在军事航空的投资不断增加。在科学技术引导军事走向的当下，航空军事中电子系统的应用变得举足轻重。PHM技术就是综合航空电子系统中重要的一环，近些年来PHM技术对航空军事安全性、经济性带来的积极影响越加明显。因此，PHM技术也必将在航空电子系统中得到更加全面、深化的应用。

1 PHM技术在综合航空电子系统中应用的现状

1.1 什么是PHM技术

PHM就是“故障预测与健康管理”技术的一种简称，是一种主要装备在战斗机、战斗舰等装甲中的关键技术。故障预测与健康管理是PHM的两大功能，故障预测是对其系统部件的一种监测与预测，对即将到来的故障给予警报，预测系统各部分能够正常工作的时间长度；健康管理就是依据PHM提供的数据信息以及当下的可利用资源，制定维护和维修的方案。[1]

1.2 PHM的应用领域

PHM的应用主要是在机械设备为主的领域，在核电站、船舶领域都做出了相当的贡献。但是其主要的应用领域还是在航空领域，其中又以军事航空最为突出。对一架战斗机的资金投入，电子系统方面要占到五分之二左右，这很明显的显示了电子系统对其重要程度，PHM技术就是其电子系统中重要的一部分。

1.3 PHM应用的现状

PHM技术理念产生于上世纪末，在美军的F-35联合攻击机项目，代号为JSF的项目中提出的这一概念。自PHM技术的产生到现在，目前欧美国家等军事强国以及把此技术的应用做的相对完备并且致力于PHN技术新的开发应用，近些年来我国也一种在探索发展PHM技术的发展与应用，为我国航空军事的飞跃做出了一定的贡献。

2 PHM技术在综合航空电子系统中的应用分析

2.1 提高航空安全

直升机、战斗机等不同于汽车、坦克等，一般部件上的损坏通常不会造成严重的后果。航空领域则不用，在飞机上无论是电子部分还是机械部分，都相当精细，一是小部件的损坏如果没有及时处理，造成大面积的连锁反应甚至引发坠机的概率会迅速的成倍递增；二是在空中作业时，很难对损坏部分进行维修，耗时耗力。综上所述，PHM系统在保障航空安全上具有重大意义，提前的故障预测与处理建议，使飞行人员对飞机情况始终保持着清晰的掌握，并且保证飞机出现故障时能有更充足的时间进行处理，避免机体故障发成连锁反应，造成更大的损失，对飞机安全构成威胁。[2]

2.2 PHM技术带来的利益分析

PHM技术所带来的利益可以分为可见的和不可见的，不可见的在于对军队战斗力的提示，PHM技术提高航空安全性，也就是从侧面提高了其战斗能力。可见的主要分为两个部分，第一部分是在民用领域上，军事上的技术投资很难带来实体的利益回报，大部分都是依靠“军转民”来实现的，PHM技术知识是将原本就存在的但是不成熟的技术综合系统化，在核电站、汽车、民航等方面都有类似的系统存在，所以PHM技术会非常贴合在非军事的机械设备的电子系统中的应用；第二部分是PHM技术能够降低成本以及降低损失，降低损失是PHM技术带来的最明显的收益，一些故障带来的必要的以及不必要的损失都会受到PHM技术带来的影响，能够把损失降到最低甚至无。PHM技术在综合航空电子系统中不仅对机体充当着保护的作用，在保护过程中也对机体的数据信息的一种收集，技术人员针对其带来的数据，并且结合PHM技术在使用过程中处理的问题，能够对机体设计的合理性作出改进，降低机体部件的故障几率，提高部件使用寿命，从而降低机体制造与维修的各项成本。[3]

2.3 PHM技术在综合航空电子系统中的深化

PHM技术的产生是航空电子系统的细化的成果之一。PHM技术是衍生于对机体的故障检查与监测，起源于最初的人工进行监测到后来的机器监测，由外部监测又发展到内部监测，到现在故障监测的工作融入到电子系统，成为独立的部分，也就是PHM技术。PHM技术发展到目前阶段主要分为五个大部分。

（1）数据的采集。在工作中对所监测的部件的数据收集起来，对故障部件的数据，以及维修维护纪律等数据都进行保存传输。是技术人员进行开发、改进的重要资料。（2）数据的归纳整理。把系统监测到的各项信息进行一定处理，制作成便于工作人员理解的数据信息。提高对机体情况的掌握以及故障处理的效率。（3）状态监测。对机体的整体状态以及各个部件的状态进行监测，对将要出现问题和已经出现问题的部分进行警报。（4）健康评估。对机体的整体以及部分状态进行评估，对工作状态以及故障多发点都进行记录，对比总结出机体老化部分。（5）故障预测决策。PHM技术有对故障发生时进行处理决策的能力和对故障预测的能力，也有对故障预测进行处理的决策能力，能够提供故障到来前的处理方案，防范即将到来的故障或者阻止故障的发生。

这五个部分是电子系统比较成熟的分类体系，当前PHM技术的发展策略与目标，就是对这五个部分的继续深化、细分。在此基础上进行创新和新技术应用，对每个部分的功能进行最大程度的利用。

3 结语

PHM技术是当下也是未来综合航空电子系统中不可或缺的一部分，PHM的技术已经相对成熟，体系也相对完善。未来的工作中要坚持对PHM技术的开发利用，把PHM技术更好的融合到综合航空的电子系统中。

[1]卢海涛,王自力.综合航空电子系统故障诊断与健康管理技术发展[J].电光与控制,2015, 22(8):60-65.

[2]李晓洋.航空电子系统PHM技术的探究[J].移动信息,2016(5):22-22.

[3]景博,徐光跃,黄以锋,等.军用飞机PHM技术进展分析及问题研究[J].电子测量与仪器学报.2017, 31(2):161-169.

Application of PHM technology in integrated avionics system

Zhang Dongshan ，Zhang Tao
（Chinese Flight Test Establishment,Xi’an Shaanxi,710089）

From a certain point of view, PHM technology is not a new technology and new concept in this century. PHM technology in the final analysis is the sublimation and independence of monitoring and inspection system, which is inevitable with the development of integrated aviation system electronic system,and is the focus of future avionics system. PHM technology is also an important R & D project in China’s military aviation. It is of great significance to analyze its application in integrated avionics system.

PHM technology; integrated aviation; electronic system; application