直升机试飞测试参数实时显示

任远

摘要：显示系统对直升机而言是一个很重要的界面，飞行员可以从这个界面获得相关数据以及一些至关重要的信息，如指示空速、气压高度、横滚角、俯仰角等重要的飞行参数。座舱显示系统主要用于试飞时，在座舱内为飞行员提供操纵量、飞行过载、侧滑角等实测飞行参数，为飞行员完成预定科目提供实况数据。

关键词：直升机;试飞测试;实时显示

中图分类号：V275 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）03-0160-01

0 引言

在直升机科研试飞中飞行员关注一些关键参数（例如侧滑角、过载等）是否达到科目预期的要求，需要在驾驶舱内安装一个座舱显示器为飞行员实时显示此类参数值。早期的座舱显示器采用红色数码管显示，只能接入并显示单一的模拟量信号，通过调节零位及增益来实现模拟量与测试参数之间的关系换算，但由于该座舱显示器采用旋钮方式调节零位及增益，受直升机机体振动的影响，零位及增益会不定期的漂移，漂移后需重新调整，而且飞行员关注多个参数时，需多个座舱显示器叠加使用，安装及调整不易。其后使用的座舱显示器采用小型化设计，可将多路模拟量信号同时显示在一个3.5英寸彩色LED显示屏上，并通过调试软件来配置模拟量与测试参数之间的换算关系，解决了显示参数单一及信号零漂的问题。但其也存在显示参数量程范围固定，从而导致只能显示小量程范围的模拟量信号，显示的参数数量仍然较少等问题。

1 设计思路

我们现在常用的UMA2000采集系统能同时输出两路不用帧结构的PCM码流，通常只使用其中一路PCM码流用于记录，而将另一路闲置。如果能利用闲置的PCM码流，就能利用机载采集器强大的数据采集功能，进而解决之前座舱显示系统信号零漂、参数量程受限等问题。因此设计一套新的座舱显示系统，该系统能对符合IRIG106标准设置的PCM码流数据实时解析、换算后显示在显示器上。该系统还吸纳了之前小型化设计经验，通过合理的系统结构、先进显示技术和加固方式等手段减少设备尺寸和重量。通过系统优化，减少多余的软硬件资源。

2 系统工作原理

根据试飞任务需要实时显示的测试参数安装相应的传感器或设备，信号接入UMA2000采集系统后采集、编码生成PCM数据，PCM数据发送给座舱显示系统，如图1所示。该系统采用机上DC28V供电，分为显示器和信号采集控制器。通过以太网接口对信号采集控制器进行预先配置，可以对接收到PCM码流内有符号、无符号、BCD、字符型的源码数据进行解码，并将解析换算后的工程量数据通过RS422接口发送到显示器，显示器能够实时显示选定的测试参数，为飞行员提供实况数据。根据不同任务需求可以支持实时显示、平均值、有效值、最大值、最小值、峰峰值等6种不同的统计算法。采集控制器上设置有工作状态指示灯，其中红灯表示连接或數据异常、绿灯表示正常工作。

3 系统组成

座舱显示系统由显示器和信号采集控制器两部分组成。显示器采用一个3.5英寸彩色LED显示屏显示，具有320×240以上分辨率;显示内容采用文字显示，分固定文字和动态数据两部分;固定文字可预置参数中文名称及单位，动态数据根据接收数据实时更新，刷新速率每秒两次以上。显示器可同时显示六个参数，颜色可调，并且通过翻页功能能显示更多参数，如图2所示。

图3信号采集控制器内置一块ABS-130板卡，可以对PCM数据码型、通道信息、显示信息等相关系统参数进行配置，解出需要显示的飞行参数。按照飞行参数设定的目标值范围、报警值限值决定显示数字的颜色，将颜色编码与显示数字一起发送给显示器，工程量超过正负方向限值时，显示器显示的工程量颜色将会以报警色的形式显示。

ABS-130 板卡需预先进行配置，分为码型配置和码表配置两部分;码型配置主要对采集器发出的PCM码流的同步字、同步字长、码型、高低位、奇偶校验等进行配置，码表配置主要是将所需显示参数在PCM 码流子帧中数据字的位置进行对应，将数据在PCM子帧中去掉同步字之外的第一个位置代表的字填充到配置的通道号中，同时将不需要解码的位置填充通道号为0，提高采集控制器的解码效率。

4 关键技术

该座舱显示系统主要有以下关键技术：（1）动态分析技术：通过动态采样，对实时采集到的数据利用预设算法进行信号实时分析计算，最终计算出满足要求的结果。（2）动态显示技术：信号采集控制器通过RS422总线将实时分析结果传输到显示器，数据动态高帧速显示，达到实时刷新显示的效果。（3）独立显控技术：通过信号采集控制器和座舱显示器的系统设计，使得数据计算和数据显示分开，既可以使用户自由设计显示界面，又可以给信号采集控制器软件的升级提供方便。

5 结语

该型座舱显示系统已在某民用直升机适航取证试飞中使用验证，实现了侧滑角、过载、激光高度、脚蹬操纵等关键参数的实时显示，有效保障试飞科目实施达到预期目标，效果良好。

参考文献

[1] 王化翔，张淑英.传感器原理及应用[M].天津：天津大学出版社，2007.

Display Test Parameters of Helicopter Flight Test in Real-time

REN Yuan

（China Helicopter Research and Development Institute，Jingdezhen Jiangxi  333001）

Abstract：The display system is an important interface for helicopters. From this interface， pilots can obtain relevant data as well as some vital information such as airspeed， barometric altitude， roll angle， pitch angle and other important flight parameters. The cockpit display system is mainly used for flight test， and provides pilots with measured flight parameters such as maneuvering amount， flight overload and side slip angle in the cockpit， and provides live data for the pilot to complete the scheduled subject.

Key words：flight test;Real-time display;real-time display