飞机电气系统教学大纲（精选11篇）
飞机电气系统课程教学的几点思考
飞机电气系统课程是民航电子电气专业主干课程,同时也是飞行员基础知识培训课程.首先,通过明确电气系统教学内容中的重点和难点,给出相应的.解决方案;其次,根据实际的教学工作开展情况,针对实际教学给出具体的教学方案;最后,根据目前教学相关问题, 提出相应的教改方向.
作 者：郑罡 陈卫 周洁敏 作者单位：郑罡,周洁敏(南京航空航天大学民航学院,南京,210016)陈卫(南京航空航天大学民航学院,南京,210016;南京金肯职业技术学院,南京,211156)
刊 名：中国科教创新导刊 英文刊名：CHINA EDUCATION INNOVATION HERALD 年，卷(期)： “”(35) 分类号：G712 关键词：飞机 电气系统 电子电气CCAR25适航条例规定, 对于辅助动力装置的限制条件是, 如果飞机上装有辅助动力装置, 必须将为辅助动力装置制定的各项限制, 规定为飞机的使用限制。所以, 在民用飞机上, APU直接影响飞机飞行安全, 是一个非常重要不可或缺的机电系统。
1 系统要求
FAA颁布的辅助动力装置技术标准规章TSO C77b规定, 辅助动力装置用于提供飞机系统运行所需的辅助电气、机械能量。具体包括以下两个方面:
1) 在地面起动主发、为飞机提供辅助电源、为空调系统提供引气;
2) 在飞行中为飞机主发动机再起动供气、为飞机提供应急电源。
2 电气系统架构
图1是一种典型的APU电气系统架构, 包括APU蓄电池、低压直流电源、APU驾驶舱/地面防火控制板、APU控制板、APU起动发电系统、电源配电网络以及航电网络等。其中, APU驾驶舱/地面防火控制板上的按钮可以发出应急停车指令来实现APU着火等应急情况下的停车;APU控制板上设有APU主开关和起动开关, 用来控制APU系统上电和起动。APU蓄电池、低压直流电源向APU系统供电。电子控制单元ECU作为APU系统的核心, 控制整个系统在各种工作状态下正常运行。APU系统通过航电网络实现与照明、环控、起落架、防火、机组告警、机组维护等系统的信息交互。
APU系统由电子控制单元来实现全自动运转控制, 电子控制单元与驾驶舱控制板、发动机指示和机组告警系统和中央维护系统等有信号传输交联。电子控制单元监控包括速度和排气温度在内的APU各种参数。
1) 起动前自检过程:当ECU接到来自APU控制板主开关的上电信号后, ECU进入上电模式, 同时完成系统自检程序。主开关控制由电源系统向ECU发送的上电信号。
2) 起动过程:ECU完成上电自检后, 如果收到来自驾驶舱的起动信号, 则ECU进入起动逻辑。起动时, APU蓄电池向功率变换器提供24V直流电, 变换器将蓄电池提供的直流电转换为高压直流电, 再将高压直流电转换为变幅变频三相交流电, 提供APU起动所需的转矩, 从而转动APUSG, 起动APU。控制方面, 起动开关控制由电源系统向ECU发送的起动信号。继而, ECU打开进气风门和飞机APU燃油关闭阀, 然后发出起动信号给起动发电控制器SGCU。由SGCU控制S/G开始旋转APU, ECU按预定的起动逻辑给APU供油点火, 实现APU起动。
当APU达到某设定转速时, S/G脱离;在转速达到某指定转速后, ECU发出准备加载RTL信号, 此时APU起动完毕。
3) 运行过程:当起动主发或给环控引气时, ECU控制进气导向叶片IGV和冲击控制阀SCV、引气阀BAV实现APU供气;当处于发电模式时, ECU控制起动控制器SPU和起动发电控制器SGCU实现APU发电。同时, ECU通过各种传感器信号来监控APU状态, 实时向驾驶舱EICAS发送APU状态数据。若APU系统发生故障, ECU对APU保护停车, 同时向EICAS发送告警信号, 向CMS发送故障信息。此外, 在应急情况下, 可以通过防火手柄手动向APU发出应急停车指令, 同时, 防火手柄将直接关闭飞机APU燃油关闭阀, 保护APU安全。
4) 停车过程:当ECU接收到来自驾驶舱的正常停车信号时, E-CU立即撤销RTL信号, APU进入60秒冷却停车逻辑。为了防止A-PU舱温度过高, ECU在正常停车时, 会令APU在空载模式下运转数秒, 使APU冷却;当冷却结束时, ECU通过燃油控制器FCU实现A-PU停车。在APU停车结束后, ECU发出指令关闭飞机APU燃油关闭阀, 然后切断自己的电源, 停车完毕。
3 总结
本文研究一种民用APU电气系统架构, 详细分析了该架构下APU实现系统需求功能的原理。该系统架构以电子控制器为控制核心, 电子控制器不仅能实现对其它系统的信息交互, 而且可以实现飞机在各种运行状态下的全自动控制, 在APU系统中至关重要。该系统架构采用了交流起动发电机, 实现了起动发电一体化。在APU处于较低转速时, 蓄电池提供起动所需能量, S/G作为起动机用带动APU;在APU到达一定转速后, S/G作为发电机用, 并建立APU发电网络。将起动机和发电机合二为一, 将起动转换单元和发电控制单元综合在一起, 不仅拥有起动发电双功能, 而且提高了设备的利用率, 减小了飞机的重量[2]。现代民机APU系统正向机电一体化的方向发展, 电子控制器在机电系统中的作用越来越重要。
参考文献
[1]孙立.APU技术进展和维修现状[J].国际航空, 2009.
关键词： 知识体系 多媒体教学 CBT教学 理实一体
引言
航空机电设备维修（机务）专业是我院重点建设专业，具有鲜明的行业特点，主要培养具有一定实际工作能力的应用性人才，对口的就业去向为民航飞机的一线维修工作岗位。《飞机结构与系统》课程是机务专业的核心课程，对该专业学生的就业与实际工作有重大影响。本课程是一门从基础理论过渡到实际应用的学科，与维修工作紧密结合在一起，实际工作中的一些维修理论、维修方法都来源于该课程，是今后考取维修执照所需知识体系的重要组成部分。本课程涵盖内容较多，包括飞机各主要系统。要使学生在有限的课时里掌握飞机各系统的一些基本概念、基本原理、常见故障和排故勤务方法，并有一定实际动手能力，对教学内容、教学方法提出较高的要求[1]。教学实施过程中，在内容、教学过程、教学手段等方面都发现存在一定的问题。因此，对本课程教学问题的探讨与改进具有重要的实际教学意义。
1.课程面临的问题
《飞机结构与系统》作为我院学生必修课程，既有高职课程共有的问题，又因其是理论性和应用性都比较强的课程，有自身特有的问题。以下是笔者在六年该课程教学实践中发现的问题。
1.1教学内容有一定的局限性
介绍民航飞机各系统的教材常用的主要有宋静波老师主编的《飞机构造基础》、任仁良老师主编的《涡轮发动机飞机结构与系统》、杨华保老师主编的《飞机原理与构造》、王志刚老师主编的《飞机构造》等。其中《飞机原理与构造》侧重于力学方面的分析，不适合高职高专学生的培养要求。《飞机构造》以歼七为主要案例进行介绍，不符合专业要求。《涡轮发动机飞机结构与系统》主要是为机务基础执照考试服务的，内容介绍较为基础，往往没有原理性的介绍。我院选择的教材是宋静波老师主编的《飞机构造基础》，该书主要以B737作为介绍对象，对飞机系统介绍比较详细，对各部件原理阐述比较深入。但该教材有其不足之处，同时是其他基本教材缺乏的。其一是教材中先进技术介绍得较少，内容主要局限于经典技术与理论[2]。而今许多新技术、新材料已广泛应用在民用飞机新机型上，侧重过多陈旧或已淘汰的技术导致学生花费大量时间，但对工作并无帮助。其二是教材大量篇幅介绍原理性概念，缺乏各种原理的实际应用。高职高专学生的就业目标是一线工作岗位，职业技能不仅包括系统部件的原理功用，更重要的是实际维修方法和基本操作技能。其三是教材内容体系安排不够合理，各章节独立介绍，没有有机联系，学习时没有系统性和连贯性。
1.2教学方法过于单调
该课程现有教学方法主要采用课堂理论授课方式，随着多媒体的引入，授课时可大量引用相关图片、视频资料，辅以板书与文字，使知识点更加形象化和具体化，能够取得一定的效果。但采用该方式有一定的坏处，首先是多媒体资料的播放占用较多课堂时间，无形中使授课进度加快，学生难以在短时间内记住大量内容。其次是多媒体资料中涉及众多专业知识点和专业英语，学生难以迅速理解其内容，导致效率下降。不少高职学生不会在课后花大量时间在复习和总结上，容易跟不上课程进度，产生消极心态。
1.3理论与实践脱节
该课程是实践性非常强的课程，理论是基础，实践是根本，也是学生在工作岗位上的依仗。学院虽然针对该专业学生有一定的实训项目，但限于实训场地和教师，实训仅涵盖该课程少部分内容，且因为是大班授课，绝大多数学生无法实际操作，效果并不理想。此外，实训时间的安排并没有与理论授课进度相一致，实训缺失反过来影响理论教学质量。
2.课程改进方向
2.1整合教学内容
教学内容整合可以从以下几方面进行，进行内容评价，针对课程提出一定的教学目标，确定最佳逻辑顺序、主次详略及难易顺序[3]。如起落架、飞行操纵等系统以功能要求→基本组成→工作原理→控制显示→使用注意→维修勤务这样的逻辑顺序进行讲授，会让学生有一个系统的认识。进行内容优化，根据核心知识点，提出任务，围绕该知识点进行相关知识讲解。如可设定一个任务：如果飞机着陆时发生硬着陆，应该怎么处理？通过该任务可以详细讲解起落架收放系统的各部件结构及原理，对收放有什么影响，并且可以讲授起落架收放系统的维护和收放测试等内容。增加案例分析，案例分析可以吸引学生注意力，提高教学质量，同时通过案例讲解加深对所学内容的理解。增加交叉课程相关内容，本课程与众多课程有所交叉，如飞行原理、专业英语等，涉及的内容可作为课余知识让学生自主学习。
2.2改进授课手段
除了利用板书和多媒体资源进行授课外，结合我院软硬件设施，可以利用以下方式进行讲授。视频与实物参观相结合方法。在课堂上采用视频教学是理论教授的有益补充。通过视频既能形象理解飞机结构功用，又能了解常见的维修操作流程，从而将纯文字描述上升为实际操作，给学生留下深刻印象。而参观教学则让学生接触实物，使教学更加形象化、具体化，加深对理论知识的理解[4]。利用CBT系统进行教学与自学，我院B737-800机务在线学习系统已完成验收，马上可投入使用。课程教授时可充分利用学习系统，尤其学生可利用该系统中大量多媒体资料进行自学，以达到复习与预习的目的。采用小组讨论法。课堂教学中由于课程知识点众多，无法一一详细讲解，因此学习过程中，可以对学生进行分组，提出小组任务，让学生课后自主查阅资料，进行讨论，课堂教学时陈述。如此可将非难点和重点教学省略，大大节约授课时间。
2.3理论实践合理结合
我院有丰富的实作设备设施，可开展本课程涉及的大部分实作项目。教学过程中，应注重开发相应实践项目，且在教学过程中，除了集中进行一些基本技能培训之外，还能够按模块、按系统针对性实训，以使理论和实践有机结合。同时，理论教师和实训教师可相互沟通，相互协调合作，在实作中实现小班化教学，以使每位学生有充足的时间，提高学生动手能力。
结语
根据《飞机结构与系统》课程的特性和共性，本文通过改进教学方法增强课程教学效果，通过各种手段的结合，增加教学趣味性，提高学生注意力，培养学生自主学习能力和学习自觉性，从而提高教学质量，改进教学效果，培养理论和实践能力相结合的应用型人才。
参考文献：
[1]秦文峰，龙江，刘峰.《飞机复合材料结构修理》课程教学探讨[J].成都航空职业技术学院学报，2010，83：30-31.
[2]柳明.《飞机结构与系统》课程教学改革研究[J].廊坊师范学院学报（自然科学版），2015，15（5）：122-124.
[3]段维祥.《飞机系统》课程知识结构与教学内容改革[J].中国民航飞行学院学报，2001，12（2）：4-7.
飞机维修系统的演变
早期的飞机健康管理系统 像波音727和经典型波音737、DC-9和MD-80等飞机,机械和模拟系统的测试只是按下一个按钮为内部电路提供电流,绿灯亮表示一切正常.这种按键测试是机内测试设备(BITE)的雏形.
作 者：吴蔚 张宝珍 作者单位： 刊 名：航空维修与工程 PKU英文刊名：AVIATION MAINTENANCE & ENGINEERING 年，卷(期)：2007 “”(2) 分类号： 关键词：
1.需求分析
描述要求编程解决的问题。以无歧义的陈述说明程序设计的任务，强调的是程序要做什么?明确规定:
(a)输入的形式和输入值的范围；
(b)输出的形式；
(c)程序所能达到的功能；
(d)测试数据：包括正确的输入及其输出结果和含有错误的输入及其输出结果。
2.概要设计
给出程序要达到的具体的要求。描述解决相应问题算法的设计思想。描述所设计程序的各个模块（即函数）功能。说明本程序中用到的所有抽象数据类型的定义、主程序的流程以及各程序模块之间的层次(调用)关系。
3.详细设计
实现概要设计中定义的所有数据类型，对每个操作只需要写出流程或伪码算法；对主程序和其他模块也都需要写出流程或伪码算法(伪码算法达到的详细程度建议为:按照伪码算法可以在计算机键盘直接输入高级程序设计语言程序)；画出函数的调用关系图。给出所使用的基本抽象数据类型,所定义的具体问题的数据类型,以及新定义的抽象数据类型。设计出良好的输入输出界面（清晰易懂）。
4.调试分析 内容包括：
(a)调试过程中遇到的问题是如何解决的以及对设计与实现的回顾讨论和分析；
(b)算法的时空分析(包括基本操作和其他算法的时间复杂度和空间复杂度的分析)和改进设想；
(c)经验和体会等。
5.用户使用说明
说明如何使用你编写的程序，详细列出每一步的操作步骤。
6.测试结果
设计测试数据，或具体给出测试数据。要求测试数据能全面地测试所设计程序的功能。列出你的测试结果，包括输入和输出。这里的测试数据应该完整和严格，最好多于需求分析中所列。
7.测试情况：给出程序的测试情况，并分析运行结果
附录（非必须，按照需要添加）
带注释的源程序。可以只列出程序文件名的清单。
需求分析
任务：通过此系统可以实现如下功能： 录入：
可以录入航班情况（数据可以存储在一个数据文件中，数据结构、具体数据自定）
查询：
可以查询某个航线的情况（如，输入航班号，查询起降时间，起飞抵达城市，航班票价，票价折扣，确定航班是否满仓）； 可以输入起飞抵达城市，查询飞机航班情况；
订票：（订票情况可以存在一个数据文件中，结构自己设定）可以订票，如果该航班已经无票，可以提供相关可选择航班；
退票： 可退票，退票后修改相关数据文件；
客户资料有姓名，证件号，订票数量及航班情况，订单要有编号。
概要设计
详细设计
详列函数 void list(){
struct airline *info;
int i=0;
info=start;
printf(“起点城市t终点城市t航班号t起飞时间t降落时间t总票数t余票数n”);
while(i { display(info); info++; i++; } printf(“nn”);} 查询函数 void search(){ struct airline *info,*find(); char qiname[10]; char jiangname[10]; int i=0; info=start; printf(“请输入要起飞城市的名称:”); scanf(“%s”,qiname); printf(“请输入要抵达城市的名称:”); scanf(“%s”,jiangname); while(i { if(!strcmp(jiangname,info->jiang_name)) { break; } info++; i++; } if(i>=MAXSIZE) { printf(“没有这条航线!n”); } else { printf(“起飞城市t降落城市t航班号t起飞时间t降落时间t总票数t余票数n”); display(info); } } struct airline *find(){ struct airline *info; char number[10]; int i=0; info=start; printf(“请输入航班号:”); scanf(“%s”,number); while(i { if(!strcmp(number,info->air_num)) { return info; } info++; i++; } printf(“没有这条航线!n”); return NULL;} 订票函数 void order(){ struct airline *info; char qiname[10]; char jiangname[10]; int amount; char name[10]; char id[30]; info=start; printf(“请输入您的起飞城市:”); scanf(“%s”,qiname); printf(“请输入您的降落城市:”); scanf(“%s”,jiangname); printf(“请输入您需要的票数:”); scanf(“%d”,&amount); int i=1; while(i<5) { if(!strcmp(info->qi_name,qiname)&&!strcmp(info->jiang_name,jiangname)) { if(amount<=info->ticket_left) { int i; printf(“请输入您的姓名:”); scanf(“%s”,name); printf(“请输入您的身份证号:”); scanf(“%s”,id); info->order=insertlink(info->order,amount,name,id); printf(“您的航班信息为:n”); display(info); for(i=0;i { printf(“%s的座位号是:%dn”,name,info->ticket_all-info->ticket_left+i+1); } info->ticket_left-=amount; printf(“订票成功！n”); break; } else { info++; i++; } } else { info++; i++; } } } 退票函数 void returnticket(){ struct airline *info; linklist *p1,*p2,*head; char name[10]; if(!(info=find())) { return; } head=info->order; p1=head; printf(“请输入您的姓名:”); scanf(“%s”,name); while(p1!=NULL) { if(!strcmp(name,p1->name)) { break; } p2=p1; p1=p1->next; } if(p1==NULL) { printf(“您没有订过票!n”); return; } else { if(p1==head) { head=p1->next; } else { p2->next=p1->next; } info->ticket_left+=p1->tickets; printf(“%s退票成功!n”,p1->name); free(p1); } info->order=head;} 存储结构 typedef struct passenger { char name[10]; int tickets; char id[30]; struct passenger *next;} linklist;typedef struct airline { char qi_name[10]; char jiang_name[10]; char air_num[10]; char qi_time[10]; char jiang_time[10]; int ticket_all; int ticket_left; linklist *order;} lineinfo;调试分析 查看航线信息 查询航线 ① 输入起飞城市 ② 输入抵达城市 ③ 输出航班信息 办理订票业务 ① 查询符合的航班 ② 查询余票量 ③ 输出航班信息 办理退票业务 源代码 #include char name[10]; int tickets; char id[30]; struct passenger *next;} linklist; typedef struct airline { char qi_name[10]; char jiang_name[10]; char air_num[10]; char qi_time[10]; char jiang_time[10]; int ticket_all; int ticket_left; linklist *order;} lineinfo; struct airline *start; void display(struct airline *info){ printf(“%st %10st %10st %10st %10st %5dt %5dn”,info->qi_name,info->jiang_name,info->air_num,info->qi_time,info->jiang_time,info->ticket_all,info->ticket_left);} void list(){ struct airline *info; int i=0; info=start; printf(“起点城市t终点城市t航班号t起飞时间t降落时间t总票数t余票数n”); while(i { display(info); info++; i++; } printf(“nn”);} void search(){ struct airline *info,*find(); char qiname[10]; char jiangname[10]; int i=0; info=start; printf(“请输入要起飞城市的名称:”); scanf(“%s”,qiname); printf(“请输入要抵达城市的名称:”); scanf(“%s”,jiangname); while(i { if(!strcmp(jiangname,info->jiang_name)) { break; } info++; i++; } if(i>=MAXSIZE) { printf(“没有这条航线!n”); } else { printf(“起飞城市t降落城市t航班号t起飞时间t降落时间t总票数t余票数n”); display(info); } } struct airline *find(){ struct airline *info; char number[10]; int i=0; info=start; printf(“请输入航班号:”); scanf(“%s”,number); while(i { if(!strcmp(number,info->air_num)) { return info; } info++; i++; } printf(“没有这条航线!n”); return NULL;} linklist *insertlink(linklist *head,int amount,char name[],char id[]){ linklist *p1,*new1; p1=head; new1=(linklist*)malloc(sizeof(linklist)); strcpy(new1->name,name); new1->tickets=amount; new1->next=NULL; strcpy(new1->id,id); if(head==NULL) { head=new1; new1->next=NULL; } else { while(p1->next!=NULL) p1=p1->next; p1->next=new1; } return head;} void order(){ struct airline *info; char qiname[10]; char jiangname[10]; int amount; char name[10]; char id[30]; info=start; printf(“请输入您的起飞城市:”); scanf(“%s”,qiname); printf(“请输入您的降落城市:”); scanf(“%s”,jiangname); printf(“请输入您需要的票数:”); scanf(“%d”,&amount); int i=1; while(i<5) { if(!strcmp(info->qi_name,qiname)&&!strcmp(info->jiang_name,jiangname)) { if(amount<=info->ticket_left) { int i; printf(“请输入您的姓名:”); scanf(“%s”,name); printf(“请输入您的身份证号:”); scanf(“%s”,id); info->order=insertlink(info->order,amount,name,id); printf(“您的航班信息为:n”); display(info); for(i=0;i { printf(“%s的座位号是:%dn”,name,info->ticket_all-info->ticket_left+i+1); } info->ticket_left-=amount; printf(“订票成功！n”); break; } else { info++; i++; } } else { info++; i++; } } } void returnticket(){ struct airline *info; linklist *p1,*p2,*head; char name[10]; if(!(info=find())) { return; } head=info->order; p1=head; printf(“请输入您的姓名:”); scanf(“%s”,name); while(p1!=NULL) { if(!strcmp(name,p1->name)) { break; } p2=p1; p1=p1->next; } if(p1==NULL) { printf(“您没有订过票!n”); return; } else { if(p1==head) { head=p1->next; } else { p2->next=p1->next; } info->ticket_left+=p1->tickets; printf(“%s退票成功!n”,p1->name); free(p1); } info->order=head;} int menu_select(){ int c; char s[20]; printf(“ 订票系统n”); printf(“-------------n”); printf(“ 1.查看航线信息 printf(” 2.查询航线 printf(“ 3.办理订票业务 printf(” 4.办理退票业务 printf(“ 5.退出系统 printf(”-------------n“); do { printf(”请选择(1-5):“); scanf(”%s“,s); c=atoi(s); } while(c<1||c>6); return c; n”);n“);n”);n“); n”); } int main(){ struct airline air[MAXSIZE]= { {“harbin”,“beijing”,“1”,“12:00”,“14:00”,30,30}，{“harbin”,“shanghai”,“2”,“10:00”,“13:00”,20,20}，{“harbin”,“beijing”,“3”,“13:30”,“10:00”,50,50}，{“harbin”,“guangzhou”,“4”,“17:00”,“21:00”,50,50}，{“harbin”,“dalian”,“5”,“14:00”,“17:00”,40,40} }; start=air; while(1) { system(“cls”); switch(menu_select()) { case 1: list(); break; case 2: search(); break; case 3: order(); break; case 4: returnticket(); break; case 5: exit(0); } getch(); } } 经验体会 1、通过设计飞机订票系统，加深了对链表的运用和理解。 波音737飞机副翼系统的问题改进 波音737飞机是波音公司在20世纪60年代研制的`中短程客机迄今为止,已经包括了波音737-100～900型.鉴于其较高的经济性能,该系列飞机目前在我国民航机队中数目最多.波音737飞机在经过多次改型后,设计已日趋完善,但仍有一些系统的局部设计存在不足之处.本文将结合飞机系统知识对波音737飞机副翼系统进行分析,提出改进建议. 刘华燕(国航天津维修基地) 简要描述了某系列飞机机翼油箱输油系统的工作原理、故障现象和特点.分析了该故障的原因和影响因素.结果表明,机翼油箱增压管路结构设计存在缺陷,积聚在管路中的冷水不能排除干净,随着使用时间的.增加,引起活门锈蚀,影响其正常工作.飞机在冬季寒冷潮湿的天气进行地面试车检查时,潮湿空气进入增压管路后形成的冷凝水聚集在活门内部,飞行时遇到气温突然下降,冷凝水结冰引起输油增压系统管路堵塞,增压空气无法打开活门向机翼油箱增压,导致系统不能正常输油.在查明故障原因和影响因素的基础上,提出了预防机翼油箱输油系统故障的措施. 作 者：马建铎 陈群志 田中笑 MA Jian-duo CHEN Qun-zhi TIAN Zhong-xiao 作者单位：马建铎,田中笑,MA Jian-duo,TIAN Zhong-xiao(中国人民解放军第93363部队,吉林,公主岭,136100) 陈群志,CHEN Qun-zhi(北京航空工程技术研究中心,北京,100076) 引言 近年来，随着我国经济持续稳定增长，民航运输业发展迅速，飞机数量的快速增加极大地刺激了飞机维修（MRO）市场，给飞机维修行业带来了前所未有的发展机遇。 但同时，也带来诸多新的难题，体现在三个方面： 一、维修需求增加，使得维修人员、机库机坪、工具航材等维修资源突然变得紧缺，成为制约民航维修乃至全民航发展的瓶颈； 二、机队规模扩大，带来许多管理问题，传统的生产管理模式难以满足发展需要，而先进的生产管理理念更多的停留在理论阶段，实际应用偏少； 三、多年来一直采用的手工操作或者简单计算机辅助的生产管理方式，不仅工作量大、效率低、容易出错，也无法满足资源共享、快速响应、无纸化办公等要求，极大地制约了维修能力建设。 生产计划与控制是航空公司飞机维修生产管理体系中最为重要的组成部分之一，计划与控制工作的好坏，不仅直接关系到飞机的持续适航、航班正点、可用率，还关系到航空公司的运营成本，影响到长远发展。因此，将飞机维修行业几十年来积累、归纳、总结的生产计划与控制理论引入到先进的信息化（IT）系统，利用先进的计算机信息化、数据库以及网络技术，构建即时、统一、共享的生产计划与控制平台，有力支持飞机维修生产活动的全流程管理，从而提高飞机维修单位生产管理水平，有效解决新形势下民航MRO行业出现的一系列新难题。1 概述 早期生产计划与控制来源于传统制造行业的生产实践，后来逐步引入到民航飞机维修（MRO）行业，用于指导飞机维修单位的生产管理工作。生产计划与控制的内容非常丰富，特别是近几十年来，不论是各级民航组织、飞机制造厂家，还是遍布世界各地的飞机维修单位，都在不断的研究、归纳和总结，到目前为止，已经形成了一整套非常完善的飞机维修行业生产计划与控制理论。 航空公司飞机维修生产计划与控制部门的主要职能在于：根据航空公司机队发展规划和维修需求，结合飞机持续适航维修方案（CAMP）的要求，预测未来不同时期阶段的飞机维修工作总量及特点，制定相应的维修生产计划，并对相关维修资源进行合理的调配，平衡工作量与工作能力，依据规定的工作方法和标准进行生产控制，确保其不偏离目标，以及对已执行工作进行分析研究加以改进的全过程。完整的飞机维修生产全过程管理应该包括六个方面： 1、维修任务； 2、生产预测； 3、生产计划； 4、生产安排与控制； 5、生产反馈与分析； 6、方法和标准，如下图所示： 通过图1-1中所示的主要职能，能够达到三个基本的生产管理目标，包括： 一、保证飞机持续适航安全，即：确保所有维修工作在规定期限内完成； 二、保障飞机航班正点率，即：通过提高飞机维修质量减少飞机在运营过程中的故障率，从而降低飞机工程机务原因航班运行不正常千次率； 三、有效控制飞机维修成本，即：通过控制人工成本、航材成本、设备设施成本，控制生产效率、飞机可用率，减少飞机停场带来的损失。2 业务需求分析 2.1 维修任务管理 按照不同的来源，维修任务分为： 1、持续适航维修方案（CAMP） 是一个技术立法文件，用于指导飞机各系统、结构和动力装置例行的维修工作项目及其检查和维护要求，以维持飞机安全可靠运营和持续适航性，它通常是由航空公司工程技术部门根据飞机制造厂家提供的维修计划文档（包括：MPD、MRB、CMR、ALI、FAL等项目）以及适航当局颁发的适航指令（AD/CAD/CN等），结合自身的维护经验编写而成。 2、工程指令（EO） 是由航空公司工程技术部门根据飞机/部件制造厂家的服务通告（SB）、适航当局的适航指令（AD/CAD/CN等）编写颁发，目的在于实施针对飞机或部件的检查、改装、改型和修理，以便提高安全性、可靠性、经济性和舒适性。 3、保留故障（DD） 是指飞机在飞行后或维修检查中发现的故障、缺陷，因航材、工具设备、停场时间不足等原因不能在起飞前排除的保留故障项目。 4、部件更换指令（CCO） 是指对持续适航维修方案（CAMP）规定的有装机使用时间和在库存放时间限制或寿命限制的零部件进行拆换的维修任务。 5、排故指令（AO） 是指针对维修检查中发现的故障、缺陷或者AHM/AIRMAN等故障监控系统预报的故障信息编写的故障处理方案，根据该方案安排维修任务。 6、自编项目（ZB） 是指未纳入持续适航维修方案（CAMP）但根据运行管理或其他特殊要求需要按照某种间隔不断重复的执行的维修任务。 7、其它项目（QT） 通常指除CAMP/EO/DD/CCO/AO/ZB之外的所有一次性维修项目，如：普查指令、监控指令、外部门工作通知单等。2.2 维修计划管理 按照不同的时间跨度，维修计划分为： 1、长期维修计划 长期维修计划倾向于一种生产预测，是规定飞机维修单位生产方向和任务的纲领性规划，是对未来维修市场需求情况进行科学分析和预测的基础上制定出来的，它的最大特点是战略性、预见性和纲领性。通常是在3年、5年或者以上，内容包括未来3年、5年或者以上各机型飞机停场周期在15天以上（含15天）的较大停场维修项目，如D检、结构大修、客舱整新、大型改装等。 2、中期维修计划 中期维修计划依据滚动进入的长期维修计划制定，但它比长期维修计划更详细详细、具体地规定了飞机维修单位的维修任务。属指导性预测计划，通常是在18个日历月或一年，内容包括未来18个日历月或一年各型飞机停场周期在5天以上（含5天）的停场维修项目，这些项目除了包括D检、结构大修、客舱整新、大型改装，还包括普通C检、喷漆、特殊停场等。同时，它也滚动进入短期计划，是短期计划的主要来源。 3、短期维修计划 短期维修计划依据滚动进入的中长期计划以及航班计划、预测的工作量制定具体的维修计划，调配资源，明确标识飞机、具体维修任务内容、维修地点和时间安排等，它通常是飞机维修单位最终的生产计划，一般是按周、月或季度，可执行性非常强。 4、航线维修计划 航线维修计划除了包含持续适航维修方案（CAMP）中规定在飞机运营过程中必须完成的日常例行维修工作（如：航前、过站、航后等）外，还包括维修人员跟班计划、特殊运行保障要求（如：RVSM、VIP、双发延程飞行、跨洋飞行等），它的最大特点是与航班计划紧密相关。 2.3 维修资源管理 维修资源是指完成维修工作所需的所有生产资源，维修工作只有在所需资源都得到满足的情况下才能正常的开展。生产计划与控制部门在制定维修计划时必须查明资源保障情况并做好相应的生产准备工作，生产准备的充分与否，对于确保生产作业计划的顺利执行，起着重要作用。具有代表性的维修资源包括以下几个方面： 1、航材管理 是指对飞机维修过程所需航材的日常管理工作，以及航材保障部门根据生产计划与控制部门发布的航材需求计划按期保障相应的航材，以确保维修工作按计划开展。 2、工具设备管理 是指对飞机维修过程所需工具设备的日常管理工作，以及工具设备保障部门根据生产计划与控制部门发布的工具设备需求计划按期保障相应的工具设备，以确保维修工作按计划开展。 3、机库管理 部分维修工作对于维修场所、维修环境有专门的要求，如：Ｃ检、Ｄ检、喷漆、顶升飞机等，通常情况下都必须在机库内完成。不同的机库所能停放的机型、飞机数量也都不一样，对于机库能够更加合理、有效的分配机库资源，以确保维修工作按计划开展。 4、维修人员管理 包含飞机维修人员工时、维修生产线能力的管理。 5、航站保障管理 是指对航站配备的所有飞机维修资源的管理，通常包括：已有的放行能力、已经配备的地面保障设备、航线常用航材等。3 系统设计和实现 3.1 系统结构设计 飞机维修生产管理系统采用三层客户端/服务端（C/S）构架设计，分别为：数据层、应用层、表现层。采用三层C/S构架的优点在于能充分发挥客户端的处理能力，很多进程可以在客户端处理后再提交给服务器，使得客户端响应速度更快，同时，也使得系统扩容简便、安全机制较完善、系统故障恢复时间短等。 客户端：采用Visual Basic 6.0编写，界面比较友好，每个模块相对独立，客户端可以通过内部局域网与数据库服务端连接，所有的数据都存放在服务端，便于数据的备份和管理，另外，后台代码易于阅读，可维护性比较高。 服务端：后台数据库使用了SQL SERVER，其特点是：运行稳定，结构简单，层次清楚，易于维护；另外，为了增加后台数据的安全性，提高系统应急处理能力，系统服务端采用了主、备机双服务器模式，保证两台服务器即时同步和备份数据，最为重要的是：在主服务器意外故障时，备用服务器还会自动替换主服务器，有效确保客户端的正常使用。 3.2 系统功能设计 根据业务需求，系统分为六大主功能模块，分别是： 1、基础信息模块 包括：飞机信息、人员信息、机场信息、飞行记录本（FLB/TLB/CLB）管理。 功能：对生产计划与控制过程中涉及到的基础信息进行管理。 2、维修任务模块 包括：7个子模块，分别是：维修方案（CAMP）子模块、工程指令（EO）子模块、保留故障（DD）子模块、部件更换指令单（CCO）子模块、排故指令（AO）子模块、自编项目（ZB）子模块、其它项目（QT）子模块。功能：对所有类别的维修任务进行管理。 图3-2-2-1 维修方案（CAMP）管 理 图3-2-2-2 排故指令（AO）管理 3、维修计划模块 包括：3个子模块，分别是：中长期计划子模块、短期计划子模块、航线计划子模块。功能：根据维修任务模块提交的维修来源及控制要求，结合维修资源模块传递的维修资源保障情况，外部航班排班系统传递的航班信息，制定发布相应的中长期、短期以及航线维修计划。 图3-2-3 维修计划模块 4、维修控制模块 包括：2个子模块，分别是：定检现场控制子模块和航线现场控制子模块。 功能：动态监控维修任务的执行情况，对于生产过程中出现的问题及时响应、处理，确保按维修任务按照计划完成。 5、维修资源模块 包括：5个子模块，分别是：航材监控子模块、工具设备监控子模块、机库管理子模块、维修人员管理子模块以及航站保障子模块。功能：通过对航材、工具设备保障情况的动态监控，对机库、维修人员、航班保障能力的统一管理，实现为生产计划做好生产准备，达到确保维修任务按计划执行的目标。 图3-2-5 航材监控子系统 6、生产反馈管理模块 包括：2个子模块，分别是：工时管理子模块和数据统计分析子模块。 功能：采集实际维修中所产生的种种问题的反馈，对生产计划、生产控制过程的改进。主要实现如：工时数据的采集、分析和优化，以及各类生产数据的统计、分析。4 结语 通过系统开发，将飞机维修生产计划与控制（PPC）理论融入到先进的IT系统，能够很好的实现生产计划与控制在业务上的平台共享、资源共享以及信息共享。五年来的实际运行也表明,该系统不仅为我们的生产计划与控制人员提供了一个非常实用的工作平台，降低了人为差错，提高了工作效率，而且还极大的改善了生产计划与控制的业务流程，显著提升了飞机维修单位的生产管理水平。参考文献： 飞机防滑刹车系统的可靠性指标分配 根据可靠性指标分配原则,结合飞机防滑刹车系统的.研制,充分考虑了飞机防滑刹车系统中各个附件的功能作用,以及它们的重要度和复杂度,采用工程加权,专家讨论的方式估算处理,对飞机防滑刹车系统中各个附件的可靠性指标进行了分配.方法简单、实用,结论准确. 作 者：丁晓力 王仕兵 DING Xiao-li WANG Shi-bing 作者单位：中南大学粉末冶金国家重点实验室,长沙,410083刊 名：航空精密制造技术 ISTIC英文刊名：AVIATION PRECISION MANUFACTURING TECHNOLOGY年，卷(期)：44(4)分类号：V328.5关键词：可靠性 系统 附件 MTBF 飞机电子防滑刹车系统电液伺服阀失效分析 介绍了某型飞机电子防滑刹车系统的基本工作情况,分析了电子防滑刹车系统中的电子液压伺服阀工作特性;并针对电子液压伺服阀的常见故障,提出了改进措施. 作 者：祁功道 金平孙强 毕玉泉 QI Gongdao JIN Ping SUN Qiang BI Yuquan 作者单位：海军航空工程学院青岛分院,山东青岛,266041刊 名：机床与液压 ISTIC PKU英文刊名：MACHINE TOOL & HYDRAULICS年，卷(期)：200735(3)分类号：V227+.5?关键词：刹车系统 电液伺服 失效 引言 飞机泊位引导是指将到港飞机从滑行道末端导引至机坪的停机位置并准确停泊的过程。目前，飞机泊位引导主要分为两种工作方式:(1) 人工引导;(2)自动引导。人工引导是通过专业引导员站在入坞飞机的前方用专用标牌向飞行员展示各种行为语言来指示飞机的入坞信息。自动引导是通过各种类型传感器采集入坞飞机的姿态和速度信息，利用计算机对这些入坞信息进行有效处理和分析进而产生入坞飞机的引导信息，并通过停泊前方的显示设备向飞机驾驶员、副驾驶员或其他人员显示泊位引导信息。近年来，随着机场管理控制系统的自动化、网络化、一体化和智能化水平的提高，传统的人工引导方式已不能满足需求。自动飞机泊位引导系统则能有效提高机场的装备水平、运营效率、管理水平和服务质量。 自动飞机泊位引导系统按使用传感器的类型不同主要分为:(1)地埋线圈类;(2) 激光扫描测距类;(3)视觉感知类。地埋感应线圈类误差较大、易损坏、可靠性不高;视觉感知类对天气和照度有要求、适应性较差;而激光扫描测距类不受环境照度的影响、且受天气影响较小、精度较高，因而得到广泛应用。飞机泊位系统国外早有所发展，1992 年瑞典的FMT 公司研制了基于激光技术的飞机位置及咨询显示系统( aiccraftpositioning and infomation system，APIS);1995 年瑞典的Safegate 公司推出了以激光为基础的新一代Safedock引导系统。目前，Safegate 公司市场占有率达到80%。美国Honeywell 公司的可视化飞机泊位引导系统(visual docking guidance system，VDGS)和德国西门子公司的视频泊位引导系统( video docking system，VDOCKS)也得到应用。而国内还没有生产销售具有自主知识产权的泊位引导系统。 1 基于激光扫描的飞机泊位的原理与激光扫描系统的构成 基于激光扫描的飞机泊位引导系统采用水平扫描步进电机和垂直扫描步进电机驱动水平振镜和垂直振镜，对激光测距仪的发射光束和回波光束实现偏移，水平振镜和垂直振镜的偏转角及激光测距数据组合后得到3 维测量数据。3 维数据以离散点的形式描绘出飞机机头的轮廓，提取出飞机鼻尖和引擎的参量，并将引导信息显示在正对引导线安装的LED 上，从而实现入坞飞机的捕获、跟踪、引导、识别、精确定位，并要求在停止线上，飞机偏离引导线的距离小于100mm。 跟踪引导飞机泊位的过程中，双镜系统中的垂直镜跟踪飞机的鼻尖，水平镜水平扫描1 行，根据落在飞机上的扫描点，通过二次拟合，拟合出的曲线上的顶点，即距离最小值点，就是飞机的鼻尖。通过对鼻尖所在位置的坐标解算，得出鼻尖相对于引导线的偏差，判断当前飞机是否偏离引导线，并将飞机的偏离情况通过LED 屏显示，飞机员通过查看LED，调整飞机至引导线重合。在引导飞机泊位的过程中，根据飞机固有的特性，不同的型号飞机的鼻尖高度和引擎距离鼻尖的距离不同，对泊位飞机的机型进行识别。 本文中研究的飞机泊位系统基于振镜的激光扫描。激光扫描系统设计为外置于工控机的独立子系统，便于其维护与调试，提高系统的可靠Fig. 1 Laser scanning system of aircraft docking system性。控制器采用AVR32，通过输入/输出( input /output，I /O) 并行通信与现场可编程门阵列( field programmablegate array，FPGA)协同工作，完成水平和垂直扫描控制、激光扫描数据的采集、与工控机的数据通信等，而激光扫描点云数据的处理由工控机完成，并由当前数据处理结果得到下一步需采取的扫描策略。激光扫描系统通过独立的RS485 接口与工控机连接，形成一对一的通信方式。 2 激光扫描数据处理算法流程图 对激光扫描数据进行处理，主要是为了消除激光扫描数据点中的噪声点，并对该噪声点进行补偿;精简数据传输字节，以提高数据在上位机和控制板卡之间的通信速率;对扫描点数据进行曲线拟合以获得飞机的扫描轮廓，判断飞机相对停止线的左右偏离情况。 在激光扫描数据的处理过程中，主要采用了对激光扫描数据的精简和错误点标识;对激光数据进行中值滤波以消除噪声点;对机头扫描数据进行曲线拟合，以满足数据结算的需求，。 3 数据精简与错误点标识 激光扫描系统选用班纳公司的LT300 远距离激光测距仪。班纳LT300 型激光测距仪采用激光脉冲飞行时间测量法，对于自然物体表面测量范围可达300m，满足飞机泊位的距离要求，测量精度到60mm，358第39 卷第3 期王春彦飞机泊位系统中的激光扫描数据的处理满足系统的100mm 泊位误差要求。 激光测距仪以二进制输出距离值，单位为mm。输出距离值为3byte，其中byte 2 最高位始终为1;byte 1 和byte 0 的最高位始终为0。剩余的21bit 表示距离值。为了数据的.快速传输，需要在AVR32 MCU 中对数据精简处理。先将byte 2，byte 1 和byte 0 的最高位去掉。在机场的实际环境中，由于飞机泊位的最大距离不大于200m，因此表示距离值的21bit 中，使用低18bit 就可以表示200m 内的任意距离，单位为1mm，而高3bit 不使用。 激光测距仪的单次测量误差最大为60mm，小于100mm 的系统误差要求，因此在毫米量级的误差可以忽略不计。将上述18bit 量程的最低2bit 舍去，如图3 所示，不影响精度，此时距离值的最小单位为4mm。从而实现将3byte 的距离值缩减为2byte。此时可使数据传输速率增加1 /3。以距离值29121mm 为例，原存储格式为:0x814341。经过数据精简后，传输格式为:0x1470。数据精简算法示意如图3 所示，图中，MSB 表示字节的最高位(the most significant bit)，LSB 表示字节的最低位(the least significant bit)。 激光测距数据精简后，进行错误点的标识。在实际飞机泊位的过程中，由于飞机泊位系统安装位置距离飞机停止线的距离在12m 以上，整个飞机入坞区域中和飞机泊位系统的安装位置的最大距离不超过150m。因此，将精简后的激光数据值中的小于12m 和大于150m 的距离值标为0，并在上传数据给工控机之前，去除这些距离值为0 的数值。 4 消除噪声 通过对机场的现场测试数据分析可知，在连续扫描的数据中总存在一些杂散点和错误点，需要对其进行滤除。为保证数据处理的实时性，此处引入图像处理中的中值滤波算法并加以简化，使之应用于激光扫描数据的噪声去除。消除噪声的流程如图2b 所示。 将激光扫描的每行/列数据看成点集P( d1，d2，d3，…，dN)。定义前向数据差Δdb = di - di - 1。对于在一个平面上的点，di≈di - 1，Δd≈0。由于存在噪声点，且假设该噪声点的值为di，通常该噪声点值与其相邻点di - 1，di + 1的差值Δdf和Δdb会较大，其中Δdf = di -di - 1，Δdb = di - di + 1。根据机场实验得到的数据分析，设定阈值Δd = 1m，即相邻两点的距离差值阈值大于1m 时，可认为距离值发生突变，对应的激光点不在同一个平面上。 5 数据拟合 在对扫描点进行重排后，需要对扫描数据点进行曲线拟合。在实际应用中，重点关注机头位置的扫描点的曲线，根据机头外形，选择最小二乘的二次曲线进行拟合。 6 结论 【飞机电气系统教学大纲】推荐阅读： 纸飞机教学教案06-11 中班美术优质课教案及教学反思《飞机》07-16 电气系统工程小结07-03 飞机作文05-28 折纸飞机作文05-30 飞机维修题库06-12 《航天飞机》07-24 数控钻铣床电气系统控制毕业设计09-06 坐飞机优秀作文05-24飞机电气系统教学大纲 篇6
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