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摘 要： 随着经济的不断发展，人们出行需求的不断增加，民机数量也在不断增多。现阶段我国的科学技术不断发展，在民机电传飞控系统中逐渐应用数字总控，使民机电传飞控系统与数字总线的发展变得息息相关，两者相互影响、相互促进。本文主要对民机飞控系统数字总线应用进行分析，旨在提高我国民机飞控产品开发。
关键词： 民机飞控系统；数字总线；应用分析
【中图分类号】 081101 【文献标识码】 A【文章编号】 2236-1879（2018）09-0228-01
一、民机机载设备概述
随着全球经济的不断发展，世界上的民机数量正在不断增加。就中国而言，中国民航需要补充各型民用客机，约为3000多架，可见民机市场较为广阔。民机的逐渐增多带动了民机机载设备的发展，其中飞控系统是民机中比较常用的机载设备，飞控系统的应用使飞机性能得到改善，同时保障了飞机的飞行安全，现代民用飞机先进水平体现在飞控系统技术水平上，可见，民机飞控机载设备拥有广阔的市场。
民机飞控系统发展经历了控制增稳操纵系统、模拟电传飞控系统、机械操纵系统、数字电传飞控系统等阶段。随着集成电路以及计算机等技术逐渐在航空领域中应用，在飞控系统数据传输中逐渐应用数字通信总线。通过控制信号或者是信息交互来实现飞控系统与其它机载设备系统之间的互相联系，进而使各个机载设备之间的功能相互协调、相互融合，从而使飞行器系统性能得到了优化，使减轻驾驶员负担的目的得以实现，是未来民机飞控系统发展的趋势。要想实现各项机载设备相互联系、相互协调的目标，就需要稳定可靠、高速率的数据传输。在民机中最常用的数字通讯网络拓扑是总线，本文中所说的总线就是通讯网络拓扑结构。
二、民机飞控系统对数字总线的需求
民机飞控系统在设计时一般少与其它机载设备进行物理连接，这是为了民机飞控系统的安全性考虑，但是民机又需要获取其它机载传感器的信息。要想避免区域内某个单点故障可能对整个飞控系统造成的不利影响，需要将飞控系统和控制通道进行分散布置，并且得控制通道内的各个部件也应该分布在不同的区域。随着数字通信的不断发展，数字通信变得更加可依赖、可靠，维护工作也相对较少，并且可以减少配线的使用，相对模拟信号而言消耗的功率更少。飞控系统的数据交换越来越倾向于高性能总线通信。下面将列出飞控系统对通信总线的需求。
1.实时性。
民机飞控系统属于实时嵌入式控制系统，通常包含高速率控制回路，因此，就要求数字通信系统具有较低的信息传输抖动、较低的传输時延，民机飞控系统引入的相位滞后由于较高的数据传输速率得以降低。
2.信息传输的可靠性。
通信链路的数据传输要有较高的可靠性，这样才能达到民机飞控系统的要求。民机中大量使用复合材料导致数据传输线路更容易受电磁干扰的影响，因此，通信系统应该采取各种技术措施使信息传输的可靠性得以提高，从而使可信的数据传输得以保证。
3.通信效率。
民机飞控系统与其它航电子系统相比，控制系统信息的数据量较小，但是其重复率却很高，数字通信信息可以使用高效的编码机制使重复率得以降低。
4.总线扩展能力。
飞控系统中不同通讯功能、不同部件的通信速率、安全等级以及数据量都有较大差别，这就需要通信系统具有更好的兼容性，并提供不同类型数据通信能力。除此之外，通信系统应该同时具备扩展能力，这对于飞控系统修改以及升级更加有利，同时通信系统中应该加入新的设备接口。
5.经济性。
要想使民机飞控系统成本得以降低，就需要飞控系统对数字通信系统充分利用，使民机各种传感器、作动器以及计算机等部件的硬件和功能综合得以加强，进而使产品的重量得以减少。除此之外，机载设备使用的通信总线种类应该尽量减少，将相关记载设备的通信线缆连线和布线的接口重量、接口的硬件数进行简化，进而使数字通信功率消耗得以降低。数字通信中应用高传输宽带可以为数据共享能力提供保障，使飞控系统和其它机载设备的功能得以充分利用。在民机中使用总线时，不仅要考虑到民机机载设备的兼容性，还要考虑到技术是否先进与成熟。
6.安全性。
民机通信网络以及飞控通信总线应该具有较高的可靠性，不仅可以使系统出现故障时通信可靠性要求得以满足，还使飞控系统各部件正常的通信可靠性要求得以满足。对于安全性方面的具体要求，民机更强调技术是否成熟以及是否经过大量的验证。
民机机载产品应该满足适航要求，通信协议、信号传输链路设计以及飞控系统通信端口都应该考虑非相似特性，避免相似余度设计导致的共因故障或单点故障使整个通信能力丧失。应该将单个故障对飞控系统通信网络拓扑和协议的影响范围降低，使通信系统的其它部分不受到影响。
三、波音777飞控系统总线应用分析
波音公司对于新总线有以下几点要求：第一点，总线应当是双向的，这就可以从多个发送器进行数据传输。要想具有多个发送器，总线的存取就需要选取某些方式的协调机制。第二点，自主控制更适用于一个主总线控制器，如果功能相对集中就可能容易发生单点故障并且难以做到故障容错。第三点，总线的共享性要求数据传输速率较快。第四点，总线还需要具备较高的综合性使飞行关键功能的LRU进行通信得以实现。第五点，新总线的灵活性应该更高，可以支持运行不同类型、不同功能的LRU。
波音777在波音公司所研制大型客机中是首次配备全时、全权限数字式电传飞控系统，该系统使用的新技术有：延迟维护设计、629总线、电传飞行控制。该大型客机的电传飞控系统使用3个主飞行计算机分别通过4个作动器和3路629总线控制电子装置通信，电子装置控制并行工作的作动器驱动舵面。为了使飞控系统的安全性要求得以保障，629总线、电子装置、飞行计算机的不同余度装置都被分配到不同的机舱位置中。
四、结束语
随着民机的不断发展，民机的电传飞控系统对数字通信的要求不断提高。为了满足民机电传飞控系统的需求，民机飞控系统以及机载设备功能相综合，使系统得以升级，各项功能更加优化，进而使数字总线具有良好的可扩展能力、兼容能力以及可修改性。机载设备的不断发展与创新，使民机飞控系统得到了更好的发展，进而使民机的运行安全性以及可靠性得到大大提升。
参考文献
[1] 陈雷. 民用支线飞机飞控系统构架研究[A]. 中国航空学会、中国航空研究院.第六届民用飞机航电国际论坛论文集[C].中国航空学会、中国航空研究院：，2017：8.
关键词： 民机飞控系统；数字总线；应用分析
【中图分类号】 081101 【文献标识码】 A【文章编号】 2236-1879（2018）09-0228-01
一、民机机载设备概述
随着全球经济的不断发展，世界上的民机数量正在不断增加。就中国而言，中国民航需要补充各型民用客机，约为3000多架，可见民机市场较为广阔。民机的逐渐增多带动了民机机载设备的发展，其中飞控系统是民机中比较常用的机载设备，飞控系统的应用使飞机性能得到改善，同时保障了飞机的飞行安全，现代民用飞机先进水平体现在飞控系统技术水平上，可见，民机飞控机载设备拥有广阔的市场。
民机飞控系统发展经历了控制增稳操纵系统、模拟电传飞控系统、机械操纵系统、数字电传飞控系统等阶段。随着集成电路以及计算机等技术逐渐在航空领域中应用，在飞控系统数据传输中逐渐应用数字通信总线。通过控制信号或者是信息交互来实现飞控系统与其它机载设备系统之间的互相联系，进而使各个机载设备之间的功能相互协调、相互融合，从而使飞行器系统性能得到了优化，使减轻驾驶员负担的目的得以实现，是未来民机飞控系统发展的趋势。要想实现各项机载设备相互联系、相互协调的目标，就需要稳定可靠、高速率的数据传输。在民机中最常用的数字通讯网络拓扑是总线，本文中所说的总线就是通讯网络拓扑结构。
二、民机飞控系统对数字总线的需求
民机飞控系统在设计时一般少与其它机载设备进行物理连接，这是为了民机飞控系统的安全性考虑，但是民机又需要获取其它机载传感器的信息。要想避免区域内某个单点故障可能对整个飞控系统造成的不利影响，需要将飞控系统和控制通道进行分散布置，并且得控制通道内的各个部件也应该分布在不同的区域。随着数字通信的不断发展，数字通信变得更加可依赖、可靠，维护工作也相对较少，并且可以减少配线的使用，相对模拟信号而言消耗的功率更少。飞控系统的数据交换越来越倾向于高性能总线通信。下面将列出飞控系统对通信总线的需求。
1.实时性。
民机飞控系统属于实时嵌入式控制系统，通常包含高速率控制回路，因此，就要求数字通信系统具有较低的信息传输抖动、较低的传输時延，民机飞控系统引入的相位滞后由于较高的数据传输速率得以降低。
2.信息传输的可靠性。
通信链路的数据传输要有较高的可靠性，这样才能达到民机飞控系统的要求。民机中大量使用复合材料导致数据传输线路更容易受电磁干扰的影响，因此，通信系统应该采取各种技术措施使信息传输的可靠性得以提高，从而使可信的数据传输得以保证。
3.通信效率。
民机飞控系统与其它航电子系统相比，控制系统信息的数据量较小，但是其重复率却很高，数字通信信息可以使用高效的编码机制使重复率得以降低。
4.总线扩展能力。
飞控系统中不同通讯功能、不同部件的通信速率、安全等级以及数据量都有较大差别，这就需要通信系统具有更好的兼容性，并提供不同类型数据通信能力。除此之外，通信系统应该同时具备扩展能力，这对于飞控系统修改以及升级更加有利，同时通信系统中应该加入新的设备接口。
5.经济性。
要想使民机飞控系统成本得以降低，就需要飞控系统对数字通信系统充分利用，使民机各种传感器、作动器以及计算机等部件的硬件和功能综合得以加强，进而使产品的重量得以减少。除此之外，机载设备使用的通信总线种类应该尽量减少，将相关记载设备的通信线缆连线和布线的接口重量、接口的硬件数进行简化，进而使数字通信功率消耗得以降低。数字通信中应用高传输宽带可以为数据共享能力提供保障，使飞控系统和其它机载设备的功能得以充分利用。在民机中使用总线时，不仅要考虑到民机机载设备的兼容性，还要考虑到技术是否先进与成熟。
6.安全性。
民机通信网络以及飞控通信总线应该具有较高的可靠性，不仅可以使系统出现故障时通信可靠性要求得以满足，还使飞控系统各部件正常的通信可靠性要求得以满足。对于安全性方面的具体要求，民机更强调技术是否成熟以及是否经过大量的验证。
民机机载产品应该满足适航要求，通信协议、信号传输链路设计以及飞控系统通信端口都应该考虑非相似特性，避免相似余度设计导致的共因故障或单点故障使整个通信能力丧失。应该将单个故障对飞控系统通信网络拓扑和协议的影响范围降低，使通信系统的其它部分不受到影响。
三、波音777飞控系统总线应用分析
波音公司对于新总线有以下几点要求：第一点，总线应当是双向的，这就可以从多个发送器进行数据传输。要想具有多个发送器，总线的存取就需要选取某些方式的协调机制。第二点，自主控制更适用于一个主总线控制器，如果功能相对集中就可能容易发生单点故障并且难以做到故障容错。第三点，总线的共享性要求数据传输速率较快。第四点，总线还需要具备较高的综合性使飞行关键功能的LRU进行通信得以实现。第五点，新总线的灵活性应该更高，可以支持运行不同类型、不同功能的LRU。
波音777在波音公司所研制大型客机中是首次配备全时、全权限数字式电传飞控系统，该系统使用的新技术有：延迟维护设计、629总线、电传飞行控制。该大型客机的电传飞控系统使用3个主飞行计算机分别通过4个作动器和3路629总线控制电子装置通信，电子装置控制并行工作的作动器驱动舵面。为了使飞控系统的安全性要求得以保障，629总线、电子装置、飞行计算机的不同余度装置都被分配到不同的机舱位置中。
四、结束语
随着民机的不断发展，民机的电传飞控系统对数字通信的要求不断提高。为了满足民机电传飞控系统的需求，民机飞控系统以及机载设备功能相综合，使系统得以升级，各项功能更加优化，进而使数字总线具有良好的可扩展能力、兼容能力以及可修改性。机载设备的不断发展与创新，使民机飞控系统得到了更好的发展，进而使民机的运行安全性以及可靠性得到大大提升。
参考文献
[1] 陈雷. 民用支线飞机飞控系统构架研究[A]. 中国航空学会、中国航空研究院.第六届民用飞机航电国际论坛论文集[C].中国航空学会、中国航空研究院：，2017：8.