前言
航空测试技术是航空行业发展的一个关键环节,它是航空技术发展的一个节点。现代航空工业的发展离不开测试资料的积累,而测试技术是获取高可靠性和高质量试验资料的惟一方法。所获得的实验数据,是对产品进行改进、设计和性能的持续优化的理论基础,也是结构和控制变化的体现。
1.航空测试技术的概念
航空测试技术是指在航空工业中,对飞机的各种设备和动力需求进行测试,包括飞行试验、风洞试验、机载设备试验等,这些程序对确保飞机的运行和故障的处理起到了至关重要的作用。总体而言,最能体现航空特性的试验方法包括气动力试验、结构试验、地面试验和飞行试验,这是飞机能够在空中飞行的基本条件。测试技术的另外一项重要功能就是延长飞机的使用寿命,其中包括机载设备的维护、施工过程的维护和故障的检查。航空测试技术是航空工业中的一个重要环节,一方面占有航空试验仪器的绝大部分,另一方面又与航空产品开发过程中的各个生产过程紧密相连;如航空产品开发中的可测验设计,生产过程中引擎和机翼的探测。总体而言,航空测试技术具有多参数测试、多模态、复杂度和高准确度的特性。因此,航空设备必须具备以上特点,才能适应航空产品在重量、体积、功能等方面的复杂情况[1]。
2.航空测试技术的发展趋势和关键技术
2.1测试技术发展
回顾国内外航空测试技术发展的历史,新一代航空测试需求是驱动测试技术发展的主要动力,而测试技术的发展则是对新一代航空设备进行测试和验证的有力支撑。根据试验结果,对航空设备实际性能进行分析和把握,并根据新思想、新理论、新方法,以获得更多的参数,对其进行检验和改进。在航空推进微电子、电子计算机等应用技术不断发展的今天,为了确保航空测试技术工作的顺利进行,应采用各种技术手段进行了设计。测试技术系统是一个集采集、测量、控制、存储、监控、处理、分析为一体的系统。当前,大部分的测试技术体系中,各模块设备、体系结构、界面的通用、标准化等都是零散的,没有形成一个整体的“大系统”。所以,必须从整体上全面考虑测试技术体系结构的各个组成部分以及它们的界面,从而形成一个整体的“大系统”。今后的测试技术体系将朝着通用化、系统化、集成化、标准化发展的方向发展,并将其发展为最佳化的测试技术体系。
2.2计算机辅助测试发展应用
CAT是一种通过计算机辅助进行测试的技术,它可以帮助人们更精确、更科学地完成测试工作,从而提高测验的速度和准确度。将试验模拟、数据采集、参数检查、过程监控、试验数据库等功能整合到一起,对试验前、中、后各参数数据进行全面的分析和仿真,从而有效地获取航空设备的实时参数数据。研制的CAT测试系统能够有效地进行参数测试、采集、存储,并通过数据库对测试参数进行管理,并对计算性能参数。采用CAT技术具有较高的经济价值,对航空设备进行测试,并对实验数据进行处理,输出实验结果等,从而改善了航空设备的精度和可靠性。采用CAT技术,可以实现了整个测试过程的自动控制,可以有效地提高检测的精确性和数据完整性。计算机辅助测试技术具有很大的优越性,已广泛用于国内外航空设备的测试过程中,但与国外相比,我国在运用CAT技术上仍存在着一定的差距。随着测试技术的发展,CAT技术也在不断地发展,如模糊测试技术、自适应测试技术等。CAT技术不仅能有效地减少测试费用,而且具有简便、节省人力、物力和财力等优点,是航空测试技术的发展趋势。
2.3人工智能(AI)测试技术发展应用
人工智能是一门新兴的技术学科,它是研究和开发人类智能的理论、方法、技术和应用系统。在航空设备的测试中采用人工智能技术,可以减少人员在复杂严酷环境下的参与,从而提高了测试的精确度,达到有效测试的目的。在测试和验证的过程中,运用人工智能技术,可以构建出智能测试的智能测试数据库,对航空设备的性能进行分析,从而大大缩短了产品的开发周期。语音识别、图像识别、性能测试、主动跟踪测试等人工智能技术将成为测试技术的发展趋势和关键技术。一是基于语音识别技术的发展,它是一种无接触的技术。将语音识别技术与测试技术相结合,产生在线测控指令,并对受控对象进行有针对性的检测。同时采用人工语音识别技术,可以替代人力无法完成的技术检测工作,降低了对人员的检测依赖。人工智能的视觉辨识就是利用人工智慧,而非人类的眼睛进行测量与判断。该方法是将被测物体摄取为影像信号,并将其传输至特定的影像处理系统,依据其亮度、颜色等信息,将其转换为数字信号,以达到检测的目的[2]。通过对这些信号的多种操作,提取出物体的特征,通过识别的结果,对现场的装置进行操作,从而达到对航空设备进行测试的目的。二是运用专家系统将以往在航空设备测试中获得的大量知识、经验和方法,集成到测试控制软件和硬件中,并在此基础上进行测试、采集、处理和判断。同时,该系统能够实现对复杂问题的稳定求解,并且能够得到精确、快捷的航空设备参数,从而大大降低了整个测试系统的硬件配置。在专家系统开发过程中,将各子系统进行集成和协调,以达到提高检测精度的目的。并通过AI技术自动生成测试数据,自动控制软件、智能分析故障日志,进而优化分析和设计,降低测试系统的费用。在科技发展的新时期,将人工智能技术与航空测试技术结合起来,将成为今后航空设备测试技术发展的一个重要方向。例如,通过使用人工神经网络技术对参数数据进行测量、处理、传输、控制等,可以实现对发动机试车的实时监测,并且可以通过在线的调参试验来介入发动机的运行状况,进而将其用于航空设备的测试中,可以使其成为新一代智能检测技术的发展趋势和关键技术。
2.4新的测试技术以及测试系统不断出现
近几年,随着计算机技术的飞速发展,航空测试技术的应用越来越广泛,越来越多地采用了计算机进行远程控制和仿真试验,把大量的实物检验转化为计算机的虚拟试验,从而大大减少了试验费用,而且试验结果与真实情况基本一致。同时,并行测试、综合仪器、测试语言和测试方法等新技术和新系统的出现,极大地提高了测试方法和测试能力,其中最具代表性的技术变化是垂直综合系统和综合仪器技术,以及测试性信息共享,这种垂直一体化系统打破了传统的多层次测试模式,将单一类型的测试集于一身,大大缩短了测试时间,增强了测试的实用性,综合仪器技术的发展使得飞机上的精密仪器设备测试精度大大提高,从而加强了测试的重要性。
3.结语
总之,航空产业是一个国家力量的体现,在整个航空业的大调整中,要做好航空产品的测试检验工作,确保产品的品质,以及促使测试技术的不断更新,进而促进我国航空业的可持续发展。
参考文献:
[1]胡迎,马腾,张宇翔.关于航空测试技术的发展趋势和关键技术[J].引文版:工程技术,2015,0(43):278.
[2]王燕山,董祥明,刘伟,等.航空发动机高温测试技术的研究进展[J].测控技术,2017,36(9):1-6.
[3]孔庆珊. 测试技术在航空发动机整机试验中的应用现状和发展趋势[J]. 山东工业技术,2016,(03):215.