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民用运输类飞机AMSTAR功能及其验证方法 薛战东左泽轩 (上海飞机设计研究院，中国上海xx10） 【摘要】随着民用运输类飞机的发展，中央维护系统（CMS）功能越来越受到关注。测试和调整功能（TAR功能）作为现代民机中央维护系统的一个子功能，它不同于CMS其他功能，另外须要TARXML机载数据库支持。本文阐述了民用运输类飞机空气管理系统TAR功能、通讯架构、XML开发集成以及验证方法。 关键词cms；空气管理系统；tar；xml；验证方法 CivilTransportAircraftAirManagementSystemTARFunctionandVerificationMeans XUEZhan-dongZUOZe-xuan (ShanghaiAircraftDesignandResearchInstitute,Shanghaixx10,China) 【Abstract】CentralMaintenanceSystem(CMS)isconcernedaboutmoreduringciviltransportaircraftdevelopment.TestAndRiggingisasub-functionofCMS,whichdifferswithotherfunctionsofCMSandneedsairborneTARXMLdatabase.ThispaperdetailsciviltransportaircraftAirManagementSystem(AMS)TARfunction,itsmunicationprotocolandarchitecture,XMLdevelopmentandintegration,verificationmeans. 【Keywords】CMS；AMS；TAR；XML；Verificationmeans 0引言 随着民用飞机的复杂性、综合和集成化的不断提高，同时伴随民机市场的竞争越来越激烈，飞机的安全性、测试性、故障诊断、故障隔离、故障预测和维护性等问题越来越受到飞机系统或设备供应商、飞机制造商（OEM）、特别是飞机客户关注。现代民机上主要采用中央维护系统（简称为CMS）来分析、监控、诊断或预测飞机故障，以帮助维护人员工作，保证飞机持续适航性和运行安全，提高飞机的测试性、维护性和经济性等。通过该功能可以降低对维护专业人员要求、减小/缩短飞机维护时间、提升飞机签派率，最终降低飞机维护和运行成本以及提高飞机的经济性，同时通过识别反复出现的故障和趋势支持提高可靠性，防患于未然。 测试和调整功能（TestAndRigging，简称为TAR功能）是集成于CMS的一个必不可少的子功能，通过人机交互的模式实现各个成员系统（将使用TAR功能的飞机非航电机载系统称为TAR功能成员系统）自身调整、自检测（BIT）、详细故障信息查看、清除历史数据、软件构型信息与系统状态信息查看等。TAR功能各成员系统需基于自身系统复杂和重要程度以及自身特点，决定并负责实际实现各自系统的TAR功能。CMS作为该功能的集成者，主要为各系提供通用、统一的交互方式和入口，并显示测试和调整结果。由于该功能采用交互的方式、各成员系统TAR功能相对独立且具体负责逻辑实现，通常将与各系统相关的TAR功能称为各系统TAR功能。 中国民用运输类飞机起步晚，且发展比较缓慢，国内对于TAR功能的认识、验证以及对CCAR25部相关适航条款的符合性等需要进一步研究。为此，本文详细阐述空气管理管理TAR功能及其一种验证方法，以为后续其他民用运输类飞机项目TAR功能设计、验证和符合性方法提供参考和建议。 空气管理系统TAR功能 .空气管理系统TAR功能内容 飞机空气管理系统（AMS）由气源系统、空调系统、压调系统和机翼防冰系统组成，空气管理系统控制器（后续简称为控制器）为上述四个子系统的综合集成控制器，负责整个空气管理系统的控制和监控。 AMSTAR功能一般在飞机处于地面且制冷组件不工作的情况下才可以使用，以保证飞机和系统安全性。该功能相对于其他成员系统的TAR功能相对简单，不包含Rigging和从LRU的NVM（Non-VolatileMemory）数据下载和清除功能，主要包含两方面的内容：测试系统参数和IBIT（InitiatedBuilt-in-test）。其中，IBIT包含控制器IBIT以及CPCS/ECS/WAIS/BASIBIT。测试的系统参数举例如下： a)活门命令/位置状态信息； b)传感器数据，若传感器超出范围将显示“-”； c)开关选择状态信息，若开关位置错误将显示“-”； d)控制器软件构型以及其内部压力传感器温度； e)飞机状态信息，比如飞机型别，控制器识别、软件运行模式和货舱加热器选装。 .2空气管理系统与CMS之间TAR功能通讯架构 一般，AMS控制器与CMS之间按照ARINC604协议进行通讯传输和处理以实现AMSTAR功能，通讯架构见图2。随着综合化、模块化航电系统的发展，CMS软件和集成后的TAR功能XML将驻留在航电系统综合处理机柜（IntermediateProcessingCabi:IPC）的通用处理模块中，CMS相关功能信息显示在多个功能显示器（MultifunctionDisplay:MFD）上。AMSTAR功能通讯模式有两种： a)交互模式：控制器与CMS之间交互响应以执行测试操作和输出构型信息； b)自动模式：在控制器通道进入相应的具体测试操作或页面后，控制器对应通道将自动自动更新MFD显示的信息。 实现AMSTAR功能主要条件： a)集成后的AMSXML：可以将其视为支持AMSTAR功能的机载数据库，主要用于定义和提供TAR功能通讯和显示的一些信息，比如LRU名称、设备ID(EquipmentID)，页面名称、组件名称（ComponentName）和组件类型（ComponentType）等； b)CMS软件：集成CMS的所有功能，并在MFD上显示； c)AMS控制器及其所含软件：AMS控制器软件主要负责实现AMS控制和监控，其含具体AMSTAR功能逻辑实现。 .3空气管理系统TAR功能XML开发集成 通常，用于支持TAR功能的ARINC604协议以及XML的开发集成工具由CMS供应商或飞机主制造商应提供，这样可以确保TAR功能各成员系统能够按照正确统一的要求开发XML和各系统软件相关TAR功能代码。AMS供应商基于统一的XML开发工具开发分别适用于AMS控制器各个通道的XML，同时还需按照ARINC604协议要求开发AMS控制器软件所含的TAR功能相关软件代码。飞机制造商使用XML集成工具将TAR功能成员用户的XML集成为飞机级TAR功能（含AMSXML），以用加载到试验室或飞机上进行TAR功能试验。各个成员系统的XML和TAR功能相对独立，互不影响，这保证各成员系统可以独立进行TAR功能验证。AMSTAR功能XML开发集成大致步骤如下： 空气管理系统TAR试验验证方法 由于TAR功能需要专门的XML支持以及各成员系统TAR功能的差异性，若要各成员系统供应商对TAR功能XML和整个环节TAR功能进行验证，则需要AMS供应商具备航电相关试验平台软硬件等，试验成本和难度很大；反之，若要CMS开发商进行全机TAR功能XML和整个TAR功能环节验证（含AMS），则CMS供应商需要拥有所有各成员的各相关试验平台软硬件等，试验成本和难度更大，因此通常该验证工作由飞机主制造商负责。 由于一般民用运输类飞机TAR功能为DALE级，且通常作为民用运输类飞机机载软件和数据库符合性方法的DO-178B对DALE级机载软件和数据无要求，因此申请人无需针对XML对DO-178B符合性开展专门验证工作。依据中国民航要求，运输类飞机必须满足CCAR25部要求，申请人为验证AMSTAR功能满足设计要求，特别表明符合适航相关条款要求，可采用如下验证方法或组合。 2.1申请人试验室研发试验 申请人应在试验室进行研发试验，以进行整个AMSTAR功能测试（含AMS控制器软件逻辑、传输以及最终显示结果），用于验证TAR功能的正确性和保证飞机安全。AMSTAR功能试验室试验方式见图4。由于试验室试验可模拟较全面的输入，特别是能够模拟AMS一些非正常构型或状态，比如开关故障、客舱高度告警、传感器超出范围等，这相对于机上试验容易、成本低、且安全。 .2申请人机上研发试验 由于试验室并非飞机真实构型以及试验条件的部分限制，特别是当运行AMSIBIT测试时，根据AMSTAR功能控制逻辑设计，需要相关系统设备动作（比如活门等），这些需要在飞机上进行相关试验才能够真实验证，因此AMSTAR功能要进行必要的机上研发试验。机上研发试验与试验室试验应在试验目的、内容上有所不同并各自有其侧重点。 .3表明符合性机上地面试验（简称为MOC5） 由于国内目前民机取证经验欠缺，特别是考虑申请人试验室及人员资质条件，上述3.1和3.2节描述的TAR功能验证方法仅为申请人自己的研发试验，因此为满足条款要求还需进行专门的AMSTAR功能表明符合性MOC5试验。MOC5试验前试验大纲和试验构型需获得局方批准，试验前局方需进行机上制造符合性检查。试验后的试验报告及试验结果应能表明AMSTAR功能符合设计要求、试验满足大纲判据，并最终需获得局方批准试。 3结束语 本文概述了民用运输类飞机空气管理系统TAR功能、通讯架构、XML开发集成以及验证方法。对于TAR功能过验证方法，由于项目及其主制造商和供应商责任分工的差异性，不同的运输类飞机项目申请人采用的TAR功能验证方法可能不同。随着国内对民机研制规律认识的不断深入以及经验的不断积累，若申请人相应的试验构型和人员资质能够获得局方认可，且在申请人与局方就TAR功能符合性验证方法达成一致前提下，若申请人在进行研发试验室和机上地面