在轨可更换模块对接接口技术综述

针对航天工程上对航天器进行模块更换的在轨服务与维护技术需求,梳理了国内外在轨可更换模块对接接口技术的研究进展和成果。从对接接口与机械臂动作特点出发,重点对其技术需求、功能原理、性能指标等进行了综述,对国内外在轨可更换模块对接接口技术的差距进行了对比分析,并提出了我国在轨可更换模块对接接口关键技术的发展方向。

基于层次模型的外场可更换模块故障注入方法

为了解决因外场可更换模块本身复杂性和故障注入器访问深度限制,导致测试性验证试验时故障注入不充分的问题,提出基于层次模型的外场可更换模块故障注入方法.基于层次相关性模型对装备状态空间中故障行为进行分析,实现对故障注入的等效性识别;提出基于信号模型的故障模拟方法,实现对故障的复现;结合受试对象的结构特点和可用的故障注入手段,提出面向外场可更换模块的故障注入方法.实例验证表明,采用上述方法可以准确模拟故障信号,有效挖掘现有故障注入手段的潜力,大幅度增加有效注入的故障样本量.

外场可更换模块体系下测试性验证试验发展研究

以外场可更换模块(LRM)为基本组成单元的综合模块化系统已成为现代军用装备电子系统的发展趋势;LRM是装备二级维修保障体系的关键技术之一,其测试性是实施装备二级维修保障体系的关键因素,在LRM的生产定型阶段对其进行测试性验证试验具有很大必要性;目前国内外并没有专门针对LRM体系的测试性验证试验研究;文中对LRM体系下测试性验证试验实施的相关技术研究现状进行了总结,指出了LRM在电气和机械方面的特性对LRM体系下进行测试性验证试验造成的不利影响,并对这一领域进一步研究的关键技术和发展方向进行了展望。

基于SOIS的在轨可更换模块接口设计

针对航天器对在轨维修、硬件更换、功能升级等在轨服务的需求迫切性问题,提出了在轨可更换模块的接口设计方法。将SOIS(航天器星载接口业务)协议运用于ORU(在轨可更换模块)接口设计中,借助SOIS对星载软硬件设备进行协同设计,降低ORU的设计开发成本,提高ORU的适用范围,便于模块更换的实现。基于在轨更换的应用场景,分析了ORU接口的设计需求。在此基础上,给出了ORU体系结构,完成了ORU接口的机、电、热设计。

LRM现场可更换模块结构研究

介绍了LRM模块的国内外研究状况,通过研究国外ASAAC标准、VITA标准,研究建立了具有自主知识产权的LRM结构设计规范,对LRM模块的结构分类和冷却形式进行了叙述,实现了LRM模块的机械结构、热接口、信号定义的标准化;同时研究了LRM模块与各种冷却方式集成安装箱的兼容性,为实现LRM模块化奠定了基础。

基于多信号模型的现场可更换模块测试性建模与分析

基于多信号模型的测试性建模与分析为测试性设计提供了一条崭新的思路,但测试性建模过程所需的测试性信息却难以准确、完备地获取,进而使测试性建模过程变得非常困难,指出正确获取测试性信息的关键是要消除产品设计人员和建模人员之间存在的知识隔层;分析了多信号模型的8个要素,结合工程实践给出了测试性信息的获取方法和测试性建模的工程化操作流程,工程化操作流程包括:确定结构层次、故障模式影响分析、信号流分析、测试分析共4个步骤;以某现场可更换模块为例,完成了测试性建模与分析;结果表明,给出的测试性信息获取方法和工程化操作流程在实际工作中是可行的、有效的;测试性建模、分析的结果能够在设计阶段较准确的评估测试性设计是否满足既定的指标,并为测试性设计的进一步改进指明方向。

航天器在轨可更换模块机构与结构设计

航天器常在其任务中出现功能失效,造成巨大的损失,而在轨模块更换技术则是利用空间机械臂自主对可接受在轨服务航天器进行故障模块更换、升级、补充消耗品等。通过对在轨可更换模块在轨服务的任务、在轨可更换模块的组件构成,从而得出在轨可更换模块的机构设计方案,进而又对在轨可更换模块进行结构设计,利用SolidWorks软件建立该结构的三维模型,实物模型验证了其可行性。

液冷现场可更换模块LRM热设计

本文主要介绍了液体透流式现场可更换模块 L RM的研制背景、过程、实验方法及冷却性能分析 ;为高功率密度电子设备的热设计提供有效的指导方向 。

LRM模块及其相关标准

LRM模块是第四代综合式航电系统的硬件基础,具有标准化程度高,便于维护的特点,可以将三级维护简化为二级维护,缩短研制周期,减少全寿命成本。目前包括美国在内的各国都已经或正在发展基于LRM模块的航电系统。文中介绍并比较了目前各主流LRM模块标准,认为VITA48模块在技术开放性、技术难度、兼容性等指标上都有着良好的表现,较适合我国实际情况。建议以其为基础,建立我国自己的LRM模块设计标准和规范。

综合因素对模块封装设计的影响

讨论了综合模块化航空电子系统中影响现场可更换模块(LRM)封装的各个关键要素,重点分析了这些要素间的关联性,以及外部因素对模块封装的综合性影响。同时,对国内新一代飞机平台上的航空用LRM封装标准化提出了一些看法和建议。

一种军用LRM模块的新型插拔装置

为了解决LRM模块尤其是液冷LRM模块在安装箱内快速安装和拆卸、满足日益苛刻的短时维护雷达的需求,实现雷达外场二级维护要求,设计了一种军用LRM模块新型插拔装置。插拔装置由两部分组成:锁紧机构和锁定器。锁紧机构安装在LRM模块的前面板上,锁定器安装在模块安装箱上,通过两者之间的压接和分离实现LRM模块在安装箱上的快速安装和拆卸。

一种机载高安全高可靠数据存储模块的设计

针对综合化、模块化航空电子系统架构中现场可更换模块的设计特点,讨论了一种机载高安全、高可靠的大容量Nand-Flash数据存储模块在符合ARINC653标准的分区操作系统中的设计方法,具有Flash驱动层、Flash管理层、文件系统层架构。通过采用应急关键数据销毁的方式保障系统的高安全性,通过采用坏块管理、损耗均衡以及可信恢复性文件系统的方式保障系统的高可靠性。对数据存储模块进行了不同层级、不同文件大小的读写测试,应急毁钥测试和可靠性测试,测试结果表明模块满足设计要求,可以应用于需要高可靠性和高安全性的航空电子领域。

LRM模块化车载电子设备设计

针对新型车载电子设备小型化、轻量化和标准化的设计要求,以及严格的环境适应性和电磁兼容性要求,借鉴现代航空电子系统中现场可更换模块(LRM)的设计理念,提出了一种新型LRM模块化车载电子设备设计方法,分析了现有LRM标准的共同点以及在车载应用场景中的不足,给出了电气接口、结构防护、散热处理、携行设计和在线管理等方面的优化改进设计。通过样机试制和实物测试验证了工程实施的可行性,为下一步推广应用奠定了基础。

综合化模块化航空电子架构航电系统飞行管理模块的设计

为了能够采用综合化模块化航空电子(integrated modular avionics,IMA)架构,达到简化系统设计、开发和验证过程,提升航电系统的安全性与可靠性的目的,针对当今主流的IMA架构的航空电子系统中的综合处理计算机系统,介绍了其中的飞行管理系统(flight management system,FMS)计算机现场可更换模块和IMA系统软件架构,使用符合ARINC653标准的天脉2(TM2)嵌入式操作系统作为软件开发平台进行飞行管理模块的平台软件、应用软件设计和分区集成,并通过系统级仿真验证证明其功能满足设计需求,有助于实现在IMA架构下飞行管理系统的具体型号应用。

基于FC总线协议和FTP协议的通用化FPGA配置方法

现场可编程逻辑门阵列(FPGA)在机载设备、通信设备等众多领域广泛应用,但是基于本地开发环境的JTAG接口更新FPGA配置数据已经难以满足相关工程的需求。在此介绍基于FC总线协议和FTP协议的FPGA配置方法,该方法既能够满足机载航电设备的现场可更换模块(LRM)中的FPGA动态远程更新,又能支持调试测试的静态本地配置,使得FPGA的调试和升级更加通用化、智能化。

加速退化试验改进的故障模式影响及危害性分析

针对传统方法依赖人工经验,导致故障样本的主观性、盲目性等问题,提出了加速退化试验改进的故障模式影响及危害性分析方法.首先,通过有限元仿真分析识别了受试对象存在的薄弱环节和及退化失效特征;然后,根据加速退化试验,得到了受试对象在相应退化应力下典型的故障模式和发生概率;最后,实现了故障模式影响及危害性的最终分析.实例验证表明,该方法可对传统方法提供有效的补充和修正,进而为测试性验证试验提供更为多样、可靠的备选样本.

面向LRM体系的测试性验证指标体系研究

针对现有测试性验证试验指标体系与外场可更换模块体系下装备的测试性验证需求不够匹配的问题,提出了面向LRM的测试性验证试验指标体系;首先,针对外场可更换模块体系引起的装备两级维修保障体制变革,分析了该体系下的测试性验证需求;然后从LRM体系装备测试性设计特点和两级维修保障体制的任务目标出发,构建了测试性验证指标评估体系;最后,建立了Topsis优化的基于该指标体系的模糊层次评估模型,实现了测试性综合评估;实例分析表明,该指标体系简便且有效,为面向LRM体系的装备测试性验证提供了思路。

VITA新标准及其在雷达系统中的应用

VME总线以其标准化程度高、可靠性好、系统开放的特点,在军用嵌入式计算机、航空航天、工业控制等可靠性专业领域得到了广泛应用。尽管经过数次升级,传统VME总线标准已难以满足飞速增长的数据处理量和发热量的需要。为了获得更大的带宽和更强的制冷能力,国际贸易协会组织已开始制定并推出新的标准以应对这些挑战。文中详细介绍了VITA41/46/48等标准,并分析了其在综合航电系统,雷达系统等场合的应用前景。通过比较发现,VITA 46/48标准非常适合LRM模块标准的要求,可作为制定我国LRM模块标准的重要参考。

军机LRM及其关键技术研究

LRM(外场可更换模块)是第四代军机航电系统的主要特征,对于提高军机战备完好性和降低其全寿命周期费用有着重要意义。分析了航电系统传统结构的不足,指出了基于LRM结构的航电系统的优点,阐述了LRM的设计要求及现有标准,并深入研究了其关键技术,以便为我军新机设计提供参考。

高度综合总线技术硬件平台设计

为了满足高度综合化机架间和机架内LRM之间大容量数据通信和高速与低速总线之间数据交互通信需求,集成高速总线FC、RapidIO、PCI和低速总线CAN、RS485、LVDS电平同步串行总线以及M-LVDS电平同步串行总线,设计了高度综合的总线技术硬件平台,满足了机架间640 Mbit/s有效数据带宽需求、机架内LRM之间1 024 Mbit/s有效数据带宽需求以及机架内部低速总线与高速总线交互需求,其综合化和通用化的设计理念以及总线传输技术的高带宽、低延迟的高性能特性,对各个电子通信系统领域具有重要的借鉴意义。