飞机液压PHM系统空地数据链结构介绍

飞机液压PHM系统中的空地数据链的主要任务是将飞机设在关键部位的检测传感器所采集的飞机状态数据传输给地面站做故障的预测和报警。由于机载状态监测系统采用了多传感器综合技术，诊断和预测又要求各传感器数据有较高的采样率，因此这部分数据占据了数据链传输的绝大部分且是最关键的部分；而在传输过程中的丢失和错误，将导致整个飞机液压PHM系统的错误和失效。另外，飞机系统级状态参数如飞行高度、油箱液位高度、油液温度等也是下行数据链传输的关键数据，但由于这部分数据基本不参与故障预测，所以不是非常的重要。不同种类的数据在收发设备中分别打包并在不同的时隙中发送。

空地数据链是指飞行器遥控指令和遥测信息等数据流产生、发射、传输、接收处理所经过的链路系统。飞机液压PHM系统中的空地数据链使用了数字通信、调制解调、纠错编码、组网通信及信息融合等现代新型技术。在该链路中，各种信息按照规定的消息格式，实时、自动、保密地进行传输和交换，实现信息资源共享。

按数据传输方向的不同可分为上行链路和下行链路。飞机液压PHM系统中下行数据链路将机载故障监测系统得到的液压系统故障状态、健康状况实时传递至地面维护管理系统，地面维护管理系统根据当前数据和历史数据对液压系统故障进行预测，并生成维修决策支持；当地面维护管理系统预测到机载液压系统即将发生重大故障时，通过上行数据链路将预测结果传递至机载故障监测系统中^[13]。

为分析方便，飞机液压PHM空地数据链可抽象成由机载状态检测设备、机载数据收发设备、天地数据链传输信道和远端地面站数据收发设备构成，PHM空地数据链结构如图8-16所示。图中，机载数据收发系统包括VHF/UHF波段天线、伺服跟踪设备、UHF收发前端设备、终端设备、综合管理，如图8-17所示^[14，15]。

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图8-16 PHM空地数据链结构

由于飞机在空中的位置是时刻变化的，因此需要根据位置的变化时刻调整收发天线的指向，以达到最好的收发条件。由于飞机上空间和非机载和的限制，飞机没有携带完全一样的两套可调角度的收发天线。当天线可变角度的主收发设备故障时，通过备份的固定天线设备完成收发任务。

空地数据链系统是为飞机液压PHM系统服务的，数据链系统能否及时且正确的将飞机的状态数据传递回地面是飞机液压PHM系统能否有效的关键因素，数据的缺失、错误将直接影响系统对飞机部件健康状况的确定和预测，从而影响后勤维修的策略。另外，数据能否及时到达、诊断结果能否及时作出、维修指令能否及时传达给飞机，也决定了飞机液压PHM系统的可信度。