一种基于ARINC767的飞行记录系统概述
摘 要 介绍一种新型飞行记录系统的设计要求，工作原理和工作特点，它的主要依据为ARINC767标准，符合该系统高集成度、高可靠性、高传输速度、容量大、体积小、重量轻的趋势。
关键词 ARINC767；增强型飞行记录器；A664
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）09-0033-02
飞行记录系统（FRS）是用来记录飞机飞行过程中各种状态参数的高性能机载电子设备。它能在飞机飞行过程中监测并记录飞机飞行状态及各种机载设备的性能和使用情况，飞行完毕后可将存储在记录介质上的数据进行下载回放，可作为飞行试验，飞机维护和改进提供强有力的支持。
随着航空电子技术的迅速发展，机载飞行记录系统也在不断更新换代。20世纪60年代问世的黑匣子（FDR）只能记录5个参数，误差较大，70年代开始使用数字磁带记录，能记录100多种参数，保存最后25h的飞行数据。90年代后期随着超大规模集成电路，微处理器，数据采集技术，数据总线技术的高度发展，机载飞行记录系统普遍采用固态记录。记录容量不断增大，记录数据越来越多。机载飞行记录系统除了用于飞行事故分析之外，还广泛应用于飞行安全，飞机维护以及飞行训练等。若对飞行数据进行深入挖掘，还可以为飞机的地面维护，故障分析与训练效果进行评估。2009年，美国航空电子工程委员会（AEEC）发布了ARINC767标准，提出了一种新型的飞行记录系统的设计要求， 它包括增强型飞行记录器（EAFR），独立电源（RIPS） 和区域麦克风及前置放大器（AMP）等 部件，并支持飞行参数记录，座舱声音/机组通话记录，图像记录以及数据链记录等功能。
1 系统特点
该系统具有以下特点。
1）集成度高。该系统将数据采集单元，数据处理单元以及数据存储单元集成于一个产品-EAFR中，同时该记录器融飞行参数记录器（FDR），座舱声音/机组通话记录器（CVR）以及数据链记录器（DLR）于一体，提高了系统的集成度。
2）传输速度高。传统飞行参数记录系统支持RS422，RS485以及ARINC429等总线协议，接口复杂，传输数据慢。而该系统采用的ARINC664总线可提供的传输带宽达到100MB。
3）存储容量大。该系统采用NandFlash作为存储介质，这种介质具有高密度，低功耗，存储方式简单，成本低等特点。该系统可支持25小时的飞行参数记录，2小时的座舱通话记录，2小时的数据链信息记录以及2小时的图像记录。
4）可靠性高。该系统采用大量的大规模集成电路提高了可靠性，同时，A664总线采用双冗余备份网络提供了更稳定的数据传输质量。
配置灵活。该系统支持的软件可根据客户对于所采集参数的需求进行灵活配置，重构性极强，并支持机上加载。
2 系统组成
该系统组成图如下所示。
增强型飞行记录器（Enhanced Airborne Flight Recorder）。该系统包括两个EAFR，分别安装在设备舱和飞机尾翼附近。EAFR是该系统的核心部件，它负责采集A664总线上传来的各种飞行参数数据，机组通话数据和数据链数据，同时也采集从AMP传过来的座舱通话模拟数据。在采集到数据之后，会将数据保存在由抗毁装置保护的存储介质中。该抗毁装置完全满足ED-112的要求，具有防火烧，抗穿刺，抗冲击等特性。在EAFR内，存储介质分为三个分区，分别存储飞行参数数据，座舱音频数据 和机组通话数据/数据链数据。
独立电源（Recorder Independent Power Supply）。该系统包括一个RIPS，安装在仪表板内最接近AMP的位置。它主要负责为FWD EAFR 和AMP提供电源，并在飞机电源故障时，为FWD EAFR 和AMP 提供10分钟的备用电源，以保持在飞机电源故障时能持续保持EAFR的记录功能。
区域麦克风及前置放大器（Area Microphone and Preamplifier）。该系统包括一个AMP，安装在最适合接收座舱内声音的位置。它主要负责采集座舱内各种声音，并传送给EAFR记录。
3 系统功能
1）飞行数据记录（Flight Data Recording）功能。该功能可以从飞机上的传感器和其他系统采集和记录数字化飞行数据。EAFR可记录25小时飞行数据，这些可配置的飞行数据都是通过A664总线传输。EAFR会解析这些数据的范围，精度，分辨率以及采样频率，并记录在由抗毁装置保护的非易失性存储器中。
2）座舱音频记录（Cockpit Voice Recording）功能。
①该功能通过AMP采集座舱内的环境声音数据并记录。EAFR可记录2小时，单通道的座舱声音数据，这些数据为模拟量数据，EAFR会将这些模拟信号转化为数字信号并存储在由抗毁装置保护的非易失性存储器中。
②该功能可以从机组人员通话系统采集和记录机组通话数据。EAFR可记录2小时，3通道的机组通话数据，该数据通过A664总线传输。EAFR 会接收，处理这些数据并记录在由抗毁装置保护的非易失性存储器中。
3）数据链记录（Data Link Recording）功能。该功能可以从飞机的空/地通信系统采集和记录数据链数据。EAFR可记录2小时，这些数据通过A664总线传输。EAFR会接收，处理这些数据并记录在由抗毁装置保护的非易失性存储器中。
4）水下定位信标（Underwater Locator Bacon）功能。该功能由圆柱状，密封的铝制水下定位部件负责。该信标安装在EAFR上，可承受2000英尺的水压。当浸入水中之后，该信标会自动发送37.5 kHz，脉宽大于9毫秒，重复率不低于0.9每秒脉冲数的声学脉冲信号。该信标可发送30天的定位信号。
5）机上加载（Data Load）功能。该功能支持机上加载符合ARINC615A的EAFR操作软件和配置软件，同时，EAFR会自动检测所加载软件的完整性和正确性。
6）自检测（Built In Test）功能。该功能支持上电自检测，周期性自检测和启动自检测。
①上电自检测（Power Up Built In Test）。当整个系统通电以后，EAFR会自动执行上电自检测，并将检测结果通过A664总线发送给机载维护系统（OMS）以及其他相关系统。
②周期性自检测（Continuous Built In Test）。EAFR会自动执行周期性自检测，并将检测结果通过A664总线发送给机载维护系统（OMS）以及其他相关系统。
③启动自检测（Initiated Built In Test）。EAFR收到机载维护系统（OMS）收到的启动自检测命令后，开始执行该功能，然后EAFR会将检测结果通过A664总线发送给机载维护系统（OMS）以及其他相关系统。
7）下载（Download）功能。地面设备可以通过EAFR的以太网接口下载非易失性存储器中的飞行数据。除此以外，机载维护系统（OMS）也可以通过A664总线下载EAFR的故障历史报告以及运行时间和运行周期数据。
8）擦除（Bulk Erase）功能。该功能可以擦除非易失性存储器中关于音频信号的所有数据，为满足擦除条件，EAFR必须安装在飞机上，飞机已经安全的降落，并且发动机已经停止工作，这时候才允许擦除音频数据。
4 结束语
依据ARINC767设计的飞行记录系统，符合现代飞机航电系统综合化，小型化的趋势，同时也满足现代飞机航电设备高集成度，高可靠性的要求。
参考文献
[1]ARINC767-1 ENHANCED AIRBORNE FLIGHT RECORDER 2009.
作者简介
袁剑（1981-），男，汉族，工程师，本科，从事航空电子设备的设计工作，现就职于中航民用航空电子有限公司。