机载系统的模块化设计优化

飞机模块化的主要难点在飞机系统的模块化分解和集成方面。因为现代飞机系统十分复杂，设计的难度也大，并且升级换代很快，需要多个供应商参与。另外，在飞机系统的模块化分解和集成上技术储备不足，系统设计往往成了飞机设计中的一个难题。

系统除了功能、性能、物理方面要满足飞机的要求之外，特别注重可靠性和维修性指标，故采用面向维修性的设计方法。

图6-38是飞机系统设计概念图。

图6-38　飞机系统设计概念图

以航电系统为例，进行讨论。

航电系统是指飞机上所有电子系统的总和。一个最基本的航空电子系统由通信、导航和显示管理等多个系统构成。

在现代的民用飞机上（如A380和787飞机），航电系统（如飞行管理、推力管理、中央维护管理、显示管理、飞机状态监控、飞行操纵系统、飞机管理系统、导航系统、通信系统、防撞系统等系统）及非航电系统（如燃油系统、电源系统、液压系统、环控系统、防冰系统、防火系统、起落架系统、舱门系统等）都已实现了模块化和综合化，达到了空前水平。它们共用一个综合信息处理器，建立虚拟平台，用虚拟通道传送数据。在通用的硬件平台上，加载不同的软件模块，可以完成不同的功能要求。全机的计算机资源和信息通过虚拟网络连接，传输指令，不再受物理位置的限制。

飞机系统的开放式、综合化、模块化和智能化推进了飞机模块化的发展。(www.xing528.com)

根据可靠性和维修性设计原理，系统应分解到航线可更换单元（line replace able units，LRU）或航线可更换模块（line replaceable module，LRM），其示意图如图6-39所示。

图6-39　系统分解到LRU／LRM

需要强调的一点是，系统软件也是产品结构的组成部分。在现代民用飞机的产品结构中，系统软件的功能越来越重要，且它的开放性、综合性和控制功能不断扩展。系统软件管理常常是构型管理的一个薄弱环节。

飞机子系统的标识应符合国际通用规范，如符合ATA规范或S1000D规范的规定。在这些规范中规定了各子系统包含的内容和不包含的内容。

以飞控系统为例，飞机的飞控系统的产品结构树的表述如图6-40所示。

其中，系统定义包括系统功能定义、系统结构定义、系统原理定义、控制律要求的确定和定义、系统主要部件定义、系统重量控制和减重。

系统软件和应用软件可以不归宿于飞控系统，而放在飞机系统（WBS第2级）中。这视软件的集成位置而定。