民机试飞科目多、时间长、测试数据多、测试系统复杂,对试飞供电系统的可靠性提出了较高要求,试飞供电系统的可靠运行是保障试飞成功的必要条件之一。论文基于国际工业标准SAE ARP 4761,将安全性评估理念贯穿于试飞供电系统高压直流(HVDC)通道的设计过程中。论文对HVDC通道进行了功能危害性评估(FHA)、初步系统安全性评估(PSSA)、系统安全性评估(SSA)研究。在PSSA过程中,将24脉自耦变压整流器(ATRU)作为HVDC通道的AC-DC变换单元,发现现有24脉ATRU无法满足为其分配的失效概率指标要求,提出了两种降低HVDC通道失效概率的方案:增加非相似冗余单元提高HVDC通道的可靠性,以及采用改进型高可靠性ATRU作为HVDC通道AC-DC变换单元。论文研究了24脉ATRU不满足失效概率指标要求的原因,合理设计变压器的绕组连接方式和匝比关系,使自耦变压器输出24个两两相位差15°的电压矢量。该方法省去了传统24脉ATRU所需的6个平衡电抗器,使ATRU结构得到很大简化,以期达到降低工作失效率的目的。同时,提出了基于变压器原边延长绕组的升降压方案,使得ATRU输出电压能够在宽范围内调节。在此基础上,研制了一台降压比为0.8的ATRU样机,进行了ATRU的性能实验和环境实验,并针对电源线传导干扰超标问题设计陷波器抑制传导干扰。最后,论文对提出的两种方案分别进行器件选型和可靠性分析,在SSA中结合故障模式及影响分析(FMEA)和故障树分析(FTA)方法验证了两种方案均达到安全性指标要求。文章设计的新型24脉ATRU,输出电压宽范围可调,输入输出性能良好,可应用于其它不同电压等级的AC-DC变换场合。研究并实施的试飞供电系统安全性评估过程,也为飞机其它系统的安全性设计提供了参考。