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[摘 要]FADEC安装于发动机机匣上。发动机停车后，由于回热效应，发动机机匣上的热量逐步扩散到FADEC上。FADEC作为电子部件，在发动机回热状态下，一直保持通电状态，将影响FADEC的使用寿命，增加航线运营维护成本。为解决该问题，基于民用飞机发动机控制系统工程设计实践和当前民用飞机发动机设计广泛采用的硬件方案，提出采用发动机燃油控制开关，发动机起动开关，发动机接口装置，航电装置，实现 FADEC供电设计方案优化，避免发动机停车后的回热对FADEC的损害，提高FADEC的使用寿命，降低航空公司维护成本。
[关键词]发动机；供电设计；FADEC；优化；
中图分类号：V37 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）33-0118-01
1 背景
FADEC安装于发动机机匣上。发动机停车后，发动机机匣上的热量逐步扩散到FADEC上。当前民用飞机发动机短舱通风冷却系统的冷却能力并不能在发动机停车后，迅速的将热量扩散出去。FADEC为电子部件，在发动机回热状态下，若长时间保持通电状态，将影响FADEC的使用寿命，提高航线运营维护成本。本文基于当前民用飞机发动机控制系统设计工程实践，同时为避免增加额外的硬件，降低设计风险、研制成本、缩短研制周期，基于当前民用飞机广泛采用的硬件方案，提出采用发动机燃油控制开关，发动机起动开关，航电装置，发动机接口装置，实现 FADEC供电设计方案优化，避免发动机停车后的回热效应对FADEC的损害，提高FADEC使用寿命，降低航空公司维护成本。
2 FADEC供电设计优化相关方案
在考虑FADEC供电设计优化中，曾提出如下FADEC供电设计优化方案：
在飞机驾驶舱顶部板专门设计发动机FADEC供电控制开关，每台发动机对应一个FADEC供电控制开关，用于在发动机停车后控制FADEC的供电。
FADEC上电开关是一个3位弹簧负载旋钮，分别标记为“ON”，“AUTO/OFF”和“MAINT”。其中，“ON”位是瞬时位；“AUTO/OFF”位是默认位置； “MAINT”位是保持位，用于维护时给FADEC上电。
在地面状态，飞行员把旋钮开关选到左边的“ON”位置，飞机给FADEC提供28V电源，FADEC供电若干分钟。用于进行发动机起动，干运转，湿运转等。“ON”位是弹簧装置开关，当飞行员当从“ON”松开旋钮时，开关将会自动回到中间位置。
在地面状态，当发动机停车若干分钟后，自动切断FADEC电源。
“MAINT”位置用来在维护状态下给FADEC供电。当维护人员选到“MAINT”给FADEC供电后，开关将保持在右侧位置。如在维护工作完成后切断FADEC的电源，需要手动的将开关选回中间位置。
上述FADEC上电开关方案解决了FADEC在发动机回热条件下导致的工作寿命问题，但同时带来了FADEC上电开关在安全性、开关位置、人为因素方面的问题。
a） FADEC供电时间终止会对发动机起动造成影响；
b） FADEC上电开关的维护功能布置在驾驶舱顶部板位置混淆飞机正常功能和维护功能；
c） 发动机起动前，使用FADEC上电开关增加了飞行员的负担。
为解决上述方案伴随的问题，最终提出如下FADEC供电设计优化方案。
3 FADEC供电设计优化方案
3.1 优化方案涉及的飞机硬件
优化方案涉及的飞机硬件包括发动机燃油控制开关，发动机起动开关，航电装置，发动机接口装置。
a） 每台发动机对应一个燃油控制开关。发动机燃油控制开关与FADEC交联，用于实现发动机供油控制。飞行员通过切断发动机燃油控制开关，执行发动机停车。
b） 每台发动机对应一个起动开关。发动机起动开关与FADEC交联，用于实现发动机起动功能。
c） 航电装置基于ARINC429或ARINC664等通信协议[1]，接收来自飞机其他系统的信号，并将发动机控制系统需要的信号发给FADEC实现发动机控制功能。
d） 发动机接口装置用于接收来自航电装置与发动机控制功能相关的输入信号，实现发动机相关控制功能。
3.2 方案描述
发动机燃油控制开关参与的FADEC供电功能如下：
a） 飞机着陆后，飞行员切断发动机燃油控制开关，发动机停车。发动机接口装置计时若干分钟后，自动断开FADEC与飞机电源间连接，实现FADEC断电。发动机接口装置计时时间可综合考虑飞机与发动机之间数据传输时间、日常地面维护等的要求灵活确定。
b）飞机在地面状态，打开发动机燃油控制开关，发动机接口装置自动接通FADEC与飞机电源间连接，FADEC保持上电。
发动机起动开关参与的FADEC供电功能如下：
在发动机地面起动前，飞行员将发动机起动开关拨到起动位，发动机接口装置自动接通FADEC与飞机电源间连接，FADEC保持上电。
若飞机处于空中状态，发动机接口装置自动接通FADEC与飞机电源连接，FADEC保持上电。
航电装置参与的FADEC供电功能如下：
a） 航电装置将收到的发动机燃油控制开关信号发送给发动机接口装置，用于发动机接口装置实现FADEC供电计时控制。
b） 航电装置将收到的发动机起动开关信号发送给发动机接口装置，用于发动机接口装置实现FADEC供电计时功能。
c） 航电装置将飞机轮载信号（飞机处于空中或地面状态）发送给发动机接口装置，用于实现空中或地面FADEC与飞机电源间供电控制功能。
发动机接口装置参与的FADEC供电功能如下：
通过航电装置接收发动机燃油控制开关，发动机起动开关，飞机轮载的状态，通过自动控制FADEC与飞机电源间的连接，实现FADEC供电的控制。
上述FADEC供电设计优化方案解决了在飞机驾驶舱专门增加FADEC供电控制开关带来的安全性、开关位置、人为因素[2]方面的问题。
a） 取消了飞机驾驶舱顶部板专门的FADEC上电开关和上电时间的限制，将用于发动机起动功能的FADEC上电功能集成在燃油控制开关，用于发动机地面干运转、湿运转的FADEC上电功能集成在发动机起动开关内，用于维护功能的FADEC上电开关置于发动机维护板，避免了在地面起动过程中由于计时结束而造成发动机起动失败的问题，解决了安全性问题；
b） 将FADEC维护上电功能从发动机控制面板移到发动机维护面板，避免功能混淆；
c） 取消了专门的FADEC上电开关，简化了机组操作程序，减轻飞行员的工作负担。
4 结论
本文基于民用飞机发动机控制系统设计实践，提出了FADEC供电设计优化方案，该发动机FADEC供电设计优化方案特点如下：
a） 该方案通过在发动机接口装置中更新软件实现，通过软件方案，可缩短研制周期，降低研制风险，研制成本，也为后续功能完善预留了接口。
b） 该方案将FADEC供电控制结合在飞机日常的操作程序中，具有良好的人机交换界面。
c） 该方案避免发动机停车后的回热效应对FADEC造成的损害，降低航空公司维护成本。
该方案已经成功应用于某型民用飞机发动机FADEC供电设计，同时该本文提出的供电设计优化方案也为其它处于回热条件下的电子部件设计提供了参考。
参考文献
[1] 刘冬冬，张天宏，陈建.开放式FADEC系统的数据总线研究[J].航空动力学报，2012，27（4）：920-928.
[2] 张晶，李映红，魏东.减少人为差错 保证飞行安全-基于人因工程学的飞行安全中的人为因素研究[J].科技信息，2010，（5），208.
作者简介
何必海（1985-），男，浙江温州人，硕士研究生。主要从事民用飞机发动机控制系统设计研究。
[关键词]发动机；供电设计；FADEC；优化；
中图分类号：V37 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）33-0118-01
1 背景
FADEC安装于发动机机匣上。发动机停车后，发动机机匣上的热量逐步扩散到FADEC上。当前民用飞机发动机短舱通风冷却系统的冷却能力并不能在发动机停车后，迅速的将热量扩散出去。FADEC为电子部件，在发动机回热状态下，若长时间保持通电状态，将影响FADEC的使用寿命，提高航线运营维护成本。本文基于当前民用飞机发动机控制系统设计工程实践，同时为避免增加额外的硬件，降低设计风险、研制成本、缩短研制周期，基于当前民用飞机广泛采用的硬件方案，提出采用发动机燃油控制开关，发动机起动开关，航电装置，发动机接口装置，实现 FADEC供电设计方案优化，避免发动机停车后的回热效应对FADEC的损害，提高FADEC使用寿命，降低航空公司维护成本。
2 FADEC供电设计优化相关方案
在考虑FADEC供电设计优化中，曾提出如下FADEC供电设计优化方案：
在飞机驾驶舱顶部板专门设计发动机FADEC供电控制开关，每台发动机对应一个FADEC供电控制开关，用于在发动机停车后控制FADEC的供电。
FADEC上电开关是一个3位弹簧负载旋钮，分别标记为“ON”，“AUTO/OFF”和“MAINT”。其中，“ON”位是瞬时位；“AUTO/OFF”位是默认位置； “MAINT”位是保持位，用于维护时给FADEC上电。
在地面状态，飞行员把旋钮开关选到左边的“ON”位置，飞机给FADEC提供28V电源，FADEC供电若干分钟。用于进行发动机起动，干运转，湿运转等。“ON”位是弹簧装置开关，当飞行员当从“ON”松开旋钮时，开关将会自动回到中间位置。
在地面状态，当发动机停车若干分钟后，自动切断FADEC电源。
“MAINT”位置用来在维护状态下给FADEC供电。当维护人员选到“MAINT”给FADEC供电后，开关将保持在右侧位置。如在维护工作完成后切断FADEC的电源，需要手动的将开关选回中间位置。
上述FADEC上电开关方案解决了FADEC在发动机回热条件下导致的工作寿命问题，但同时带来了FADEC上电开关在安全性、开关位置、人为因素方面的问题。
a） FADEC供电时间终止会对发动机起动造成影响；
b） FADEC上电开关的维护功能布置在驾驶舱顶部板位置混淆飞机正常功能和维护功能；
c） 发动机起动前，使用FADEC上电开关增加了飞行员的负担。
为解决上述方案伴随的问题，最终提出如下FADEC供电设计优化方案。
3 FADEC供电设计优化方案
3.1 优化方案涉及的飞机硬件
优化方案涉及的飞机硬件包括发动机燃油控制开关，发动机起动开关，航电装置，发动机接口装置。
a） 每台发动机对应一个燃油控制开关。发动机燃油控制开关与FADEC交联，用于实现发动机供油控制。飞行员通过切断发动机燃油控制开关，执行发动机停车。
b） 每台发动机对应一个起动开关。发动机起动开关与FADEC交联，用于实现发动机起动功能。
c） 航电装置基于ARINC429或ARINC664等通信协议[1]，接收来自飞机其他系统的信号，并将发动机控制系统需要的信号发给FADEC实现发动机控制功能。
d） 发动机接口装置用于接收来自航电装置与发动机控制功能相关的输入信号，实现发动机相关控制功能。
3.2 方案描述
发动机燃油控制开关参与的FADEC供电功能如下：
a） 飞机着陆后，飞行员切断发动机燃油控制开关，发动机停车。发动机接口装置计时若干分钟后，自动断开FADEC与飞机电源间连接，实现FADEC断电。发动机接口装置计时时间可综合考虑飞机与发动机之间数据传输时间、日常地面维护等的要求灵活确定。
b）飞机在地面状态，打开发动机燃油控制开关，发动机接口装置自动接通FADEC与飞机电源间连接，FADEC保持上电。
发动机起动开关参与的FADEC供电功能如下：
在发动机地面起动前，飞行员将发动机起动开关拨到起动位，发动机接口装置自动接通FADEC与飞机电源间连接，FADEC保持上电。
若飞机处于空中状态，发动机接口装置自动接通FADEC与飞机电源连接，FADEC保持上电。
航电装置参与的FADEC供电功能如下：
a） 航电装置将收到的发动机燃油控制开关信号发送给发动机接口装置，用于发动机接口装置实现FADEC供电计时控制。
b） 航电装置将收到的发动机起动开关信号发送给发动机接口装置，用于发动机接口装置实现FADEC供电计时功能。
c） 航电装置将飞机轮载信号（飞机处于空中或地面状态）发送给发动机接口装置，用于实现空中或地面FADEC与飞机电源间供电控制功能。
发动机接口装置参与的FADEC供电功能如下：
通过航电装置接收发动机燃油控制开关，发动机起动开关，飞机轮载的状态，通过自动控制FADEC与飞机电源间的连接，实现FADEC供电的控制。
上述FADEC供电设计优化方案解决了在飞机驾驶舱专门增加FADEC供电控制开关带来的安全性、开关位置、人为因素[2]方面的问题。
a） 取消了飞机驾驶舱顶部板专门的FADEC上电开关和上电时间的限制，将用于发动机起动功能的FADEC上电功能集成在燃油控制开关，用于发动机地面干运转、湿运转的FADEC上电功能集成在发动机起动开关内，用于维护功能的FADEC上电开关置于发动机维护板，避免了在地面起动过程中由于计时结束而造成发动机起动失败的问题，解决了安全性问题；
b） 将FADEC维护上电功能从发动机控制面板移到发动机维护面板，避免功能混淆；
c） 取消了专门的FADEC上电开关，简化了机组操作程序，减轻飞行员的工作负担。
4 结论
本文基于民用飞机发动机控制系统设计实践，提出了FADEC供电设计优化方案，该发动机FADEC供电设计优化方案特点如下：
a） 该方案通过在发动机接口装置中更新软件实现，通过软件方案，可缩短研制周期，降低研制风险，研制成本，也为后续功能完善预留了接口。
b） 该方案将FADEC供电控制结合在飞机日常的操作程序中，具有良好的人机交换界面。
c） 该方案避免发动机停车后的回热效应对FADEC造成的损害，降低航空公司维护成本。
该方案已经成功应用于某型民用飞机发动机FADEC供电设计，同时该本文提出的供电设计优化方案也为其它处于回热条件下的电子部件设计提供了参考。
参考文献
[1] 刘冬冬，张天宏，陈建.开放式FADEC系统的数据总线研究[J].航空动力学报，2012，27（4）：920-928.
[2] 张晶，李映红，魏东.减少人为差错 保证飞行安全-基于人因工程学的飞行安全中的人为因素研究[J].科技信息，2010，（5），208.
作者简介
何必海（1985-），男，浙江温州人，硕士研究生。主要从事民用飞机发动机控制系统设计研究。