ICS 49.090 V 35
HB 8710-2024
飞机试飞实时监控系统通用要求
General requirements of aircraft flight test real-time monitoring system
2024-12-10 发布 2025-07-01 实施
中华人民共和国工业和信息化部发布
前言
本文件按照 GB/T 1.1-2020《标准化工作导则第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国航空工业集团有限公司提出。
本文件由中国航空综合技术研究所归口。
本文件起草单位：中国飞行试验研究院、中国航空综合技术研究所。
本文件主要起草人：张国旺、霍朝晖、杨哲、李宏、李剑、陈晨、关爱锐、郝朝、程娟、李宁。
飞机试飞实时监控系统通用要求
1 范围
本文件规定了飞机试飞实时监控系统的分类、组成、功能、性能及验证等通用要求。
本文件适用于军机、民机试飞实时监控系统的设计，其他飞行器的实时监控系统可参考使用。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
HB 6167.1-2014 民用飞机机载设备环境条件和试验方法第 1 部分：总则
HB 6167.8-2014 民用飞机机载设备环境条件和试验方法第 8 部分：防水试验
HB 6167.12-2014 民用飞机机载设备环境条件和试验方法第 12 部分：盐雾试验
HB 6464-1990 软件开发规范
HB 7494-1997 机载火控系统测试设备通用规范
HB 8467-2014 民用飞机电气设备安装技术要求
HB 20149-2014 飞机试飞地面保障安全要求
HB 20556-2020 飞行试验机载测试系统通用要求
HB/Z 301-1997 航空电子系统和设备测试性设计指南
3 术语和定义、缩略语
3.1 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1.1
实时监控系统 real-time monitoring system
试飞过程中实时地对被试对象状态进行全过程监控并实时提供试飞数据和辅助决策的系统。
3.1.2
地面固定实时监控系统 ground fixed real-time monitoring system
建立在固定场所的、适合于本场试飞的实时监控系统。
3.1.3
地面移动实时监控系统 ground mobile real-time monitoring system
建立在可移动平台上的、适合于本场及外场试飞的实时监控系统。
3.1.4
机载实时监控系统 airborne real-time monitoring system
建立在被试对象舱内的、适合于机上进行监控的实时监控系统。
3.2 缩略语
下列缩略语适用于本文件。
MTTR——平均故障修复时间(mean time to repair)
PCM——脉冲编码调制(pulse code modulation)
TCP/IP——传输控制协议/因特网互联协议(transmission control protocol/internet protocol)
4 一般要求
4.1 系统分类
试飞实时监控系统一般分为：
a) 地面固定实时监控系统;
b) 地面移动实时监控系统;
c) 机载实时监控系统。
4.2 组成
4.2.1 地面固定实时监控系统
主要由以下设备组成(不包含遥测前端设备)：
a) 设备安装机柜、监控台;
b) 前端数据处理服务器;
c) 监控客户端;
d) 数据交换机;
e) 多媒体显示设备;
f) 专用设备，包括：颤振数据处理服务器、瞬态波形记录仪、地空通信电台等;
g) 实时监控系统软件。
4.2.2 地面移动实时监控系统
主要由以下设备组成(不包含遥测前端设备)：
a) 可根据不同应用需求选择不同的可移动平台;
b) 设备安装机柜、监控台;
c) 前端数据处理服务器;
d) 监控客户端;
e) 数据交换机;
f) 多媒体显示设备;
g) 空调、制氧机等人机环境设备;
h) 专用设备，包括：颤振数据处理服务器、瞬态波形记录仪、地空通信电台等;
i) 系统软件。
4.2.3 机载实时监控系统
主要由以下设备组成(不包含机载采集、记录设备)：
a) 设备安装机柜、监控台;
b) 前端数据处理服务器;
c) 监控客户端;
d) 数据交换机;
2
e) 座舱显示仪;
f) 专用设备，包括：快速处理设备、语音通话设备等;
g) 系统软件。
4.3 功能
4.3.1 基本功能
实时监控系统应具有的基本功能包括：
a) 实时接收 PCM 格式、网络格式的遥测数据;
b) 实时数据解析，将码值转换成工程物理量;
c) 工程物理量数据实时存储、转发和回放;
d) 工程物理量数据以时间历程曲线、数字、文本、信号灯或故障告警等可视化方式呈现;
e) 以多媒体方式实时监控加装或抽引的模拟及数字视频、语音信号;
f) 基于电台的空地、空空通话。
4.3.2 其他功能
除满足基本功能外，不同类型实时监控系统还应具有的其他功能包括：
a) 地面固定实时监控系统和地面移动实时监控系统应能满足颤振、振动特定科目试飞实时监控功能;
b) 地面移动实时监控系统应满足不同地理环境外场试飞实时监控功能，如：高原、高温、高寒、水上等环境;
c) 机载实时监控系统具备机上试飞工程师之间及与试飞员通话功能;
d) 机载实时监控系统具备与飞机交联的其他系统、设备交互数据的功能;
e) 机载实时监控系统具备通过座舱显示仪为试飞员提供除平显之外的其他关键监控数据的功能;
f) 机载实时监控系统快速处理设备具有对部分关键参数按照一定的采样率进行实时处理、工程物理量存储等功能，存储设备支持快卸功能。
4.4 性能
实时监控系统性能应满足以下要求：
a) 系统网络带宽不低于 1Gbps;
b) 可监控参数上限不低于 1000 个、数据实时处理能力不低于 20Mb/s;
c) 前端数据处理服务器的数据存储能力不低于 1TB;
d) 实时监控系统 PCM 数据时延不超过 120ms，视频数据时延不超过 800ms;
e) PCM 数据更新频率不小于 8 次/秒，视频图像更新频率不小于 25 帧/秒。
5 详细要求
5.1 系统结构
一般包括：
a) 系统宜采用网络拓扑结构，前端数据处理服务器、数字视频解析服务器、快速处理设备、监控客户端以及其他交联设备均连接在数据交换机上;
b) 系统以数据服务器为中心，可采用 C/S 或 B/S 模式;
c) 支持多架机、多个客户端同时监控和扩展。
5.2 设备选型
设备选型要求包括：
a) 机载实时监控系统设备应选择机载类设备，地面实时监控系统可参考使用或选择标准的非机载类设备;
b) 根据 HB 7494-1997 中 3.1 对设备按使用环境分类的要求，机载实时监控系统设备宜选择
1 类测试设备;地面移动实时监控系统设备宜选择 2 类或 1 类测试设备;地面固定实时监控系统设备宜选择 2 类测试设备;
c) 系统设备应选择具有相应资质、质量可靠、技术成熟的货架产品。
5.3 系统硬件
5.3.1 通用设备
实时监控系统通用设备的硬件要求一般包括：
a) 机载实时监控系统设备宜采用机架式加固型机载工控机，地面和移动式监控系统设备可采用机载工控机或非机载计算机、工控机;
b) 座舱显示仪采用机载嵌入式平板计算机，通过网络接收前端数据处理服务器的数据并实时显示，座舱显示仪屏幕尺寸应根据驾驶舱内具体安装位置确定，不应影响试飞员视线;
c) 地面固定、移动式和机载实时监控系统数据交换机采用千兆及以上以太网交换机， 交换机端口数量应根据监控客户端数量、交联系统设备数量确定，并考虑系统扩展;
d) 多媒体设备包括投影、电视、音响设备等。
5.3.2 专用设备
实时监控系统专用设备的硬件要求一般包括：
a) 颤振服务器是特殊的前端数据处理服务器应单独配置，实现对激励信号、振动信号等高采样参数(不小于 512 点/秒)的单独处理，确保数据不丢点;根据颤振试飞任务需要，可配置瞬态波形记录仪设备用于激励信号和振动信号的实时打印输出;
b) 可配置音视频矩阵，实现对音视频信号的灵活切换和投放;
c) 地面固定实时监控系统和地面移动实时监控系统中应配置支持多个频段的地空通信电台设备，方便指挥员与试飞员通信;机载实时监控系统监控台上应配置语音通话设备方便试飞工程师之间及与试飞员通信。
5.4 系统软件
实时监控系统软件要求一般包括：
a) 实时系统软件设计可参考 HB 6464-1990 中的 5.3 相关要求;
b) 前端数据处理软件运行于数据处理服务器端，接收经位、帧同步后的 PCM 数据、视频数据或经网络接收设备发出的网络包数据进行处理，考虑数据实时性宜采用 UDP 协议以组播或广播方式发送参数名和工程物理量值到监控客户端;
c) 视图驱动软件运行于监控客户端计算机，以 UDP 协议组播或广播方式实时接收前端数据处理软件所发送的所有参数名和工程物理量数据并以 TCP/IP 协议与监控视图软件通信;
d) 监控视图软件运行于监控客户端计算机上，通过 TCP/IP 协议将所需显示参数发送给视图驱动软件，并按参数发送顺序从视图驱动软件接收数据进行显示;监控软件通常按照飞机、发动机、航电、测试等不同专业分为： 飞控、性能、品质、动力装置、平显、故障清单、火控、电子地图等软件;监控视图软件应按照试飞任务需求设计，保证数据正确性，以历程曲线、数字显示、状态灯、告警灯等方式直观地提供监控对象的各种数据信息及辅助决策信息。
5.5 系统供电
系统供电的要求一般包括：
a) 地面固定实时监控系统与地面移动实时监控系统宜使用 220V，50Hz 交流电;
b) 机载实时监控系统使用机载 28V 直流电源，应满足 HB 7494-1997 中 4.3.4.2 对电源稳态、瞬态、中断等要求;
c) 地面实时监控系统宜配备应急供电系统，机载实时监控系统应配备应急供电系统;
d) 实时监控系统正常供电与应急供电切换时间不大于 50ms;
e) 实时监控系统供电应有过流保护措施。
5.6 接口
5.6.1 机械接口
机械接口要求包括：
a) 系统设备设计尺寸在满足散热条件下应采用小型化设计，并采用机架式安装方式;
b) 机载实时监控系统的机柜、监控台在舱体内固定宜采用带减震装置的刚性连接;
c) 所有机柜、监控台门及盖板宜采用支持快卸并防松动的门锁;
d) 电源线插头、信号线插头应采用支持快卸并防松动、防插错的标准航空插头。
5.6.2 电气接口
电气接口要求包括：
a) 宜采用标准电气接口，如 RS232/422/485、USB、网口、VGA、HDMI 等;
b) 系统应具备与其他机载系统、地面交联系统的模拟量和数字量电信号接口;
c) 各类接口应具有可扩展性。
5.6.3 软件接口
应符合 HB 6464-1990 中 5.3.2.4 和 5.3.2.5 的要求。
5.7 保障性
应符合 HB 20149-2014 中 4.2.1 和 4.2.4 的要求。
5.8 可靠性
实时监控系统可靠性模型属于一个串联模型，主要与前端数据处理服务器、数据交换机等核心设备的可靠性有关，核心设备应有备份设备。
5.9 安全性
主要包括：
a) 设备机壳应有连接保护地装置，且除非特殊要求外，每台设备均应采取单点接地法;
b) 存在多个接口时，插头应做防差错设计，减少潜在的人为错误;
c) 系统设备和附件应减少锋利的棱、角外形，避免对使用和维护人员造成危险。
5.10 测试性
系统测试性设计应符合 HB/Z 301-1997 中 5.1 和 5.3 的要求。
5.11 维修性
系统维修性要求包括：
a) 系统的布置应便于安装、检查和维护;
b) 系统设计时应考虑预留检查、维护所需的相关软硬件接口;
c) 组成系统的所有设备单元及设备核心组成单元的可替换组件、部件均应能与同型号的产品互换;
d) MTTR≤30min。
5.12 环境适应性
5.12.1 温、湿度
按照 HB 20556-2020 中 5.6 机载系统、设备对环境适应性要求，实时监控系统设备温、湿度适应性要求包括：
a) 地面固定实时监控系统设备宜参考地面使用的计算机和便携式设备(参考表 1 注 2)，并满足该级别设备的温湿度指标要求;
b) 地面移动实时监控系统设备宜按照安装在具有环控调节条件舱位的设备(参考表 1 注 1，表 2注 2)，并满足该级别设备的温湿度指标要求;
c) 机载实时监控系统设备应按照机载测试设备(参考表 2 注 1)，并满足该级别的温湿度指标要求。
5.12.2 振动、冲击性
根据 5.12.1 中实时监控系统设备环境适应性分级，不同级别设备符合以下振动、冲击性要求：
a) 系统设备或附件产品宜满足 HB 20556-2020 中 5.6.4 振动要求;
b) 系统设备或附件产品宜满足 HB 20556-2020 中 5.6.5 冲击要求。
5.12.3 防水
机载实时监控系统设备及地面移动实时监控系统设备应满足 HB 6167.8-2014 中 5.1 和 7.1 的防冷凝水试验条件及试验程序，系统设备在此试验条件下可正常工作。地面固定实时监控系统设备可参考使用。
5.12.4 盐雾
机载实时监控系统设备及地面移动实时监控系统设备宜满足 HB 6167.12-2014 中的 5 试验条件和 7 试验程序要求，系统设备在此试验条件下可正常工作。地面固定实时监控系统设备可参考使用。
5.13 电磁兼容性
系统连接的电气设备互相之间应无干扰。根据 5.12.1 实时监控系统设备环境适应性分级，各类实时系统设备或附件产品应满足 HB 20556-2020 中 5.7 中电磁兼容性的要求。
5.14 安装
机载实时监控系统的安装应符合 HB 8467-2014 中 4.1.3 和 4.6 要求，标识明确一致，地面固定、地面移动实时监控系统设备可参考使用。
5.15 验证
5.15.1 实验室试验
应在实验室环境下，对多单元组成的实时监控系统参照 HB 6167.1-2014 中 4.8 对各类硬件设备的功能、性能、可靠性以及系统软件功能、性能等进行验证， 并获得有关试验证明。实验室试验主要验证以下内容：
a) 组成系统的各类硬件产品的基本功能验证;
b) 组成系统的各类硬件产品的基本性能验证;
c) 组成系统的各类核心硬件产品例行试验，包括：温湿度、振动、冲击、电磁兼容、防水、噪声、盐雾等;
d) 组成系统的各类软件基于模拟数据和测试用例的基本功能、性能验证。
5.15.2 机上地面试验
应在机上地面试验环境下，在试飞课题人员或飞机设计人员协同下，与被试飞机系统连接进行试验。机上地面试验主要验证以下内容：
a) 基本试验验证：
1) 系统数据接口正确性;
2) 部分实时监控数据的正确性;
3) 视频数据的路数及质量;
4) 实时监控系统数据的实时性;
5) 应急供电及自动切换功能。
b) 除以上需验证内容外，机载实时监控系统还需验证：
1) 系统供电的稳定性、可靠性;
2) 与飞机系统或机上其他系统有无相互干扰;
3) 快速处理数据结果的正确性;
4) 监控客户端之间及与驾驶舱语音通话功能。
5.15.3 飞行试验
在实际飞行环境下，新建的实时监控系统应在全状态工作模式下作为冗余实时监控系统，对飞机飞行试验过程进行全程实时监控，实时接收被试飞机 PCM 遥测数据或网络数据并对数据进行实时解析和监控。飞行试验主要验证以下内容：
a) 实时监控系统运行的稳定性、可靠性;
b) 实时监控系统所有数据及逻辑的正确性;
c) 实时监控系统数据的时延;
d) 地空通信电台远距离通话性能。
