华力智飞：聚焦航发测试助力国之重器- 大数跨境

华力智飞

2025-04-29

导读：引言航空发动机被誉为飞机的“心脏”，其性能直接关乎飞行安全与国防实力。

引言

航空发动机被誉为飞机的“心脏”，其性能直接关乎飞行安全与国防实力。随着国家“两机重大专项”的深入推进，打造具有自主知识产权的航空发动机成为国家战略的重中之重。华力智飞作为仿真测试领域的领军企业，深耕航发测试20余年，以创新技术和专业解决方案为国产航空发动机的研发与测试保驾护航。

一、航发测试：国之重器的关键挑战

航空发动机的研发涉及极端工况模拟、复杂信号交互与高精度数据分析，传统物理试验不仅成本高昂，且难以覆盖所有潜在故障模式。华力智飞针对航空发动机数字电子控制系统（FADEC系统）的测试需求，提出三大核心挑战：

1、快速原型验证：验证电子控制器（EEC）和健康管理单元（EMU）的控制算法。

2、硬件在环仿真：模拟真实环境下的执行机构与传感器信号，确保控制系统功能可靠性。

3、半物理模拟试验：集成真实控制器与虚拟发动机模型，实现“干区、湿区”闭环验证。

华力智飞凭借自主研发的1+N 数字化试验管理平台，为航发测试提供全流程解决方案，覆盖“V”模型研发流程的全部阶段。

二、创新解决方案：技术赋能航发测试

华力智飞自主研发1+N 数字化试验管理平台，采用1个“数字化控制中心”、N个“试验区域”的模式，支持对多个试验区域进行综合管控，实现试验任务合理规划、试验资源充分利用、试验数据统一管理、数据价值充分挖掘、试验过程和试验结果可视化等目标，使试验室做到运转高效、信息透明、全方位监控，从而提升试验的科学性、灵活性、完整性和高效性，助力企业完成数据化转换、数字化升级、数字化转型的三个阶段的跨越发展。

1+N 数字化试验管理平台围绕试验与测试工程中的智慧可视、智慧管控、智慧执行、智慧数据4大功能方向，提供数据化试验平台工具。覆盖航空发动机数字电子控制系统开环测试、快速原型测试、硬件在回路测试、系统级验证、故障模拟验证等试验场景，融合了EEC、EEC、PEC、EICU、TRCU等发动机及动力装置部件，结合实时仿真技术、数字孪生建模、故障注入仿真等技术，能够覆盖各阶段的试验任务，包含部件级验证和系统级验证，覆盖“V”研发流程的全部阶段。

1. 快速原型验证

技术亮点：支持MATLAB/Simulink、C/C++等工具开发的算法，通过实时仿真机模拟真实运行环境。
应用价值：缩短研发周期，加速控制策略迭代。

2. 硬件在环仿真（HIL）

技术亮点：基于实时仿真技术，支持传感器信号（LVDT、RVDT、热电阻、压阻、转速、燃油流量、热电偶、液位、开关量、模拟量等）与执行器信号（伺服电流阀控制、电压阀控制等）的高精度模拟，多种信号模拟通过FPGA加载传感器或执行器的行为模型和规则模型，对I/O实现μs级控制。
应用价值：为真实控制器提供逼真测试环境，降低实物试验风险。

3. 半物理模拟试验

技术亮点：采用“1+N”分布式架构，集成真实控制器、发动机数学仿真、飞行仿真模型、以及PEC、EICU、TRCU等发动机及动力装置部件，支持单系统及多系统增量式联合测试。
应用价值：全面验证控制系统性能，从而更准确地评估发动机的动态性能和响应特性。

三、技术基石：构建航发测试的"护城河"优势

华力智飞凭借高精度实时仿真（ns级同步、高精度信号模拟）、全数字孪生仿真、多层级故障注入（200+故障模式）等核心技术，构建了覆盖航发全生命周期的仿真测试体系。其分布式协同架构（EtherCAT+反射内存，支持2000+测点）和国产化自主研发平台进一步强化了技术壁垒，成为国内领先的航发测试解决方案商，技术指标对标国际顶尖水平。

1. 高精度实时仿真技术

采用 多核并行计算架构（最高支持128核），结合 IEEE 1588/PXIe高精度同步总线，实现 纳秒级（ns）同步控制，仿真步长≤100μs，满足航空发动机高动态响应需求。
基于 FPGA可编程逻辑，实现传感器信号（LVDT/RVDT、热电偶、压阻、转速、燃油流量、热电偶、液位等）和执行器信号（伺服阀电流/电压控制）的 μs级实时模拟，逼近真实物理特性。

2. 多层级故障注入技术

硬件故障注入：支持断线、短路、阻抗突变、电源扰动等 200+种故障模式，覆盖传感器、执行器、总线等全系统故障场景。
软件故障注入：通过模型叠加噪声、拉偏、阶跃等动态故障脚本，模拟控制算法异常、数据丢包、协议层等软故障。

3. 全数字孪生仿真技术

基于 Simulink/AMESim/SimulationX/C++ 等多领域建模工具，构建飞行仿真-发动机-液压-燃油等高保真模型。
支持 模型在环（MIL）→硬件在环（HIL）→半物理试验→分布式大型数采 的无缝切换，实现 "数字孪生"全流程验证。

4. 分布式协同测试技术

采用 EtherCAT+反射内存 构建 三网融合架构（指令网、时钟网、数据网），支持 128节点分布式仿真，时延<10μs。
1+N试验管理软件，实现燃油系统、滑油系统、空气系统、液压加载等多子系统联合仿真，支持 B/S架构远程监控。
可扩展至 2000+测点 规模，满足大涵道比发动机全系统集成测试需求。

5. 国产化自主可控技术

自主研发1+N数字化试验管理平台，支持多种应用场景。
硬件平台全国产化（CPU+ FPGA），支持 Simulink代码自动生成 国产编译器链。
内置 ICD（接口控制文档）管理工具，实现“协议-通道-模型”全自动匹配。
自主研发ARINC664、429、1394等航电总线产品，在飞机型号和测试设备得到大量的应用。
模块化信号调理系统，传感器信号（LVDT、RVDT、热电阻、压阻、转速、燃油流量、热电偶、液位、开关量、模拟量等）与执行器信号（伺服电流阀控制、电压阀控制等）的高精度模拟。