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摘要:
飞行试验集科学性、实践性、风险性、复杂性于一体，现有依据经验的飞行试验体系需求确定模式，其规范性和科学性较差。结合飞行试验特性，在美国DoDAF2.0的基础上，提出一种基于模型的飞行试验体系需求建模方法，将用户要求转换为体系的功能需求、任务需求和系统需求，并围绕这些体系需求确定需求建模框架。结合某A型民机飞机性能要求从功能需求视图、业务活动视图、业务系统视图等视角进行需求建模，验证所提方法的可行性。
Abstract:The flight test is a scientific, practical, dangerous, and complex process, and the current method of determining flight test requirements based on experience is rather unscientific. Combined with the characteristics of flight tests and based on DoD architectural framework 2.0, this paper proposes a model-based requirement modeling method for a flight test system, which converts user requirements into functional, task, and systematic requirements of the system. Based on these requirements, this paper determines the requirement modeling framework. Modeling needs from capability viewpoint, operational viewpoint, and systems viewpoint are used to confirm the method's viability along with the performance requirements of a civil aircraft.
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Key words:
- DoDAF /
- flight test /
- requirement modeling /
- requirement mapping /
- requirements of flight test
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图 1 基于DoDAF的试飞需求建模框架
Figure 1. Test flight requirement modeling framework based on DoDAF
图 4 用户要求向功能需求的映射过程
Figure 4. The process of mapping user requirements to system functional requirements
表 1 用户要求字典示例
Table 1. Example of user requirements dictionary
序号 要求 要求限制 要求附限制条件 来源文档 1 起飞安全高度/m ＞10.7 标准大气压下 适航规章 2 着陆安全高度/m ＞15.2 标准大气压下 适航规章 3 起飞安全速度/（m·s−1） ＞1.13倍1 g失速速度 地面风速小于10 kn且正侧风分量小于5 kn 适航规章 4 抬前轮速度/（m·s−1） ＞起飞决断速度 地面风速小于10 kn且正侧风分量小于5 kn 适航规章 5 爬升速度/（m·s−1） ＞最小操纵速度 周围大气条件和静止空气下 适航规章 6 定常爬升梯度/% ＞3.2 着陆形态下 适航规章 7 巡航速度/Ma 0.78~0.8 标准大气压下 设计部门 8 巡航高度/m 10668 标准大气压下 设计部门 注：1 kn=0.514 4 m/s。 
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表 2 QFD映射过程示例
Table 2. Example of QFD mapping process
映射关系 试验能力 测试能力 组织调度能力 机务保障能力 场务保障能力 起飞安全高度 强相关 一般相关 一般相关 一般相关 较弱相关 着陆安全高度 强相关 一般相关 一般相关 一般相关 较弱相关 起飞安全速度 强相关 一般相关 一般相关 一般相关 较强相关 抬前轮速度 强相关 一般相关 一般相关 一般相关 较强相关 爬升速度 强相关 一般相关 一般相关 一般相关 较弱相关 定常爬升梯度 强相关 一般相关 一般相关 一般相关 较弱相关 巡航速度 强相关 一般相关 一般相关 一般相关 较弱相关 巡航高度 强相关 一般相关 一般相关 一般相关 较弱相关
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表 3 功能需求清单示例
Table 3. Example of functional requirements list
能力名称 能力描述 能力类型 期望结果 能力度量 试验能力 用各种专门的试验设备对A型飞机进行接近使用情况的
数学或物理模拟试验的能力基本能力 预定时间内完成A型飞机
飞行试验，并出具试验报告定性定量度量 测试能力 根据A型飞机的试验任务安排进行光电、遥测等保障的能力 基本能力 辅助完成相应试验 定性定量度量 组织调度能力 飞行试验期间，能够进行高效合理组织和调度的能力 基本能力 辅助完成相应试验 定性定量度量 机务保障能力 对试验机进行交接和维修，对其外观、功能、机载设备等检查的能力 基本能力 辅助完成相应试验 定性定量度量 场务保障能力 飞行试验期间能够进行地面导航、气象等保障的能力 基本能力 辅助完成相应试验 定性定量度量
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表 4 功能-任务映射矩阵示例
Table 4. Example of function-task mapping matrix
映射关系 起飞着陆试验 爬升试验 巡航试验 起飞/着陆试飞能力 强相关 弱相关 弱相关 爬升试飞能力 一般相关 强相关 弱相关 巡航性能试飞能力 一般相关 一般相关 强相关
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表 5 任务活动清单示例
Table 5. Example of task activities list
任务活动名称 任务活动目标 任务活动描述 任务活动执行者 任务活动遵守的规范 任务活动类型 起飞着陆试验 验证起飞着陆性能 按民机飞行组织管理
组织实施试飞员团队 CCAR-25、AC等相关适航规章、
院内标准试验任务 爬升试验 验证爬升性能 按民机飞行组织管理
组织实施试飞员团队 CCAR-25、AC等相关适航规章、
院内标准试验任务 巡航试验 验证巡航性能 按民机飞行组织管理
组织实施试飞员团队 CCAR-25、AC等相关适航规章、
院内标准试验任务
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表 6 “起飞着陆试验”资源流表
Table 6. Resource flow table of take-off and landing test
资源流名称 资源流内容 资源流发送方 资源流接收方 相关任务活动 媒介 密级 传递指标 飞行任务计划 A型民机进行试飞的计划单 组织调度系统 组织调度系统 文件 密 协同指令 开始进行实验前的协同指令 组织调度系统 测试系统等 消息 密 通信速率 试飞数据 测试参数和测试数据 试验系统 测试系统 性能试飞 文件 密 通信速率
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表 7 任务-系统映射矩阵示例
Table 7. Example of task-system mapping matrix
映射关系 试验系统 管理调度
系统测试系统 机务保障
系统场务保障
系统起飞着陆试验 强相关 较强相关 强相关 一般相关 一般相关 爬升试验 强相关 较强相关 强相关 一般相关 一般相关 巡航试验 强相关 较强相关 强相关 一般相关 一般相关
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