楊躍奇

摘 要：在民航事業(yè)飛速發(fā)展的背景下，飛機(jī)持續(xù)適航能力要求也不斷提高，但從目前情況來(lái)看，在飛機(jī)維護(hù)過(guò)程中，各種故障尤為頻繁，由于飛機(jī)結(jié)構(gòu)和航電系統(tǒng)相當(dāng)復(fù)雜，在滿足適航要求的前提下對(duì)飛機(jī)故障進(jìn)行檢修需要花費(fèi)大量的人力和時(shí)間。本文基于上述背景，對(duì)飛機(jī)航電系統(tǒng)故障分析方法以及故障診斷系統(tǒng)進(jìn)行了研究，以期能為飛機(jī)檢修人員提供借鑒意義。

關(guān)鍵詞：飛機(jī)航電系統(tǒng)；故障；分析方法；診斷系統(tǒng)

在飛機(jī)航線維護(hù)以及飛機(jī)檢修過(guò)程中，幾乎每天都要面對(duì)各種各樣的故障，由于飛機(jī)類型較多，且航電系統(tǒng)復(fù)雜，外加故障原因與環(huán)境、設(shè)備、人員等多種因素相關(guān)，因此對(duì)飛機(jī)航電系統(tǒng)故障進(jìn)行準(zhǔn)確診斷并及時(shí)排除故障對(duì)飛機(jī)安全航行有重要意義。以下將從飛機(jī)航電系統(tǒng)概述分析入手，逐步探討了航電系統(tǒng)故障的分析和診斷方法。

一、飛機(jī)航電系統(tǒng)概述

目前通常采用的飛機(jī)航電系統(tǒng)為G1000航空電子系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有高度集成的特征，內(nèi)部包括高頻通信收發(fā)機(jī)、GPS收發(fā)機(jī)、等航空通訊電子設(shè)備，同時(shí)在機(jī)艙內(nèi)配備了兩臺(tái)高分辨率的高精度液晶顯示屏。該航電系統(tǒng)充分應(yīng)用了飛機(jī)的操控特征、大氣數(shù)據(jù)和以太網(wǎng)連接通信領(lǐng)域內(nèi)的數(shù)據(jù)成果，具備功能性與實(shí)用性。系統(tǒng)將航空電子設(shè)備和儀表操作顯示集成到一個(gè)單獨(dú)的顯示系統(tǒng)內(nèi)，用液晶電子顯示替代傳統(tǒng)的機(jī)械儀表，從而讓航行信息具備高靈活度，但航電系統(tǒng)在帶給航空人員便捷的同時(shí)也給設(shè)備維護(hù)人員帶來(lái)了一定的困難。

G1000子系統(tǒng)則包括飛行儀表顯示系統(tǒng)和導(dǎo)航與通信系統(tǒng)。飛行儀表顯示系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)為主系統(tǒng)提供飛行參數(shù)，例如航向、高度、外界大氣參數(shù)、飛行姿態(tài)等，信息均可在PFD顯示屏中顯示。導(dǎo)航與通信系統(tǒng)則主要起到導(dǎo)航與通信功能，音頻信號(hào)通過(guò)數(shù)字傳輸通道送入音頻板，GPS信息則傳送到MFD和PFD顯示屏中進(jìn)行處理。

二、飛機(jī)航電系統(tǒng)故障分析方法和診斷系統(tǒng)

1.航電系統(tǒng)故障

航電系統(tǒng)中最容易出現(xiàn)的是數(shù)據(jù)鏈路故障，由于數(shù)據(jù)鏈路狀況主要以不同顏色的框框來(lái)進(jìn)行區(qū)分，紅色表示確定鏈路失效，黑色表示鏈路不明，系統(tǒng)無(wú)法準(zhǔn)確識(shí)別，綠色則表示鏈路正常，例如PFD顯示屏ARINC 429中1號(hào)通道狀態(tài)框顯示為紅色，則提示航電系統(tǒng)故障與LRU GRS77相關(guān)，即PFD與航向基準(zhǔn)系統(tǒng)間的鏈路失效。

2.通訊導(dǎo)航系統(tǒng)故障

在通訊導(dǎo)航系統(tǒng)中最常見的的故障表現(xiàn)形式如下：（1）COM信號(hào)接收發(fā)送故障；（2）GPS信號(hào)不正常，無(wú)法獲取到衛(wèi)星數(shù)據(jù)；（3）NAV信號(hào)收發(fā)異常以及G/S信號(hào)接收不到等等。其中，COM信號(hào)故障又可分為COM信號(hào)干擾、弱信號(hào)、無(wú)通信音等等。在正常情況下，航電系統(tǒng)均能對(duì)各類故障提供預(yù)警信息，實(shí)際操作中按下ALERT鍵即可看到顯示屏中顯示的故障預(yù)警信息，相關(guān)警告包括COM、NAV以及G/S等，在進(jìn)行故障分析和排除過(guò)程中可借助相關(guān)信息對(duì)故障發(fā)生緣由進(jìn)行查找，或進(jìn)一步確認(rèn)故障是否發(fā)生。

3.儀表系統(tǒng)故障

在航電系統(tǒng)姿態(tài)信息傳遞到各子系統(tǒng)的過(guò)程中，需要與多種類型的傳感器共同作用，如傾斜傳感器、加速度傳感器等，儀表系統(tǒng)組間則主要負(fù)責(zé)對(duì)姿態(tài)參數(shù)信息進(jìn)行采集，并將其傳入姿態(tài)航向系統(tǒng)中，在該系統(tǒng)中，信息傳遞或者顯示任何環(huán)節(jié)有誤或者收到外界干擾均會(huì)導(dǎo)致姿態(tài)信息顯示異常，從以往的故障數(shù)據(jù)調(diào)查以及飛行手冊(cè)中可總結(jié)出儀表系統(tǒng)故障的主要原因，具體如下：（1）發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)導(dǎo)致儀表斷線。（2）顯示屏或者GRS構(gòu)型文件和軟件失效。（3）各模塊間數(shù)據(jù)通道失效。（4）儀表插頭脫落或接觸不良。

從故障類型來(lái)看，主要包括人為因素故障、系統(tǒng)自身元件故障、組間配置故障、參數(shù)錯(cuò)誤等。

4.飛機(jī)電源故障診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

機(jī)載電源主要有飛機(jī)發(fā)電機(jī)供電，若發(fā)電機(jī)故障則由機(jī)載蓄電池續(xù)電，通常情況下，飛機(jī)電源需維持三種狀態(tài)，（1）有地面電源供電時(shí)，即使發(fā)電機(jī)運(yùn)行正常，也不能向飛機(jī)上的設(shè)備供電；（2）斷開地面電源后，飛機(jī)發(fā)電機(jī)恢復(fù)正常供電，同時(shí)蓄電池自動(dòng)充電；（3）發(fā)電機(jī)故障無(wú)法供電時(shí)，蓄電池自動(dòng)供電保證安全運(yùn)行。

當(dāng)電源供電關(guān)系不符合上述三種邏輯時(shí)，則提示飛機(jī)電源系統(tǒng)出現(xiàn)故障，需進(jìn)行及時(shí)處理。電源故障診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)按電源類型可分為地面電源、發(fā)電機(jī)以及蓄電池三種，具體可通過(guò)發(fā)電機(jī)故障燈來(lái)對(duì)電源故障進(jìn)行診斷。（1）地面電源電壓超過(guò)28.5V，機(jī)內(nèi)大功率用電設(shè)備正常工作，發(fā)電機(jī)故障燈燃亮。（2）發(fā)電機(jī)電壓超過(guò)28.5V，機(jī)內(nèi)大功率用電設(shè)備正常工作，發(fā)電機(jī)故障燈不亮。（3）蓄電池電壓低于24V，機(jī)內(nèi)大功率用電設(shè)備不工作，發(fā)電機(jī)故障燈燃亮。檢修人員可根據(jù)正確邏輯和故障分析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)予以判定。

5.專家系統(tǒng)知識(shí)庫(kù)構(gòu)成和診斷分析方法

在飛機(jī)航電系統(tǒng)故障診斷領(lǐng)域?qū)＜蚁到y(tǒng)應(yīng)用極為廣泛常見的有三種結(jié)構(gòu)——基于規(guī)則、框架以及模型的專家系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。本文主要對(duì)基于規(guī)則的專家故障診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行探討。在該系統(tǒng)中分別包括長(zhǎng)期存儲(chǔ)模型和短期存儲(chǔ)模型，主要存儲(chǔ)由規(guī)則激發(fā)而推斷出的新的故障事實(shí)，存儲(chǔ)器與推理機(jī)相互作用，并以規(guī)則知識(shí)庫(kù)為主要數(shù)據(jù)支持，通過(guò)對(duì)故障模式進(jìn)行匹配從而得出準(zhǔn)確的故障診斷信息。知識(shí)庫(kù)主要通過(guò)規(guī)則進(jìn)行表示，例如常見的CLIPS是常見方法，每條規(guī)則代表一組因果關(guān)系，此外框架也是知識(shí)表示的一種形式，與高級(jí)語(yǔ)種對(duì)象類似，可提供一種更為方便的結(jié)構(gòu)來(lái)準(zhǔn)確表示常識(shí)性知識(shí)。創(chuàng)建知識(shí)庫(kù)時(shí)，需對(duì)現(xiàn)有知識(shí)按照特定邏輯進(jìn)行編程，利用規(guī)則和框架表示將故障知識(shí)加入到知識(shí)庫(kù)體系當(dāng)中，從而為故障推理提供依據(jù)。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上，排除飛機(jī)航電系統(tǒng)故障是保證飛機(jī)安全航行的首要前提，在具體診斷過(guò)程中，需對(duì)航電系統(tǒng)以及子系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格的故障檢定，例如通訊導(dǎo)航、電源、儀表系統(tǒng)等，可采用專家系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷，提高診斷的準(zhǔn)確率，方便工作人員進(jìn)行排故處理，為飛機(jī)安全航行提供保障。

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