李洪昌
地處雷雨多發(fā)地區(qū)的儀表著陸系統(tǒng)臺站,雖然在安裝之初都配備了防雷系統(tǒng),但在每年的雷雨季節(jié)遭受雷擊的概率依然很大。對于僅有一條跑道運行,甚至只配備了單向儀表著陸系統(tǒng)的機場,一旦遭受雷擊,將直接影響到航班的正常著陸,給空中交通管制,機場,航空公司等部門帶來很大的壓力。本文從某臺站遭受雷擊故障檢修出發(fā),探討對防雷系統(tǒng)的改進措施,避免類似情況的發(fā)生。
【關(guān)鍵詞】ILS 航向信標 雷擊 改進措施
儀表著陸系統(tǒng)(ILS)是由安裝在跑道中心延長線上的航向臺(LOC)和跑道側(cè)的下滑臺(GP)以及測距儀(DME)或指點信標(MB)組成,為著陸的飛機提供水平和垂直面距離引導(dǎo)信息。它為處于航行末端的飛行器提供引導(dǎo),大家知道在這個階段是航空安全事件多發(fā)期,因此,保證導(dǎo)航信號的連續(xù)和準確具有極其重要的意義。筆者在對某航向臺站雷擊故障排查過程和防雷系統(tǒng)改進和全國同行做個探討,希望能對大家有所幫助,共同提高設(shè)備保障能力和對雷擊故障的快速檢修,并其做到前車之鑒的作用,減少雷擊發(fā)生的概率。
1 故障現(xiàn)象
該航向臺處于華東某大型機場內(nèi),設(shè)備是由INTERSCAN公司生產(chǎn)的NORMARK7013B型。2009年完成安裝調(diào)試和投產(chǎn)校驗飛行。2015年4月5日22:20分,值班員發(fā)現(xiàn)該航向的遙控器盒監(jiān)控終端電腦同時告警,設(shè)備關(guān)機。由于當時機場雷雨異常強烈,初步判斷設(shè)備遭受雷擊所致。在啟動應(yīng)急通報處置后,緊急安排搶修人員到臺檢查,設(shè)備雙機故障關(guān)機,主要監(jiān)控參數(shù)都處于告警狀態(tài),設(shè)備無法正常開啟。
2 故障分析過程及整改措施
2.1 判斷故障位置
將設(shè)備放置強制開機,檢查發(fā)現(xiàn)設(shè)備雙發(fā)射機都存在同樣的故障現(xiàn)象,即航道,寬度,余隙的參數(shù)均告警,而近場監(jiān)控參數(shù)顯示則正常如圖1所示。
通過航向設(shè)備系統(tǒng)組成來看(如圖2),由于航道寬度余隙三個參數(shù)是由經(jīng)天線系統(tǒng)反饋的信號經(jīng)監(jiān)控混合網(wǎng)絡(luò)(MCU)合成后送到設(shè)備機柜監(jiān)控器部分處理的,初步判斷應(yīng)是監(jiān)控回路某點故障所致。因為近場監(jiān)控參數(shù)是直接接受外場信號,并直接送回監(jiān)控器處理,而近場監(jiān)控數(shù)據(jù)在使用外場測試儀檢測時正常,則代表設(shè)備發(fā)射機,發(fā)射電纜,天線分配單元,航向天線的發(fā)射部分均應(yīng)正常。懷疑點集中在監(jiān)控回路中,包括天線的監(jiān)控信號取樣點,監(jiān)控混合網(wǎng)絡(luò),監(jiān)控電纜,監(jiān)控器板件。一般情況下,造成故障的點僅有一處,20單元的天線陣中,同時在20個獨立的天線都產(chǎn)生取樣信號故障可能性極低。同理,三根由監(jiān)控混合網(wǎng)絡(luò)送回機房設(shè)備的電纜,同時出現(xiàn)問題的可能性也不大。剩下的公用部分就是監(jiān)控混合網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控器內(nèi)的相關(guān)通道。為了進一步判斷故障點,將正常的近場監(jiān)控信號送入相關(guān)通道,此時均能正常反應(yīng)參數(shù)狀態(tài)。據(jù)此,判定故障點為監(jiān)控混合網(wǎng)絡(luò)。一般情況下,監(jiān)控混合網(wǎng)絡(luò)是沒有備件的,幸運的是當時由于某些特殊原因,我們手頭上有一個備件,更換后設(shè)備恢復(fù)正常。
2.2 原因分析
由于故障發(fā)生時,該機場區(qū)域內(nèi)雷電活動異常強烈,正常的雷電經(jīng)天線陣頂上的避雷帶和引下線入地。近場監(jiān)控天線也配備了避雷針和引下線。雷電直接擊中天線的概率被大大降低。但某些直擊到地面的雷電信號,其強大的感應(yīng)信號通過監(jiān)控電纜竄入監(jiān)控回路。而在設(shè)備端進入監(jiān)控板件之前,有效的避雷裝置也起到了作用,并未對設(shè)備造成損害。但通過監(jiān)控電纜竄入監(jiān)控混合網(wǎng)絡(luò)的雷電信號則擊毀了監(jiān)控混合網(wǎng)絡(luò)中的部分元器件,從而從監(jiān)控混合網(wǎng)絡(luò)輸出的信號錯誤,造成告警關(guān)機。雷電信號走向如圖2。
2.3 改進措施
針對此次雷擊的教訓(xùn),我們對該設(shè)備的防雷系統(tǒng)進行如下檢查和改進:
(1)由于航向設(shè)備的監(jiān)控混合網(wǎng)絡(luò)處于室外,同時一般又無備件儲備,一旦故障,恢復(fù)時間會比較漫長,嚴重影響機場運行。因此,需要加強對該部件的保護,在直擊雷基本可以防護的情況下,在監(jiān)控混合網(wǎng)絡(luò)的輸出端加裝SPD,以防類似雷電信號損壞MCU。
(2)對該設(shè)備的防雷接地系統(tǒng)進行全面檢查,在圍繞航向天線陣的接地系統(tǒng)接地電阻測量時發(fā)現(xiàn),測得的值較往年偏高,但又在標準范圍內(nèi)(小于4歐姆)。將接地體按走向挖開,發(fā)現(xiàn)多處連接點斷開,由于機場處于東南沿海,土壤濕潤,接地效果好,僅從接地電阻值是看不出問題的。需要重新處理。
(3)經(jīng)專業(yè)防雷公司檢測后,對此次雷擊后部分不穩(wěn)定的SPD進行更換。以確保防雷系統(tǒng)的有效性。
(4)前車之覆,后車之鑒,對其他航向臺站采取同樣的處理措施。
3 維護建議
(1)根據(jù)導(dǎo)航系統(tǒng)所處地區(qū)的氣候特點,了解所處地區(qū)的雷電防護等級,不同的地區(qū)防護要求是有差異的。在設(shè)計防雷系統(tǒng)需要考慮進去。
(2)在每年雷雨季節(jié)到來前,委托具備資質(zhì)的防雷專業(yè)公司對防雷設(shè)施進行系統(tǒng)的檢查,發(fā)現(xiàn)問題在雷雨季節(jié)前完成整改。
(3)建立防雷設(shè)施的日常檢查維護制度,導(dǎo)航設(shè)備維護人員需要按要求,爭取在日常檢查和雷后檢查中發(fā)現(xiàn)問題,并及時整改。
(4)一旦設(shè)備遭受雷擊,需委托專業(yè)的公司對系統(tǒng)進行全面檢測。
(5)不斷從各種雷擊案例中積累經(jīng)驗,尋找防雷系統(tǒng)中存在的薄弱環(huán)節(jié),通過整改使其日臻完善。
4 結(jié)束語
通過這個案例我們發(fā)現(xiàn),有了防雷系統(tǒng)并不代表萬無一失。應(yīng)通過日常檢查和其他設(shè)備雷擊案例分析,持續(xù)檢查和發(fā)現(xiàn)防雷系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié),不斷改進,減少雷擊災(zāi)害的發(fā)生。同時鑒于儀表著陸系統(tǒng)的重要性,對于系統(tǒng)中的公用部分,備件儲備又有困難的,一定需要加強防護。
參考文獻
[1]NORMARC 7013B-7014B INSTRUMENT LANDING SYSTEM INSTRUCTION MANUAL.
[2]MH/T 4020—2006,民用航空通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)施防雷技術(shù)規(guī)范.
作者單位
中國民用航空華東空中交通管理局設(shè)備維修中心虹橋?qū)Ш绞?上海市 200335