楊立海 張家鵬

摘要：通過(guò)對(duì)某型直升機(jī)一起慣導(dǎo)系統(tǒng)故障進(jìn)行分析研判，采用飛參判讀的方法進(jìn)行故障定位，并成功排除故障。

關(guān)鍵詞：慣導(dǎo)系統(tǒng)；飛行參數(shù)；記錄

Keywords：inertial navigation system；flight parameters；record

1 故障情況

某型直升機(jī)慣導(dǎo)系統(tǒng)由慣導(dǎo)主機(jī)、多普勒雷達(dá)、磁航向傳感器、衛(wèi)星接收天線等組成，是該型直升機(jī)的主導(dǎo)航設(shè)備，可以為綜合顯示系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛儀及飛參采集記錄系統(tǒng)提供高精度數(shù)字化信號(hào)。

一架該型直升機(jī)轉(zhuǎn)場(chǎng)過(guò)程中，飛行兩小時(shí)后綜顯導(dǎo)航畫(huà)面數(shù)據(jù)出現(xiàn)卡滯，故障清單顯示衛(wèi)星接收機(jī)故障、組合導(dǎo)航部件失效、速度越界故障。機(jī)組對(duì)組合導(dǎo)航系統(tǒng)斷電后重新上電進(jìn)行空中對(duì)準(zhǔn)，組合導(dǎo)航系統(tǒng)正常工作了幾分鐘后再次出現(xiàn)上述故障現(xiàn)象。機(jī)組再次斷電6min左右，重新上電進(jìn)行空中對(duì)準(zhǔn)，組合導(dǎo)航系統(tǒng)工作正常。

2 故障原因分析

飛機(jī)落地后，對(duì)慣導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)行通電檢查，故障沒(méi)有復(fù)現(xiàn)。對(duì)該系統(tǒng)的連接導(dǎo)線進(jìn)行全面檢查，并未發(fā)現(xiàn)連接導(dǎo)線存在短路、斷路等情況。因此決定對(duì)飛參數(shù)據(jù)進(jìn)行判讀，查找可能存在的故障原因。

2.1 飛參數(shù)據(jù)判讀

飛行1h59min23s時(shí)，GNSS經(jīng)度和緯度數(shù)據(jù)存在異常跳點(diǎn)，1h59min27s天向速度出現(xiàn)異常，如圖1所示。

飛行2h00min05s到2h05min03s，組合導(dǎo)航系統(tǒng)第一次報(bào)“慣性導(dǎo)航失效”“速度越界”故障，天向速度異常（見(jiàn)圖2）；2h01min57s到2h02min06s期間報(bào)“GNSS無(wú)效”（見(jiàn)圖3）。

飛行2h05min04s斷電后進(jìn)行第一次空中對(duì)準(zhǔn)，2h08min13s導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。飛行2h12min20s時(shí)，GNSS經(jīng)度和緯度數(shù)據(jù)存在異常跳點(diǎn)；2h12min26s天向速度出現(xiàn)異常（見(jiàn)圖4）。

飛行2h12min54s到2h17min41s期間再次報(bào)“慣性導(dǎo)航失效”“速度越界”故障（見(jiàn)圖5）。

飛行2h17min42s后第二次進(jìn)行空中對(duì)準(zhǔn)，2h19min52s顯示“GNSS無(wú)效”，導(dǎo)航系統(tǒng)無(wú)法完成空中對(duì)準(zhǔn)（見(jiàn)圖6）。

飛行2h40min04s進(jìn)行第三次空中對(duì)準(zhǔn)，直到4h03min28s飛行結(jié)束，整個(gè)過(guò)程中組合導(dǎo)航系統(tǒng)工作正常。

2.2 飛參數(shù)據(jù)分析

1）“速度越界”“慣性導(dǎo)航失效”原因分析

飛行過(guò)程中，組合導(dǎo)航系統(tǒng)每5s使用GNSS數(shù)據(jù)（衛(wèi)星經(jīng)緯度）對(duì)導(dǎo)航參數(shù)信息進(jìn)行修正，當(dāng)GNSS經(jīng)度和緯度數(shù)據(jù)存在異常跳點(diǎn)且持續(xù)時(shí)間超過(guò)5s時(shí)，軟件采集到該異常數(shù)據(jù)后會(huì)對(duì)導(dǎo)航參數(shù)信息進(jìn)行錯(cuò)誤修正，導(dǎo)致解算的天向速度異常，達(dá)到速度越界門(mén)限511km/h，對(duì)外報(bào)“速度越界”故障，同時(shí)報(bào)“慣性導(dǎo)航失效”。

2）空中對(duì)準(zhǔn)失敗原因分析

根據(jù)解算條件，空中對(duì)準(zhǔn)必須在GNSS經(jīng)度和緯度數(shù)據(jù)有效的情況下進(jìn)行。第二次空中對(duì)準(zhǔn)期間，飛參數(shù)據(jù)顯示對(duì)準(zhǔn)組合導(dǎo)航系統(tǒng)報(bào)“GNSS無(wú)效”，導(dǎo)致空中對(duì)準(zhǔn)流程無(wú)法執(zhí)行，綜顯一直顯示組合導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)準(zhǔn)中，無(wú)法完成對(duì)準(zhǔn)。

第一次和第三次空中對(duì)準(zhǔn)期間，GNSS數(shù)據(jù)有效，組合導(dǎo)航系統(tǒng)正常完成對(duì)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)輸出正常。

綜上所述，GNSS衛(wèi)星數(shù)據(jù)異常和“GNSS無(wú)效”是導(dǎo)致上述故障發(fā)生的原因。

3 故障定位

根據(jù)組合導(dǎo)航系統(tǒng)工作原理，造成GNSS衛(wèi)星數(shù)據(jù)異常和“GNSS無(wú)效”的原因有：外部GNSS信號(hào)受到干擾、導(dǎo)航系統(tǒng)衛(wèi)星天線故障、衛(wèi)星接收模塊故障。

結(jié)合飛參數(shù)據(jù)分析，兩次故障發(fā)生時(shí)，飛機(jī)沿航線飛行，兩次衛(wèi)星數(shù)據(jù)跳變?cè)诓煌恢?，相差十幾公里，飛行高度在3300m左右，因此可排除外部GNSS信號(hào)受到干擾的可能。

1）“GNSS無(wú)效”

飛行過(guò)程中報(bào)“無(wú)效”時(shí)，飛參數(shù)據(jù)顯示GNSS經(jīng)度和緯度數(shù)據(jù)仍在刷新且無(wú)跳點(diǎn)，可判定衛(wèi)星天線工作正常。在GNSS經(jīng)度和緯度數(shù)據(jù)有效的情況下，衛(wèi)星接收模塊報(bào)GNSS經(jīng)度和緯度數(shù)據(jù)無(wú)效，說(shuō)明慣導(dǎo)系統(tǒng)內(nèi)部衛(wèi)星接收模塊存在故障。

2）GNSS衛(wèi)星數(shù)據(jù)異常

飛行過(guò)程中多次出現(xiàn)GNSS位置數(shù)據(jù)跳變的情況，根據(jù)組合導(dǎo)航系統(tǒng)工作原理分析，慣導(dǎo)系統(tǒng)內(nèi)部衛(wèi)星接收模塊和導(dǎo)航系統(tǒng)衛(wèi)星天線故障均可能導(dǎo)致該現(xiàn)象的發(fā)生。

綜上所述，造成本次故障的原因是組合導(dǎo)航系統(tǒng)慣性測(cè)量部件內(nèi)部的衛(wèi)星接收模塊或?qū)Ш较到y(tǒng)衛(wèi)星天線出現(xiàn)故障。

4 故障驗(yàn)證

對(duì)原裝機(jī)件進(jìn)行地面通電檢查，通電1h40min，對(duì)飛參數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，在1h20min左右，出現(xiàn)兩秒“GNSS無(wú)效”。

更換慣性測(cè)量部件和衛(wèi)星接收天線后，再次通電檢查，通電1h40min，對(duì)飛參數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，組合導(dǎo)航系統(tǒng)工作過(guò)程中未出現(xiàn)故障。

綜上所述，本次故障的原因就是組合導(dǎo)航系統(tǒng)慣性測(cè)量部件內(nèi)部衛(wèi)星接收模塊或衛(wèi)星接收天線出現(xiàn)故障。更換組合導(dǎo)航系統(tǒng)慣性測(cè)量部件和衛(wèi)星接收天線，經(jīng)地面通電驗(yàn)證故障已排除。