王 依，王金達(dá)，楊慶奎，王景陽(yáng)，譚昌浩

（天津杰普遜國(guó)際飛行學(xué)院有限公司朝陽(yáng)飛行訓(xùn)練基地，遼寧朝陽(yáng) 122000）

0 引言

隨著中國(guó)民用航空的發(fā)展，全動(dòng)模擬機(jī)市場(chǎng)的需求越來(lái)越大，如何最大限度的保障全動(dòng)模擬機(jī)的可靠性，是各模擬中心運(yùn)營(yíng)人不斷探索的方向。全動(dòng)模擬機(jī)的組成通常有服務(wù)器、座艙航電系統(tǒng)、教員操作系統(tǒng)、電源分配系統(tǒng)、載荷控制系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、視景系統(tǒng)等眾多復(fù)雜部件組成。擁有SimI/O系統(tǒng)的全動(dòng)模擬機(jī)可以有效幫助維護(hù)人員快速的排查并定位故障，節(jié)省維修時(shí)間，提高設(shè)備的可用率。

1 SimI/O的工作原理

1.1 系統(tǒng)組成

SimI/O系統(tǒng)由機(jī)箱、背板、散熱組件和斷路器接口模塊組成。

（1）SimI/O機(jī)箱是一個(gè)12插槽機(jī)箱，為SimI/O系統(tǒng)中使用的板卡組件提供安裝設(shè)施，如圖1所示。

圖1 SimI/O機(jī)箱

電源模塊：為機(jī)箱內(nèi)部模塊提供直流電源。

處理器模塊：處理器板卡組件加載并執(zhí)行控制和模擬軟件。在啟動(dòng)時(shí)，處理器通過(guò)主以太網(wǎng)端口訪問(wèn)文件服務(wù)器，下載啟動(dòng)文件和模擬文件。處理器通過(guò)主機(jī)與SimI/O服務(wù)器通信。處理器板卡組件包含一個(gè)PowerPC芯片和相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)接口控制（NIC）邏輯，控制所有以太網(wǎng)通信功能。

緩沖器模塊：緩沖板卡組件（在處理器板卡和I/O模塊地址/控制/時(shí)鐘線之間）為防止數(shù)據(jù)丟失提供額外的安全余量。

I/O模塊：分為數(shù)字輸入輸出卡、模擬輸入輸出卡，處理數(shù)字和模擬信號(hào)。根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)功能不同，配置不同型號(hào)及數(shù)量的I/O板卡。

（2）背板中包含用于板卡組件的各種插槽，還包含兩個(gè)溫度傳感器，位于電源卡組件插槽和處理器（CPU）卡組件插槽上方。這些傳感器持續(xù)監(jiān)控內(nèi)部溫度，如果內(nèi)部溫度超過(guò)45℃，則打開(kāi)風(fēng)扇，當(dāng)溫度低于45℃時(shí)關(guān)閉風(fēng)扇，如果超過(guò)上限則關(guān)閉電源。背板如圖2所示。

圖2 SimI/O背板

（3）SimI/O機(jī)箱的后部帶有一個(gè)安裝有4個(gè)風(fēng)扇和4個(gè)可更換的過(guò)濾網(wǎng)散熱組件，通過(guò)循環(huán)空氣控制機(jī)箱內(nèi)溫度，如圖3所示。

圖3 散熱組件

（4）斷路器接口模塊是一個(gè)矩陣式I/O轉(zhuǎn)換器卡，位于帶有斷路器的面板上或附近。每個(gè)矩陣I/O轉(zhuǎn)換器最多可以處理256個(gè)斷路器。全動(dòng)模擬機(jī)中轉(zhuǎn)換器卡的數(shù)量取決于包含斷路器的面板數(shù)量。CBI接收來(lái)自SimI/O系統(tǒng)的信號(hào)以激活和監(jiān)控?cái)嗦菲鞯臓顟B(tài)。如圖4所示。

圖4 斷路器接口模塊

1.2 工作原理

SimI/O系統(tǒng)是全動(dòng)模擬機(jī)輸入/輸出系統(tǒng)，連接主機(jī)與駕駛艙、航空電子設(shè)備、載荷和運(yùn)動(dòng)控制等系統(tǒng)，充當(dāng)主機(jī)與駕駛艙、航空電子設(shè)備、載荷和運(yùn)動(dòng)控制之間的接口，工作原理如圖5所示。SimI/O系統(tǒng)與主機(jī)之間的連接是通過(guò)以太網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)進(jìn)行的。SimI/O系統(tǒng)有兩個(gè)以太網(wǎng)連接，一個(gè)與主機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸，另一個(gè)作為診斷/控制端口。SimI/O與主機(jī)通信，通過(guò)以太網(wǎng)接口傳輸大量數(shù)據(jù)。通常SimI/O不會(huì)更改或生成數(shù)據(jù)，只修改接收到的數(shù)據(jù)的格式。以太網(wǎng)總線提供在系統(tǒng)重啟、維護(hù)診斷和軟件實(shí)用程序期間加載模擬文件。

圖5 SimI/O工作原理

1.3 主要功能

（1）將從全動(dòng)模擬機(jī)接收到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街鳈C(jī)。

（2）將新處理的數(shù)據(jù)從主機(jī)傳輸?shù)较鄳?yīng)的模擬機(jī)設(shè)備。

（3）使用SimI/O軟件進(jìn)行更改并訪問(wèn)SimI/O系統(tǒng)的所有功能，以進(jìn)行測(cè)試、監(jiān)視、故障排查和控制。

2 全動(dòng)模擬機(jī)SimI/O系統(tǒng)的典型應(yīng)用

結(jié)合停留剎車(chē)的故障實(shí)例簡(jiǎn)述全自動(dòng)模擬機(jī)SimI/O系統(tǒng)的典型應(yīng)用。

2.1 故障描述

全動(dòng)模擬機(jī)停留剎車(chē)開(kāi)關(guān)打到OFF位后，剎車(chē)狀態(tài)無(wú)法接觸，飛機(jī)不能滑行。

2.2 故障分析

真實(shí)飛機(jī)停留剎車(chē)ON位時(shí)，利用剎車(chē)液罐中的壓力擠壓住剎車(chē)片，機(jī)組增加油門(mén)時(shí)，飛機(jī)機(jī)輪不會(huì)滑動(dòng)；停留剎車(chē)OFF位時(shí)，剎車(chē)液管壓力釋放，飛機(jī)可以滑行。全動(dòng)模擬機(jī)的功能是模擬真實(shí)飛機(jī)操作和性能，它的停留剎車(chē)控制來(lái)自于控制信號(hào)的變化。

（1）根據(jù)故障現(xiàn)象和分析，查找停留剎車(chē)信號(hào)處理線路圖，如圖6所示。根據(jù)線路圖中的I/O信息，確定控制該信號(hào)的編號(hào)為6A7A2A1，對(duì)應(yīng)SimI/O中的I/O 10模塊，信號(hào)標(biāo)簽為22、23。

圖6 停留剎車(chē)信號(hào)線路圖

（2）在主機(jī)桌面中點(diǎn)擊SimI/O圖標(biāo)，進(jìn)入軟件。在初始頁(yè)面，選擇用戶編號(hào)，點(diǎn)擊閃爍的前進(jìn)箭頭以訪問(wèn)主頁(yè)。SimI/O程序最多可支持10個(gè)用戶，主頁(yè)顯示系統(tǒng)的整體狀態(tài)，如圖7所示。

圖7 SimI/O軟件界面

（3）找到對(duì)應(yīng)的6A7A2A1中模塊10和標(biāo)簽22、23，對(duì)應(yīng)名稱(chēng)為線路圖中park_brake_on和park_brake_off，檢查停留剎車(chē)工作邏輯，停留剎車(chē)信號(hào)控制邏輯見(jiàn)表1。

表1 停留剎車(chē)信號(hào)控制邏輯表

（4）測(cè)試停留剎車(chē)在ON位和OFF位，SimI/O系統(tǒng)中停留剎車(chē)信號(hào)標(biāo)簽park_brake_off數(shù)值始終為0，如圖8所示。這顯示剎車(chē)系統(tǒng)一直起作用，飛機(jī)無(wú)法滑行。接下來(lái)需要判斷導(dǎo)致該情況發(fā)生是信號(hào)處理還是信號(hào)產(chǎn)生的原因。

圖8 SimI/O中停留剎車(chē)信號(hào)

（5）使用SimI/O的維護(hù)模式，中斷主機(jī)與駕駛艙的通信，由人工直接介入，向終端發(fā)送指令。按照邏輯表中的值更改park_brake_on和park_brake_off的值，如圖9所示。進(jìn)入駕駛艙檢查停留剎車(chē)開(kāi)關(guān)ON位和OFF位效果正常，由此判斷邏輯和信號(hào)處理是正確的，需繼續(xù)檢查信號(hào)發(fā)生設(shè)備。

圖9 SimI/O維護(hù)模式下修改參數(shù)

（6）通過(guò)查找信號(hào)發(fā)生模塊，發(fā)現(xiàn)停留剎車(chē)組件中開(kāi)關(guān)中滾輪金屬?gòu)椘瑩p壞發(fā)生形變，在停留剎車(chē)OFF位時(shí)，不能觸發(fā)閉合開(kāi)關(guān)，導(dǎo)致輸出信號(hào)park_brake_off的值一直為0，剎車(chē)狀態(tài)不能解除，如圖10所示。

圖10 發(fā)生形變的開(kāi)關(guān)

2.3 故障排除

維護(hù)人員更換S2開(kāi)關(guān)后，再次通過(guò)SIM I/O軟件中檢查信號(hào)，停留剎車(chē)OFF位時(shí)，park_brake_on值為0，park_brake_off值為1，如圖11所示，進(jìn)入駕駛艙操作模擬機(jī)可以正?；?，故障消除。

圖11 停留剎車(chē)開(kāi)關(guān)OFF位，SimI/O中正確參數(shù)

3 結(jié)束語(yǔ)

研究全動(dòng)模擬機(jī)中SimI/O系統(tǒng)的工作原理，針對(duì)模擬機(jī)停留剎車(chē)故障，使用SimI/O系統(tǒng)進(jìn)行排查，快速有效地進(jìn)行故障定位，降低全動(dòng)模擬機(jī)的維護(hù)時(shí)間。