■ 葉博 鐘志軍 張雪婷/1 西北工業(yè)大學(xué) 四達(dá)機(jī)械制造公司

1 故障情況

某型飛機(jī)試飛時(shí)，空勤反映機(jī)載超短波抗干擾電臺(tái)（以下簡(jiǎn)稱“電臺(tái)”）某頻點(diǎn)通信有雜音，切換至備份狀態(tài)后雜音消失。地面對(duì)飛機(jī)通電檢查，發(fā)現(xiàn)電臺(tái)某頻點(diǎn)通信存在雜音，與空中故障現(xiàn)象一致。其余幾架飛機(jī)試飛時(shí)空勤也反映電臺(tái)某頻點(diǎn)存在不同程度雜音，上述電臺(tái)使用的頻點(diǎn)相同。

2 故障分析與排查

根據(jù)飛行員試飛過程中反饋的故障現(xiàn)象，結(jié)合機(jī)上視頻記錄儀回放的空中電臺(tái)出現(xiàn)雜音的時(shí)機(jī)、空域、飛行距離、機(jī)載設(shè)備工作情況等信息，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電臺(tái)置于某頻點(diǎn)通信時(shí)出現(xiàn)雜音且雜音出現(xiàn)的時(shí)機(jī)無規(guī)律。飛機(jī)落地后，對(duì)全機(jī)進(jìn)行通電檢查，打開飛行使用的各個(gè)設(shè)備電源，模擬試飛時(shí)機(jī)載設(shè)備工作狀態(tài)，電臺(tái)通信偶爾存在雜音，當(dāng)雜音短暫消失后，后艙操作員接近正前方控制板后電臺(tái)雜音復(fù)現(xiàn)。

分析電臺(tái)的工作原理（見圖1），當(dāng)電臺(tái)工作在接收狀態(tài)時(shí)，從天線接收的信號(hào)經(jīng)過通信定向轉(zhuǎn)換開關(guān)、收發(fā)開關(guān)，進(jìn)入雙收/主收開關(guān)。在正常通信狀態(tài)時(shí)，如果是常規(guī)AM/FM 通信，信號(hào)進(jìn)入主接收機(jī)前端進(jìn)行電調(diào)高放后，進(jìn)入主接收機(jī)后端解調(diào)，再進(jìn)入收音頻處理單元進(jìn)行音頻處理，最后進(jìn)入飛行員的耳機(jī)[1]。根據(jù)產(chǎn)生雜音的部件是使用電臺(tái)，初步判斷可能是電臺(tái)故障所致，后因試飛時(shí)間急迫，更換電臺(tái)繼續(xù)第二個(gè)起落，空中故障復(fù)現(xiàn)，判定非電臺(tái)故障。

圖1 某型超短波電臺(tái)工作原理圖

由故障現(xiàn)象可知，電臺(tái)發(fā)射正常且機(jī)內(nèi)通話正常，判定音頻處理電路正常；更換電臺(tái)后故障復(fù)現(xiàn)，判定非電臺(tái)故障。對(duì)電臺(tái)進(jìn)行通電檢查，進(jìn)入正前方控制板電臺(tái)擴(kuò)展畫面，使電臺(tái)處于靜噪模式聯(lián)絡(luò)，故障復(fù)現(xiàn)，故排除靜噪電路斷開原因。采用微歐表測(cè)試機(jī)上音頻處理電路的通路、接地、屏蔽情況，符合饋線原理要求，判定非機(jī)內(nèi)低頻干擾。由此，初步判斷是電磁干擾造成了電臺(tái)在某頻點(diǎn)的雜音。

雜音出現(xiàn)時(shí)逐個(gè)關(guān)閉通電的機(jī)載設(shè)備以查找干擾源，當(dāng)斷開顯控系統(tǒng)電源后雜音消失，初步判斷為顯控系統(tǒng)某個(gè)設(shè)備工作時(shí)產(chǎn)生干擾，導(dǎo)致電臺(tái)雜音。

另外，由于注意到當(dāng)后艙通電操作員頭部或手接近后艙正前方控制板時(shí)均出現(xiàn)雜音，在雜音出現(xiàn)時(shí)利用 MS2720T頻譜分析儀對(duì)電磁干擾強(qiáng)度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)靠近后艙正前方控制板時(shí)電磁波強(qiáng)度異常增大，干擾強(qiáng)度范圍在－96 ～－104dBm，超出電臺(tái)的靜噪靈敏度門限（－105±3dBm）。因此，初步判斷干擾源為后艙正前方控制板，故障原因?yàn)楹笈撜胺娇刂瓢鍖?duì)外輻射超過電臺(tái)靜噪靈敏度門限的電磁波，電磁波通過空間傳播被電臺(tái)天線接收，從而觸發(fā)電臺(tái)雜音。

3 改進(jìn)措施

由電磁干擾原理可知，消除干擾的方法有隔離干擾源、切斷干擾傳播途徑、增強(qiáng)被干擾設(shè)備的抗干擾能力等。針對(duì)此故障，因已初步確定干擾源，擬對(duì)干擾源制定措施，減弱干擾源對(duì)外輻射電磁波的能力。

打開后艙正前方控制板，發(fā)現(xiàn)控制板后面板雖已配裝電源濾波器，但與電源濾波器輸入和輸出相連接的電纜為非屏蔽電纜，無屏蔽接地措施。電源濾波器在實(shí)際應(yīng)用中要求外殼與系統(tǒng)地之間有良好的電氣連接，且應(yīng)使接地線盡量短，過長(zhǎng)的接地線會(huì)加大接地電阻和電感而嚴(yán)重削弱濾波器的共模抑制作用，還會(huì)產(chǎn)生公共接地阻抗耦合問題。同時(shí)，由于濾波器接地線上有大電流流過時(shí)會(huì)產(chǎn)生電磁輻射，應(yīng)對(duì)濾波器進(jìn)行良好的接地和屏蔽。

增加屏蔽層防止干擾的原理是當(dāng)外部有電磁波時(shí)，電磁波傳輸?shù)浇饘倬W(wǎng)（屏蔽層）后相當(dāng)于使金屬網(wǎng)處于變化的電磁場(chǎng)中，金屬網(wǎng)中產(chǎn)生的電流會(huì)消耗電磁波，而金屬網(wǎng)接地可使電流進(jìn)入大地，則屏蔽線的內(nèi)部導(dǎo)體不會(huì)受干擾。同理，也可在干擾源的傳輸線路上增加屏蔽層來消除電磁干擾。

根據(jù)以上分析，先對(duì)后艙正前方控制板后面板上的電源濾波器的輸入輸出線路增加屏蔽并接地，再對(duì)電源濾波器電源輸出地線路增加跨接濾波電容（見圖2），以消除電磁干擾。

圖2 正前方控制板后面板改進(jìn)圖

對(duì)安裝改進(jìn)后的后艙正前方控制板進(jìn)行機(jī)上地面通電檢查，電臺(tái)通信時(shí)后艙耳機(jī)中無明顯雜音。使用MS2720T頻譜分析儀測(cè)量電臺(tái)天線處的干擾信號(hào)強(qiáng)度范圍在－109 ～－114dBm 內(nèi)，低于電臺(tái)的靜噪靈敏度門限。

4 結(jié)束語

通過該項(xiàng)電磁干擾故障的研究和故障排除，初步掌握了同類型電磁干擾故障的分析方法、排故流程和修理調(diào)試方法，減少了同類重復(fù)性故障的發(fā)生，可為同類故障修理及排故積累一定的經(jīng)驗(yàn)，提高飛機(jī)接裝的有效性與可靠性，也為后續(xù)飛機(jī)排故方法提供了新思路。