A330 飛機上機載維護系統的特點分析

徐亞軍

（中國民用航空飛行學院航空工程學院 四川 廣漢 618307）

0 前言

機載維修設備的發展經歷了從無到有，從模擬式到數字式，從分布式到集中式的發展，到下載已經發展成為集故障診斷，故障隔離與飛機和發動機狀態監控于一體的機載維護系統（Onboard Maintenance System——OMS）。

1 機載維護系統的功能特點

機載維護系統是由電子式中央警告監控系統（Electronic Centralized Aircraft Monitoring system ——ECAM），數字式飛行數據記錄系統 （the Digital Flight Data Recording System（DFDRS）） 飛機狀態監控系統 （Aircraft Condition Monitering System——ACMS） 和中央維護系統組合而成的一個綜合系統。 如圖1 所示。

圖1 機載維護系統的功能特點

正常使用時，ECAM 長期顯示飛機的正常參數，飛機狀態監控系統和DFDRS 長期記錄飛機系統參數。 當探測到飛機系統有不正常的情況時，ECAM 顯示不正常的參數或功能以及相關的警告， 中央維護系統記錄由各系統的BITE 探測到的故障信息，以故障報告的形式顯示給維護人員。 中央維護系統記錄還記錄由飛行警告計算機（Flight Warning Computer——FWC）產生的各種警告，以駕駛艙效應報告的形式顯示給維護人員。

如果飛機上安裝有飛機通訊尋址報告系統（Aircraft Communication Addressing Reporting System——ACARS），ACARS 可以將CMS 形成的維護報告和由ACMS 系統形成的飛機狀態參數和發動機狀態參數以數據鏈的形式發送到地面維護基地，形成飛機和發動機的遠程故障實時監控診斷系統。 如果飛機上安裝有多功能磁盤驅動組件，則中央維護系統形成的報告和飛機狀態監控系統監控到的飛機和發動機數據可以下載下來，在普通計算機對特定的故障進行進一步的分析和研究，或研究故障的發展趨勢。

2 機載維護系統和不同類型的飛機系統的連接特點

機載維護系統的核心是中央維護系統（CMS），中心維護系統（CMS）通過中央維護計算機（Central Maintenance Computer——CMC）和飛機各系統的BITE 連接。在機載維護系統中，根據飛機各系統的能力，將飛機系統分為一類系統，二類系統和三類系統，CMC 與這三類系統與CMC 之間采取了不同的連接方式。 如圖2 所示。

飛機上的大多數系統都是一類系統。 一類系統可以存儲最后64 個飛行航段中發生的故障。一類系統與CMCs 之間的連接是雙向的， 通過ARINC429 輸出總線與CMC1 和CMC2連接, 向它們發送BITE 數據， 通過ARINC429 輸入總線和CMC1 連接，接收由CMC1 每隔120 毫秒發送的航段等信息。這樣的連接方式使維修人員自愛地面時能夠對一類系統及其組成部件作地面深度維修和交互式測試。

圖2 CMC 與不同類型飛機系統之間的連接特點

二類系統只記憶最后航段的故障， 二類系統通過ARINC429 輸出總線與CMC1 和CMC2 連接， 向它們發送BITE數據，CMC1 和CMC2 則通過離散信號向二類系統發送起始系統測試的請求。

三類系統是簡單系統， 與CMCs 之間僅通過兩個離散信號連接。 該類系統不能記憶故障信息，輸入的離散信號用于啟動系統的測試或對系統進行復位，輸出的離散信號用于顯示系統正常或不正常。

3 CMC 對內部故障和外部故障的處理特點

每個BITE 能夠區分內部故障和外部故障。 內部故障發生在系統內部， 外部故障是指本系統以外的組件發生的故障，但是，該組件的故障對本系統的工作產生了影響。 比如，迎角傳感器屬于大氣數據計算機系統的組成部件， 若該組件故障，對大氣數據計算機來說來說就是內部故障。 大氣數據計算機將CMC 發送內部故障的信息。 由于該組件故障后會影響到系統A，系統B 和系統C 工作，所以，對系統A，系統B 和系統C 來說該故障就是外部故障。 所以，系統A，系統B 和系統C 將向CMC 發送一個外部故障的信息。 如圖3所示。 這樣處理的目的是能夠將故障歸到相應的系統，便于在地面進行深度維修和系統測試時準確地找到對應的工卡。

圖3 內部故障和外部故障

4 CMC 對不同威脅程度故障的處理特點

根據系統的功能和故障對飛行安全的影響程度， CMC將故障分為一級故障，二級故障和三級故障。

一級故障是最嚴重的故障，該類故障對飛機目前的運行有直接影響， 要求根據最低設備清單 （the Minimum Equipment List （MEL）.）立刻對故障進行維修。 一級故障發生時，發動機/警告顯示器（Engine/Warning Display——EWD）上有警告信息， 主飛行顯示器和/或導航顯示器上和/或系統顯示器上警告旗。 駕駛艙內有警告。

二級故障（Class 2 failures），該類故障不會對飛機目前的運行產生影響，但是，如果該故障再次發生，將會對飛機運行產生影響。 這類故障會在地面時，通過ECAM 報告出來。

三級故障，該類故障對飛行安全沒有影響，在下一次定檢之前都可以不進行維修。 這類故障不會顯示給飛行機組，它們可以無時間限制的保留下來。

5 系統BITE 的報告的特點

BITE 的報告只能在地面上才能獲得。這些報告會為維護操作提供一些補充的數據。 報告的類別是依照系統的類型和各個系統的維護需求的不同來劃分的。 這些報告都可以被打印出來，或者傳輸到磁盤上。

5.1 一類系統的BITE 報告的特點

一類系統的報告分為基本的和選裝的。 其基本的包含：最后航段報告、之前航段報告、地面報告、測試、航線可更換組件標識符、排故數據和三級故障。 選裝的有地面掃描和特殊數據兩類。

最后航段報告的作用是在地面顯示在最后一次飛行中系統的內部和外部數據故障數據。 在這些故障數據中包含了故障LRU 的名稱、故障發生的時間、故障的等級（一級或二級）以及ATA 號。

之前航段報告的作用是在地面顯示出在之前64 個航段中出現的內部和外部故障的信息。 它是之前飛行的最后航段報告的總結。 這些故障信息同樣也包含了故障LRU 的名稱、故障發生時間、故障等級（一級或二級）、ATA 號以及航段號（1 到64）。 飛機識別信息也會包含在報告的開頭。

排故數據是用來顯示故障的補充數據的。 該信息包含數據產生的日期和時間、故障出現時系統環境的快照、或計算機內部參數、代碼生成的格式等（如飛機構型、活門位置等）。

測試報告有兩個作用： 從MCDU 上開啟系統的測試、在MCDU 上顯示測試結果。 如果測試時間超過1 秒鐘，那么在屏幕中央會顯示TEST IN PROGRESS XXS，以告訴操作者所需等待的最多時間。 如果測試有故障，那么包含故障LRU 名稱、ATA 號和故障等級的故障信息將會被顯示出來。

5.2 二類系統BITE 報告的特點

與一類系統不同， 二類系統是沒有菜單模式的， 其在MCDU 上的顯示是通過CMC 來實現的（偽菜單模式）。 在操作者在MCDU 上選著了系統以后， 工作的CMC 會將所選的系統的數據顯示在MCDU 上。二類系統的報告的內容與一類報告是相同的。 這些系統也有如下的功能：最后航段與地面報告、三級故障、測試和航線可更換組件標識符。

5.3 三類系統BITE 報告的特點

這類系統的功能只有測試和復位兩個。 對于該類系統也沒有菜單模式。 其在MCDU 上的顯示也是通過CMC 來實現的。

該類系統的功能實現方式與一類和二類是不同的。 無論是測試還是復位，其使用的數據都是在執行完測試或復位后隨即產生的。這些數據時不被BITE 記錄的。在操作者選著了功能后，工作CMC 會開啟測試或復位功能，并在MCDU 上顯示出正確操作或故障的信息。

6 總結

現代飛機上機載維護系統的特點很多，功能也越來越強大和完善，正在向飛機監控管理的方向發展。

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