民航ThalesILS設(shè)備故障情況及應(yīng)對(duì)策略

摘 要：介紹了五類現(xiàn)代化復(fù)雜電子設(shè)備的故障率曲線，分析了廣州白云機(jī)場(chǎng)Thales儀表著落系統(tǒng)（ILS）設(shè)備現(xiàn)狀故障情況，并提出對(duì)浴盆曲線、復(fù)雜航空電子設(shè)備、廣州白云機(jī)場(chǎng)Thales ILS設(shè)備故障不同情況的應(yīng)對(duì)策略。

關(guān)鍵詞：航空電子；Thales；儀表著落系統(tǒng)；ILS；故障率

民用航空設(shè)備日趨復(fù)雜多樣化，而民用航空業(yè)對(duì)設(shè)備的安全性要求非常之高，關(guān)系人民的生命、財(cái)產(chǎn)安全。隨著電子化水平不斷的提高，航空設(shè)備都有電子裝備，電子設(shè)備的故障直接影響到民用航空業(yè)的安全，其故障情況格外引人關(guān)注。電子設(shè)備故障的研究始于航空電子，民航電子設(shè)備故障的研究有助于對(duì)其設(shè)備正常運(yùn)行提供指導(dǎo)，在故障率比較高的情況下，指導(dǎo)人們提前做好預(yù)案，提出行之有效的應(yīng)對(duì)措施，預(yù)防突發(fā)的故障對(duì)民用航空業(yè)的安全性構(gòu)成威脅。

1 現(xiàn)代化設(shè)備的故障率曲線

大量電子設(shè)備的故障統(tǒng)計(jì)規(guī)律是符合浴盆曲線[1]，通過(guò)長(zhǎng)期研究發(fā)現(xiàn)一些現(xiàn)代技術(shù)裝備的設(shè)備，其故障規(guī)律與浴盆曲線并不一致。除了浴盆曲線外，設(shè)備的故障率還有以下五類情況[2]，如圖1所示。

A說(shuō)明了恒定的或者略增的故障率情況，出現(xiàn)明顯的磨損期，有耗損故障期。B說(shuō)明了緩慢增長(zhǎng)的情況，無(wú)明顯的磨損期。C說(shuō)明了新設(shè)備剛出廠時(shí)故障率低，隨后故障率急劇地增長(zhǎng)，直到一個(gè)穩(wěn)定的情況。D說(shuō)明了設(shè)備穩(wěn)定的故障率，故障是偶然因素所致。E說(shuō)明了設(shè)備出廠時(shí)有早期高故障期，然后出現(xiàn)偶發(fā)故障期故障率穩(wěn)定下來(lái)。以上五類情況，宏觀上看是浴盆曲線三個(gè)故障期疊加而成。

對(duì)民用飛機(jī)的故障情況統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，有4%的設(shè)備符合典型的浴盆曲線，2%的設(shè)備符合A，5%的設(shè)備符合B，7%的設(shè)備符合C，14%的設(shè)備符合D，不少于68%的設(shè)備符合E。通常來(lái)講，對(duì)實(shí)際的電子產(chǎn)品設(shè)備的故障率應(yīng)該屬于圖1所示的五種曲線中的一種或幾種的合成，浴盆曲線也認(rèn)為是曲線A、D和E的組合。人們對(duì)航空設(shè)備故障率曲線的研究，發(fā)現(xiàn)復(fù)雜設(shè)備無(wú)耗損區(qū)的規(guī)律，即設(shè)備故障率取決于其復(fù)雜性，設(shè)備越復(fù)雜，其故障曲線越是接近于曲線D和E，復(fù)雜航空電子設(shè)備的使用壽命也就較長(zhǎng)。

2 白云機(jī)場(chǎng)Thales ILS設(shè)備故障情況

2.1 Thales ILS設(shè)備故障統(tǒng)計(jì)

廣州白云機(jī)場(chǎng)ILS系統(tǒng)2004年投入使用，采用的是意大利Thales（泰勒斯）公司的ILS 410儀表著落系統(tǒng)，雙跑道一共四套ILS，4臺(tái)下滑GS412設(shè)備、4臺(tái)航向LOC411設(shè)備，4臺(tái)測(cè)距FSD-40設(shè)備。對(duì)廣州白云機(jī)場(chǎng)的ILS需要維修故障板件的故障次數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)從2005年到2012年，如表1所示。

從表1統(tǒng)計(jì)的情況看，Thales ILS 410儀表著落系統(tǒng)從運(yùn)行初期的低故障（2005、2006、2007年），之后故障次數(shù)緩慢上升，未見(jiàn)穩(wěn)定。儀表著落系統(tǒng)是一種復(fù)雜性的電子設(shè)備，其故障情況應(yīng)比較接近五種故障曲線的D和E才比較正常。對(duì)于安全性高要求的民用航空電子設(shè)備，其故障情況屬于嚴(yán)重。

設(shè)備故障率=[（停機(jī)等待時(shí)間+維修時(shí)間）/計(jì)劃使用總時(shí)間]×100%，Thales ILS 410儀表著落系統(tǒng)設(shè)備采用的是“一主、二備、三應(yīng)急”，在設(shè)備故障時(shí)，為了減少設(shè)備停機(jī)等待時(shí)間，直接是用備件更換故障板件讓設(shè)備繼續(xù)正常運(yùn)行，只要設(shè)備正常運(yùn)行，維修時(shí)間較寬裕沒(méi)有嚴(yán)格的控制，因此設(shè)備故障率也無(wú)法真實(shí)反應(yīng)民航設(shè)備情況，所以用故障次數(shù)大致的反應(yīng)故障情況。

2.2 Thales ILS設(shè)備故障現(xiàn)狀

設(shè)備正常運(yùn)行過(guò)程中存在參數(shù)漂移現(xiàn)象，表2列出白云機(jī)場(chǎng)20R-LOC參數(shù)DDM Course Width. Integral在2011年1月飛行校驗(yàn)后一季度內(nèi)周維護(hù)參數(shù)的統(tǒng)計(jì)情況，監(jiān)控器顯示參數(shù)變化值是從-14.5到-16.9，這一變化范圍容易造成監(jiān)控錯(cuò)誤。

為了穩(wěn)定航向、下滑設(shè)備功放板件的溫度，在實(shí)際運(yùn)行中，保持機(jī)房溫度在22 ℃，另外還增加一臺(tái)風(fēng)扇加強(qiáng)散熱。風(fēng)扇對(duì)準(zhǔn)設(shè)備門吹，門需要打開(kāi)一定控制好的程度，散熱過(guò)快或者不夠都會(huì)造成參數(shù)波動(dòng)。不用風(fēng)扇時(shí)，MOD-110P板件的熱成像照片（圖2左）顯示最高溫度81.4℃。開(kāi)著風(fēng)扇時(shí)，其熱成像照片（圖2右）顯示最高溫度58.3℃。對(duì)比關(guān)風(fēng)扇和開(kāi)風(fēng)扇時(shí)功放板件的熱成像儀照片，其溫度差23.1℃，說(shuō)明風(fēng)扇的作用很明顯。從故障的元器件看，大功率電阻和功率放大管發(fā)熱量大，容易損壞。此外，廣州地區(qū)年溫濕度變化大，室外設(shè)備電纜接頭容易銹蝕。

3 設(shè)備故障應(yīng)對(duì)策略

3.1 浴盆曲線故障對(duì)策

早期故障期階段對(duì)策：在設(shè)備正式投入使用前，盡可能通過(guò)在稍微偏離設(shè)備正常工作環(huán)境下試運(yùn)行、調(diào)整，讓早期故障提早出現(xiàn)，迅速找到問(wèn)題并解決，把故障率穩(wěn)定下來(lái)，提早進(jìn)入偶發(fā)故障期。

偶發(fā)故障期階段對(duì)策：規(guī)范設(shè)備操作，穩(wěn)定使用環(huán)境，加強(qiáng)日常保養(yǎng)維護(hù)，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，出現(xiàn)故障立即排解，分析故障并做好預(yù)防措施避免這類故障再次發(fā)生。

耗損故障期階段對(duì)策：動(dòng)態(tài)檢測(cè)設(shè)備故障情況，在判斷耗損故障到來(lái)前，采取預(yù)先更換措施，定期更換電子部件。

3.2 現(xiàn)代化復(fù)雜航空電子設(shè)備故障對(duì)策

復(fù)雜航空設(shè)備故障率曲線的研究，發(fā)現(xiàn)復(fù)雜設(shè)備無(wú)耗損區(qū)規(guī)律，故障曲線接近于圖1的曲線D和E，其故障情況相當(dāng)于是浴盆曲線早期故障期和偶發(fā)故障期的組合。復(fù)雜航空電子設(shè)備故障對(duì)策應(yīng)采用浴盆曲線故障的早期和偶發(fā)故障期階段對(duì)策即可。

3.3 白云機(jī)場(chǎng)Thales設(shè)備故障對(duì)策

從對(duì)Thales ILS 410設(shè)備故障統(tǒng)計(jì)得出的結(jié)論：運(yùn)行初期故障低，隨后故障次數(shù)緩慢的上升。白云機(jī)場(chǎng)的Thales故障逐漸進(jìn)入到浴盆曲線的耗損故障期階段，屬于五類情況的A，其對(duì)策是：采取更換措施，計(jì)劃定期更換電子部件。具體的措施有：備足Thales設(shè)備備件，特別是購(gòu)買大功率的電阻、功放元器件；對(duì)現(xiàn)有Thales設(shè)備提出淘汰計(jì)劃；對(duì)故障隱患做計(jì)劃解決，如對(duì)Thales設(shè)備背板焊接；嚴(yán)格控制設(shè)備工作環(huán)境的溫濕度；按規(guī)范制度定期檢查設(shè)備，重點(diǎn)檢查室外設(shè)備。從管理角度考慮，可以采用設(shè)備零故障管理防控故障。

4 結(jié)束語(yǔ)

介紹了五類現(xiàn)代化復(fù)雜航空電子設(shè)備的故障率曲線，分析了廣州白云機(jī)場(chǎng)Thales設(shè)備故障情況，運(yùn)行初期故障低，隨后故障次數(shù)緩慢的上升， Thales ILS設(shè)備故障的趨勢(shì)警示民航的安全性嚴(yán)峻。對(duì)廣州白云機(jī)場(chǎng)Thales ILS設(shè)備故障具體情況提出對(duì)策和應(yīng)對(duì)措施。

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