失速保護系統上電短暫抖桿問題研究

韓亞龍+岳峰

摘 要：針對某型飛機失速保護系統，分析了上電短暫抖桿問題，運用故障樹分析方法初步定位了問題原因，研究了問題現象與機理，深入分析了失速保護系統的信號傳輸與失速保護計算機的啟動時間，準確定位了問題的根本原因，并提出了一種解決方案。

關鍵詞：失速保護 迎角 故障樹 時序

中圖分類號：V241.4 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）01（b）-0065-02

飛機迎角超過臨界迎角時，機翼上表面氣流會發生分離，飛機升力系數降低，阻力系數增加，進而導致飛機進入失速狀態，如果無法及時改出失速，嚴重情況會造成機毀人亡的災難性后果。飛機在航前需對失速保護系統進行測試，工作正常時飛機才能放行。如果失速保護系統出現故障，可能對飛機產生不安全的影響。該文對某型飛機失速保護系統上電后出現的抖桿問題進行了研究，使用故障樹方法分析了問題原因并提出了有效的解決方案。

1 上電抖桿現象

某型飛機使用兩套失速保護系統提供失速保護功能，飛機在空中迎角超過一定閾值后，失速保護計算機（Stall Protection System，SPC）發出抖桿信號，驅動振桿器振動駕駛桿，向飛行員提供明顯的觸覺告警；如果迎角進一步增大，失速保護計算機會驅動俯仰伺服使駕駛桿前推，使機頭下俯，避免進入失速狀態。

某型飛機執行調機飛行任務，在地面使用發電機供電，任意一側風標角度大于20°時，飛機地面上電出現短暫的駕駛桿抖桿現象。

2 上電抖桿原因分析與定位

飛機在地面出現上電短暫抖桿的原因可能有硬件故障、計算機輸出錯誤信號及上電瞬間失速告警功能短暫激活（如圖1）。

根據故障樹對上電抖桿問題進行故障分析定位。

2.1 線路故障

SPC的線路故障可能導致抖桿器回路短暫接通，發出非正常的抖桿信號。通過對機上抖桿器線路進行排查，可以排除線路故障。

2.2 成品件設計缺陷

抖桿器或SPC如果存在設計缺陷，可能意外觸發抖桿。抖桿器和SPC均為符合技術標準規定產品，通過地面測試也能驗證成品件工作正常，可以排除成品件設計缺陷導致上電抖桿。

2.3 失速告警功能短暫激活

通過地面上電試驗，發現在任意一側風標角度超過失速告警閾值時，會發生上電短暫抖桿現象，而將兩側風標角度調整至水平狀態時，則不會出現上電抖桿現象，說明上電過程中失速告警功能被短暫激活。

3 上電抖桿現象根原因分析

失速保護系統有3種工作模式，即空中模式、地面模式和自測試模式。如果SPC接收到起落架系統的位置和作動控制組件（Position and Actuation Control Unit，PACU）發出的輪載信號指示飛機在空中并持續3 s以上，或者飛機的空速大于80節并持續3 s以上，系統進入空中模式，此時失速告警功能激活；如果飛機未處于空中模式和自測試模式，則失速保護系統工作于地面模式，失速告警等功能被抑制；如果在地面模式下按壓自測試按鈕，當與SPC交聯的系統工作正常時，可啟動自測試模式，檢測失速保護系統是否正常工作。（如圖2）

當系統處于空中模式時，SPC將飛機的當前迎角與預設的失速告警、失速推桿、自動點火工作迎角相比較。當飛機迎角大于預設工作迎角時，SPC將發出相應的失速告警信號、失速推桿信號和發動機自動點火信號。

通過分析SPC與PACU上電自啟動時序的分析，SPC與PACU上電啟動時間存在一定差異。PACU啟動完成前輸出給SPC的輪載信號默認為空中，此時SPC進入熱啟動，進入正常操作模式所需要的最大延遲為2 s，SPC完成啟動后接收到的輪載信號持續3 s以上，SPC進入空中模式，此時風標角度如果超過失速告警閾值，會發生短暫的抖桿現象。

4 解決方案

PACU啟動完成后，會根據飛機狀態發出正確的輪載信號。SPC接收到輪載信號為地面時會進入地面模式，從而抑制失速告警功能。在前文的理論分析的基礎上，提出一種解決方案，在飛機上電前檢查兩側風標角度，將風標置于接近水平位置，可以避免抖桿現象的發生，該方案經過驗證是有效可靠的。

5 結語

該文針對某型飛機的失速保護系統出現的上電短暫抖桿問題，通過故障樹方法對問題的可能出現的原因進行了分析和初步定位；基于對失速保護系統的工作模式和上電時序的深入分析，確定了發生上電抖桿現象的根本原因，并提出了一種有效的解決方案。

參考文獻

[1] 賈雪峰.故障樹分析法在門式起重機維修中的應用[J].機電工程技術，2012（1）：72-74.

[2] 楊保金.BAe—146型飛機的失速保護系統及其故障[J].民航經濟與技術，1994（6）：46-47.