NM7000型儀表著陸系統(tǒng)故障分析與維護

邢曉東

（內(nèi)蒙古赤峰民航機場有限責任公司，內(nèi)蒙古 赤峰 024413）

NM7000型儀表著陸系統(tǒng)故障分析與維護

邢曉東

（內(nèi)蒙古赤峰民航機場有限責任公司，內(nèi)蒙古 赤峰 024413）

NM7000型儀表著陸系統(tǒng)是現(xiàn)今國內(nèi)應用比較多的一種盲降系統(tǒng).該系統(tǒng)由于常年處于24小時不間斷工作狀態(tài)，隨著時間的積累，出現(xiàn)的一系列老化現(xiàn)象會造成系統(tǒng)的參數(shù)精度降低，嚴重的話系統(tǒng)會出現(xiàn)故障，從而影響飛行器的飛行安全.本文詳細介紹了NM7000型儀表著陸系統(tǒng)的工作原理，并就該系統(tǒng)出現(xiàn)的一些故障進行分析與研究，介紹了故障排除的方法.

NM7000；儀表著陸系統(tǒng)（ILS）；航向天線；下滑臺

1 引言

儀表著陸系統(tǒng)（簡稱ILS）是現(xiàn)今全球民用機場使用最廣泛的航空器進近引導設施，能夠在復雜氣象條件下為航空器提供決斷高度以上的精密引導，指引航空器安全進近并著陸.NM7000是INDRA公司在挪威生產(chǎn)的較為先進的軟硬一體的盲降設備系統(tǒng)，系統(tǒng)性能優(yōu)異，目前已成為國內(nèi)機場重要的儀表著陸設備.它擔負著引導進近航空器對準跑道上下以及左右中心線的重要作用，因此做好系統(tǒng)的維護工作是保障民用機場安全平穩(wěn)運行的重要基礎.一套完整的儀表著陸系統(tǒng)由航向信標、下滑信標、測距儀組成，下面介紹其工作原理.

2 NM7000型儀表著陸系統(tǒng)工作原理

2.1 航向信標原理

航向信標為飛行器提供覆蓋跑道及跑道延長線的水平方向上的引導信號，這個信號是合成的，分別由兩個輻射場（150Hz/90Hz）共同完成（如圖1）.在跑道中心線和跑道延長線上一定范圍內(nèi)，150Hz和90Hz調(diào)制的幅度是一樣的（即調(diào)制度相等），這個范圍稱為“航道”.飛機在航道上時機載設備的接收機會給出一個正確的指示，而當飛機處在航道的左側(cè)時，也就是90赫茲占優(yōu)勢的輻射場內(nèi)，會得到“向右糾正”的指示，同樣，位于航道的右側(cè)時，處于150赫茲占優(yōu)勢的輻射場內(nèi)，會得到“向左糾正”的指示.航向信標主要由航向主機、天線陣系統(tǒng)、電源、遙控單元及遠程監(jiān)控維護系統(tǒng)組成.

圖1 航向信標原理

2.2 下滑信標原理

下滑信標的主要作用是給進近和著陸的飛機提供與地面成一定角度的下滑道(仰角)信息，這個角度稱為下滑角（一般為3°），為飛行器提供覆蓋跑道及跑道延長線的垂直方向上的引導信號，這個信號同樣也由兩個輻射場（150Hz/90Hz）共同完成（如圖2）.飛機在下滑道上時機載設備的接收機會給出一個正確的指示，而當飛機處在下滑道的上方時，也就是90赫茲占優(yōu)勢的輻射場內(nèi)，會得到“向下糾正”的指示，同樣，位于下滑道的下方時，處于150赫茲占優(yōu)勢的輻射場內(nèi)，會得到“向左上糾正”的指示.下滑信標主要由下滑主機、天線系統(tǒng)、電源、遙控單元及遠程監(jiān)控維護系統(tǒng)組成.

圖2 下滑信標原理

2.3 測距儀原理

測距儀主要是為飛行器提供它相距于測距儀的距離，一般測距儀都與下滑信標合裝在下滑臺內(nèi)，赤峰機場測距儀為意大利泰勒斯公司生產(chǎn)的DME.測距儀分為地面設備和機載設備，其原理就是通過測量脈沖信號的發(fā)射和接收時差而獲得飛行器到地面臺的斜距（如圖3）.當飛行器高度遠小于到臺的斜距時，可將測得的斜距視作飛行器到地面臺的平距.

圖3 測距儀原理

3 NM7000型儀表著陸系統(tǒng)故障分析與維護

3.1 航向天線陣DC-LOOP故障

3.1.1 故障現(xiàn)象

航向信標雙監(jiān)控器MON1、MON2的DCLOOP顯示告警，參數(shù)值達到45.0/44.0，超過告警門限設置的42，設備自動換機，告警依然存在，設備自動關機.航道CL-DDM、寬度DS-DDM、近場CLR-DDM監(jiān)控參數(shù)正常.如表1所示.

表1 DCLOOP故障監(jiān)控值

3.1.2 故障分析

DC-LOOP具有來檢測天線、發(fā)射及監(jiān)控電纜的功能，當其中一根或多根天線故障或電纜斷開時，會觸發(fā)該參數(shù)告警，提醒維護人員檢修設備.該故障中僅有DC-LOOP告警，其余主要監(jiān)控參數(shù)如CL、DS、NF、CLR均正常，說明天線本身發(fā)射和監(jiān)控都沒有故障，由此判斷告警原因應為DC-LOOP檢測電路本身故障.

3.1.3 故障排查

從設備機柜的接口板CI1210開始倒排查找，依次檢查CI1210板上DC-LOOP連接端、機柜至天線分配單元的DC-LOOP檢測電纜、天線分配單元內(nèi)DC-LOOP的連接端以及天線分配單元本身.根據(jù)DC-LOOP接線對應表，對DC-LOOP線路進行排查.表2所示為天線分配單元至CI1210板的DCLOOP配線對應關系.

其中，設備RMS監(jiān)控軟件中對DC-LOOP的標注分別為：DCLOOP0-DCLOOP3,而CI1210板上的接口為DCLOOP1-DCLOOP4，因此，軟件中的DCLOOP1參數(shù)實際對應線路中的DCLOOP2連接.分別對線路兩端的接頭和線路本身進行檢測，發(fā)現(xiàn)在天線分配單元端的接頭E脫焊，進行重新焊接后，DCLOOP恢復為正常值39，系統(tǒng)恢復正常.

表2 天線分配單元至CI1210板的DCLOOP配線表

3.2 航向天線監(jiān)控部分故障

3.2.1 故障現(xiàn)象

航向信標雙機監(jiān)控器MON1、MON2的CLDDM、DS-DDM、CLR-DDM參數(shù)偏離正常值較大，如表3所示.

表3 天線監(jiān)控部分故障時主要參數(shù)的監(jiān)控值

3.2.2 故障分析

由于雙機雙監(jiān)控器均出現(xiàn)參數(shù)波動，說明公共部分存在故障，而近場NF正常說明發(fā)射信號是正常的，故障點為天線單元的監(jiān)控部分或監(jiān)控合成單元，由于航道CL、寬度DS和余隙CLR同時波動，而監(jiān)控合成單元對各通道是分別進行檢測的，因此監(jiān)控合成單元故障的可能性較小.故障排查著重于各個天線單元的監(jiān)控耦合板和監(jiān)控電纜的檢查.

3.2.3 故障排查

使用萬用表逐個測量各天線電纜的信號饋入線與屏蔽之間的相對電阻，發(fā)現(xiàn)第5根天線阻止較其它天線明顯過低，為30Ω（其它天線為48-50Ω，理論值50Ω），初步確定故障點為第5根天線的監(jiān)控通道.依次對內(nèi)置監(jiān)控天線（即雙鋼絲線）與前后端天線匹配電路板 FB1526A和監(jiān)控耦合板MO1525的連接進行檢查，鋼絲線與兩塊電路板上的固定螺桿直接為氬氟焊接，通過敲擊晃動，未發(fā)現(xiàn)接觸不良情況.對監(jiān)控耦合板MO1525電路檢查，該板在兩路輸入點處為壓片接觸式設計，長時間使用后，鍍銀接觸面形成氧化，降低信號傳導性，對該兩處壓片點進行防氧化掛錫處理并增加彈簧墊圈后，寬度DS上升為-0.4/-0.4，設備參數(shù)有所好轉(zhuǎn)，但仍未恢復正常，測量天線阻值在30-50Ω浮動，說明仍存在接觸不良.將整個天線卸下后發(fā)現(xiàn)，監(jiān)控耦合板MO1525輸出監(jiān)控電纜在天線單元下方導管內(nèi)一電纜接頭的內(nèi)部銅芯存在松動，對該電纜接頭進行維修加固后，參數(shù)穩(wěn)定，設備恢復正常.

3.3 下滑臺備機故障

3.3.1 故障現(xiàn)象

在飛行校驗過程中，地面設備調(diào)試人員按照機組校驗員的指示，需要將下滑設備由1號機換至2號機工作，以對設備參數(shù)進行檢測，在換機過程中發(fā)現(xiàn)設備備機發(fā)生告警，無法換至2號機工作，在1號機工作未換機時設備工作正常.地面調(diào)試人員將2號發(fā)射機設定為主用，1號機設定為備用，發(fā)現(xiàn)設備自動轉(zhuǎn)換至1號機工作并正常.

吳元梁認為，中國特色社會主義“不是馬克思恩格斯當年所設想的社會主義，也不是“歐美國家的資本主義或別的什么主義”，而是“科學社會主義基本原理與當今時代特征和我國國情相結合的產(chǎn)物，是一種特殊的社會形態(tài)。它凝結了幾代中國共產(chǎn)黨人帶領人民不懈探索實踐的智慧和心血，是馬克思主義中國化的最新成果。”［21］

3.3.2 故障分析

由上述現(xiàn)象可以判定2號機發(fā)生了故障.技術人員通過設定開關在MANUAL位，以保證設備發(fā)生故障不會自動換機.強制開啟2號機，通過觀察，面板顯示PARAM燈和紅色ALARM燈亮，監(jiān)控軟件中顯示射頻電平RF（射頻）數(shù)值只有2V（正常3V），SDM（調(diào)制度和）只有72%（正常80%）.將示波器接C S B輸出口，測量波形圖正常.將示波器接S B O輸出口，發(fā)現(xiàn)其波形圖不正常，由此可以判定2號發(fā)射機的某器件出現(xiàn)故障，需要進一步查明.

3.3.3 故障排查

NM7000儀表著陸系統(tǒng)下滑臺備機發(fā)生故障，不能實現(xiàn)正常啟動，但是主機在正常運作狀態(tài)下，雙監(jiān)控器系統(tǒng)能夠同時監(jiān)控主機與備機，所以，問題多發(fā)生于備機發(fā)射系統(tǒng)，因此對備機發(fā)射系統(tǒng)進行故障分析.通過相關技術的研究與分析發(fā)現(xiàn)，可能導致備機無法正常運行的原因包括以下幾個方面：

(1)制信號產(chǎn)生器信號板LF1576出現(xiàn)故障：經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)該位置不存在故障.

(3)混合網(wǎng)絡出現(xiàn)故障：混合網(wǎng)絡主要是將調(diào)制信號產(chǎn)生器產(chǎn)對頻率合成部分進行調(diào)制合成時的信號進行處理生成能夠檢測的CSB信號.通過檢測CSB信號的功率是否能夠符合標準值來判斷其是否出現(xiàn)故障.在設備正常運作過程中監(jiān)控器旁路.經(jīng)過測試，功率計顯示備機功率值正常，切換至TX2，進行測試顯示結果一致，證明該位置不存在故障.

(4)射頻轉(zhuǎn)換器出現(xiàn)故障：在之前進行功率測試過程中，主機與備機可以進行自由切換，所以可以證實轉(zhuǎn)換器不存在故障.

(5)功放板GPA1581(GPcourse)和 GPA1582A (GPclearance)出現(xiàn)故障：將主機TX1的GPA板切換至備機，監(jiān)控器旁路，將備機進行強制啟動.測試功率值，顯示功率值達到標準值.將備機的GPA板切換至主機，測量SBO信號功率，顯示功率值為2W（正常3W至7W），過低，所以一次性判斷出故障出現(xiàn)在備機的GPA板.此故障首先應進行故障板的更換，為了能有保障儀表著陸系統(tǒng)下滑臺以最短的時間恢復職能，需要迅速的對故障板件進行置換.其中一種方式可以更換故障元器件，通過板件的檢測發(fā)現(xiàn)，GPA板內(nèi)部沒有出現(xiàn)燒毀的元器件，由此可以認為，部分元器件使用時間過程，致使性能有所下降，進而形成的GPA板故障.將正常狀態(tài)下的GPA板與出現(xiàn)故障的GPA板進行對比，對GPA板內(nèi)部的各個元器件進行數(shù)值檢測，同時對元器件的前端與后端的數(shù)值進行檢測，最后判定故障位置為耦合器N49位置，對耦合器進行重新調(diào)整，重新安裝到GPA板內(nèi)部，完成元器件置換，恢復儀表著陸系統(tǒng)下滑臺的功能.

4 總結

儀表著陸系統(tǒng)作為民航飛行保障的重要組成部分，常年不間斷運行，難免會出現(xiàn)老化現(xiàn)象.當設備因老化出現(xiàn)故障時，應通過檢查軟件告警參數(shù)，從發(fā)射機、監(jiān)控器以及功能板件幾方面分析故障原因，并結合設備工作原理及信號走向，快速定位故障點進行維修.日常維護中要及時保存設備參數(shù)并進行比對，發(fā)現(xiàn)參數(shù)出現(xiàn)較大幅度波動應及時開展“預防性維修”，提前將故障隱患排除，以提高設備保障率.

〔1〕Indra Company.NM7013 Instrument Landing System Instruction Manual[M].Oslo Norway, 2013.

〔2〕童克文,鄭青竹,陶然.NM7000航向天線故障排除[J].空中交通管理，2009(5):40,49.

〔3〕張貴興.NORMARC ILS天線系統(tǒng)的安裝調(diào)整[J].中國無線電管理，2001(7):18-19,23.

〔4〕陳康.儀表著陸系統(tǒng)航向信標的分析與研究[J].信息通信,2011,8(6):9-11.

〔5〕榮鋒,苗長云,徐偉.儀表著陸系統(tǒng)信號監(jiān)視儀的研制[J]電子測量與儀器學報,2010,3(9):872-877.

TN911

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1673-260X（2017）02-0064-03

2016-12-12