飛機航電系統故障分析方法與故障診斷技術研究

許明軒

（中航通飛研究院有限公司，廣東 珠海 519040）

現階段民航飛機的日常地面維護工作中，絕大多數的飛機航電系統故障問題，都是經過對LRU系統的更換，或者LRM組件的更換，有效排除故障問題。相對來講此種故障排除方法，思路較為簡單，并未對地面維護人員提出較高的技能要求。地面維護人員在對故障分析診斷過程中，只需要掌握熟悉的系統原理構造，并且經查閱有關故障系統的手冊，通過航電系統的設備故障代碼，就能完成系統故障分析及排除。而飛機航電系統一旦出現故障問題，必然會對飛機的飛行安全造成影響。同時隨著科技水平不斷創新，飛機航電系統組成逐步復雜化，簡單的人工排查難以快速準確的定位故障。因此，對航電系統故障診斷技術加以解決，已經成為現階段的研究重點。

1 飛機航電系統故障診斷

1.1 通信導航系統故障

飛機通信系統中，包含了諸多功能單元，比如甚高頻電臺、短波電臺、機內通話器以及其他通信設備等，在航電系統運行中，實現對信號的接收處理，同時能夠實現對所接收的相應信號，在處理之后發送至顯示平臺。導航系統更是飛機航電系統中尤為重要的關鍵組成，比如GPS導航、慣性導航系統、近地告警系統、航向姿態系統、ILS系統等，其為飛機正常飛行提供必不可少的指引和指示。通過維修實踐經驗總結，通信導航系統中主要存在的故障問題：其一就是COM信號接收/發送過程中存在的故障，此種故障情況主要表現在組件之間的整體信號質量相對較差，無法實現信號的正常傳輸與溝通；其二就是GPS系統并不能夠及時有效的對有關衛星信號加以獲取，同時還會出現相應的信號接收故障問題。

1.2 飛行指示系統故障

飛行指示系統綜合了眾多傳感器設備信息，能夠準確的對飛機飛行參數加以顯示，可以在運行中，將飛機不同飛行狀態，以及各類具體飛行參數，精準的傳遞至中央處理機，并經過有效綜合后顯示出來。但是由于測量傳感器在嚴酷的工作狀態下對其所處的運行狀態存在較高要求，因此無論在飛機的運行過程中發生任何問題，都會對飛行指示系統運行造成較大影響而最終導致飛機的飛行參數顯示故障。通過維修實踐經驗總結，飛行指示系統出現的故障，主要存在幾個方面原因，包括由于飛機本身振動所致使設備/系統間連接中斷、不同設備之間的數據通道失效，以及諸多電子類產品的信號收發受到較大干擾等。

1.3 發動機參數指示系統故障

發動機是飛機在運行過程中的關鍵動力，發動機系統包含了諸多組件參數，根據維修實踐經驗來看，發動機系統設備的故障問題，無論是出現于何種環節，都會對其整體運行參數造成干擾。發動機系統的具體運行參數，主要故障問題絕大多數是由發動機內部組件、不同組件/模塊之間，數據通道發生失效情況而導致的。

2 飛機航電系統常用故障診斷方法

隨著我國航空事業的飛速發展，航電系統故障診斷技術也不斷進步，當前針對航電故障問題的診斷方法，主要可以將其歸納為三類：其一是基于解析模型的故障診斷法，在應用該種方法中，能夠實現對故障問題的動態化診斷。但是由于在實際的診斷工作中，通常無法獲取較為精準的模型，因而使得該診斷方法的應用存在一定局限性；其二是基于信號處理的故障診斷方法，在使用此種方法過程中，無需故障模型即可完成診斷，相對較為簡單。但是此種診斷方法往往無法充分利用故障信息，因而致使故障現象之間存在較多的不確定因素；其三是基于知識故障診斷法，此種方法能夠模擬人的思維，在無需定量數學模型下完成故障診斷，同時還能夠充分合理的利用故障信息。但是此種方法通常具備較高的算法復雜度，先進合理的算法一直在發展。無論運用哪種診斷方法，都應當根據故障問題實際情況而選擇針對性的診斷方法。

3 一種故障分析及診斷設計實例

現階段針對飛機航電系統的運行系統故障問題診斷分析，包括了多種方法。通過借助故障診斷方法，結合飛機的航電系統中的高頻通話故障問題，展開故障分析及診斷系統設計。

高頻通話故障主要表現為：當飛機工作人員，想要與塔臺溝通過程中，始終無法確保兩者之間能夠有效聯系，飛機仍然處于發話狀態。而在此通話過程中，塔臺無法接收飛機的有關通話信息，完全處于盲區狀態，所接收到的全部都是飛機運行中的空中噪音。但是，負責維修的航電系統維修人員并未能夠在對地面塔臺的系統運行問題監測中發現具體的故障因素。只要飛機一處于飛行狀態，那么就會斷斷續續的出現此種高頻通話故障問題。此種工作狀態還會時好時壞，最終致使飛機發生故障問題無法飛行。

排除故障問題過程：對于上述所出現的故障問題，在飛機的飛行狀態下會時有時無，而處于地面狀態的航電系統并不存在任何異常情況，由此在一定程度上加大了故障診斷及排除困難。如果故障問題始終存在，那么必然能夠及時確定產生故障問題的主要原因，通過組建航電系統故障診斷小組，在查閱有關維修資料后，對飛機維護手冊、飛機航電系統原理圖、系統線路圖以及飛機圖解部件目錄手冊等有關資料加以查閱分析，同時召開有關專題類研討會議，通過分析探討制定如下故障排除診斷方案：首先，應當對串件加以診斷，在該系統中不存在串件危險問題，由此串件后判斷正常；再者應當詳細檢查能夠接近的設備和連接件，詳細檢查后發現不存在問題；其次對有關系統線路加以測量，同樣沒有發現任何問題；最后通過聯系有關生產企業，也沒有發現故障問題。

針對該故障問題展開了系列性的診斷排除，但并未在航電系統中發現故障問題。因此需要對飛機的機組和塔臺通信之間，使用耳機聯系的有關故障因素進行排查。從對耳機話筒組著手，在拆開麥克插口之后，發現內部遺留斷裂插頭類的銅質碎片。此種碎片遺留在插孔內部，會隨著飛機在飛行過程中隨機移動，在特定情況下就會導致插孔內部的線路短路問題，從而導致機組和塔臺間在通話過程中，出現干擾的情況。

4 結語

本文研究分析了飛機航電系統的故障分析方法，以及診斷系統設計方法。故障診斷更需要飛機設計、使用、維修單位，重視航電系統故障排查定位數據的統計與分析，建立可共享的故障數據庫，同時通過提升檢修人員的自身經驗及技能水平來提高故障診斷效率。只有通過不斷的實踐、總結、提高，才能逐步提升飛機航電系統的故障診斷效率，促進航空事業的良好發展。