GARMIN1000系統(tǒng)維修平臺(tái)搭建預(yù)研究

劉媛媛

摘 要：飛行訓(xùn)練是一項(xiàng)造價(jià)極高，同時(shí)極具危險(xiǎn)性的活動(dòng)，在國(guó)內(nèi)外所有的飛行訓(xùn)練中都是由專業(yè)教員帶領(lǐng)學(xué)員在同一架飛行器上進(jìn)行的。有經(jīng)驗(yàn)的教員除了需要糾正飛行學(xué)員的操作故障之外，也起到監(jiān)督保護(hù)飛行員和設(shè)備安全的職責(zé)。由于飛行器是由學(xué)員操縱的，在飛行器中還設(shè)置有專門(mén)的設(shè)備和軟件，以輔助飛行教員進(jìn)行更加詳細(xì)完善的數(shù)據(jù)判斷。目前市場(chǎng)針對(duì)這一需求也推出了很多解決方案，方案形式主要為計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)，希望通過(guò)系統(tǒng)輔助提高人員對(duì)于信息的感知效率。GARMIN1000系統(tǒng)是此類系統(tǒng)中的佼佼者，其對(duì)于飛行安全至關(guān)重要的數(shù)據(jù)通過(guò)整合排列顯示在兩至三塊顯示屏上，幫助飛行員和維修保養(yǎng)人員更好地掌握必要數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵詞：GARMIN1000；機(jī)務(wù)人員；飛行數(shù)據(jù)

中圖分類號(hào)：V243 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）35-0028-02

Abstract： Flight training is a very costly and dangerous activity， which is carried out on the same aircraft by professional instructors in all flight training at home and abroad. In addition to the need to correct the operational problems of the pilot cadets， experienced instructors are also responsible for supervising the safety of pilots and equipment. As the aircraft is operated by cadets， special equipment and software are also installed in the aircraft to assist flight instructors in making more detailed and sophisticated data judgments. At present， the market for this need has also introduced a lot of solutions， mainly in the form of computer-aided systems， so as to improve the efficiency of personnel perception of information through the system assistance. The GARMIN1000 system is one of the best of its kind， where data critical to flight safety are displayed on two or three screens in an integrated array to help pilots and maintenance personnel better grasp the necessary data.

Keywords： GARMIN1000； crew； flight data

1 訓(xùn)練飛機(jī)維護(hù)難點(diǎn)

在日常進(jìn)行的飛行訓(xùn)練過(guò)程中，飛行教員不但要將注意力集中在飛行姿態(tài)和設(shè)備工作狀態(tài)上，同時(shí)還要分心去注意學(xué)員在操作中是否具有不規(guī)范的情況，這對(duì)于其注意力是極大的挑戰(zhàn)，而且勢(shì)必會(huì)出現(xiàn)一部分精力分散的情況。在分散精力的工作狀態(tài)下，飛行教員可能難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)一些細(xì)小的參數(shù)變化情況，而作為飛行器的駕駛者，飛行學(xué)員對(duì)于設(shè)備的性能了解和駕駛技巧掌握程度都不夠，在日常飛行過(guò)程中其主要精力都集中于基本的飛行姿態(tài)和一些大致的參數(shù)，高壓緊張的心理狀態(tài)導(dǎo)致飛行員有時(shí)會(huì)忽略一些參數(shù)變化，而這些參數(shù)實(shí)際上是反映整個(gè)飛行器工作狀態(tài)的重要參考，很多時(shí)候一些潛在的安全隱患都會(huì)通過(guò)這些數(shù)據(jù)參數(shù)顯現(xiàn)出來(lái)，提醒飛行員注意進(jìn)行控制。而由于飛行教員和飛行學(xué)員的精力限制，導(dǎo)致其不能準(zhǔn)確及時(shí)的發(fā)現(xiàn)這些參數(shù)變化，從而對(duì)一些隱藏較深的可能故障不能及時(shí)處理。同時(shí)由于飛行員的飛行經(jīng)驗(yàn)較淺，所以在面對(duì)突發(fā)事件時(shí)無(wú)法及時(shí)準(zhǔn)確的做出正確判斷，在相應(yīng)的操作時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題。對(duì)于飛行器處于飛行過(guò)程中的一些隱形故障和算術(shù)故障，飛行教員和學(xué)員都可能由于各方面原因而無(wú)法及時(shí)的發(fā)現(xiàn)，造成這些故障無(wú)法被及時(shí)的排除。諸如空中發(fā)動(dòng)機(jī)瞬間抖動(dòng)，這一類發(fā)動(dòng)機(jī)的瞬間故障只有通過(guò)仔細(xì)觀察相應(yīng)的參數(shù)，才能發(fā)現(xiàn)，而由于飛行教員和學(xué)員此時(shí)的狀態(tài)，可能會(huì)導(dǎo)致對(duì)于這些數(shù)據(jù)參數(shù)的變化，無(wú)法及時(shí)的發(fā)現(xiàn)。甚至在給機(jī)務(wù)人員反映故障時(shí)連故障現(xiàn)象都描述不清楚。這就給機(jī)務(wù)維護(hù)人員排除故障帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。

與普通飛機(jī)相比，訓(xùn)練機(jī)的日常使用頻率更高，而且由于飛行學(xué)員對(duì)于飛機(jī)性能和飛行姿態(tài)的掌握還不夠熟練，在訓(xùn)練過(guò)程中，可能出現(xiàn)一些加大飛機(jī)損耗的習(xí)慣和操作，進(jìn)一步減少了訓(xùn)練飛機(jī)的使用壽命。在頻繁的訓(xùn)練過(guò)程中起落次數(shù)較多，對(duì)于飛行器的發(fā)動(dòng)機(jī)和起落架部分的使用和磨損情況較為嚴(yán)重，長(zhǎng)時(shí)間的使用磨損使起落架和發(fā)動(dòng)機(jī)成為了該類機(jī)型故障發(fā)生的重點(diǎn)區(qū)域，而這兩部分對(duì)于飛機(jī)使用安全又有著非常重要的影響作用，如果在飛行訓(xùn)練之前不能及時(shí)排除該區(qū)域存在的安全隱患，對(duì)于飛行安全就會(huì)造成嚴(yán)重的威脅。

CESSNA172R型飛機(jī)是我國(guó)培養(yǎng)飛行員的常用機(jī)型，在大多數(shù)訓(xùn)練基地都有改型飛機(jī)的入場(chǎng)，其搭載的GARMIN1000系統(tǒng)在一開(kāi)始就支持自檢功能和故障提示功能。雖然在原始設(shè)計(jì)階段就已經(jīng)考慮到了自動(dòng)檢查和故障提醒的功能，但事實(shí)上其能夠檢測(cè)的范圍有限，在日常使用過(guò)程中其能夠起到的提示作用僅僅作用于電子設(shè)備，而對(duì)于飛機(jī)機(jī)械設(shè)備的故障情況無(wú)法進(jìn)行檢測(cè)和告警，使得飛機(jī)在工作狀態(tài)下仍然有安全隱患排查盲區(qū)。由于這一類故障無(wú)法被數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的概括和體現(xiàn)，所以無(wú)論是飛行人員還是飛機(jī)維修人員，在面對(duì)相應(yīng)故障時(shí)，可能都需要花費(fèi)較多的時(shí)間才能夠發(fā)現(xiàn)，雖然其維修成本很小，但是由于在日常的維修和飛行過(guò)程中難以被工作人員所發(fā)現(xiàn)，所以發(fā)現(xiàn)此類問(wèn)題只能依靠例行檢查使工作人員按照規(guī)范和工作順序進(jìn)行全面檢查時(shí)才會(huì)被發(fā)現(xiàn)。而在這個(gè)時(shí)間差內(nèi)的飛行過(guò)程，都會(huì)存在一定的安全隱患。目前相應(yīng)的提醒裝置在對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)損失故障的發(fā)現(xiàn)率上，還存在著不足，無(wú)法及時(shí)準(zhǔn)確的告知飛行人員和檢修人員關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)損失故障方面所存在的問(wèn)題，而機(jī)組維護(hù)人員由于缺乏準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持，在發(fā)現(xiàn)和確定故障過(guò)程中需要花費(fèi)很多的時(shí)間和精力，而最終進(jìn)行這一問(wèn)題的維修，所需要花費(fèi)的成本卻是極小的，兩者之間的投入和產(chǎn)出極不平衡。

2 飛行數(shù)據(jù)記錄功能的實(shí)現(xiàn)

在不斷的使用過(guò)程中，飛行員和地勤保障人員也將自己對(duì)于該系統(tǒng)的使用經(jīng)驗(yàn)和建議提供給了系統(tǒng)供應(yīng)商，在結(jié)合使用情況的調(diào)查后，該系統(tǒng)也在不斷升級(jí)以彌補(bǔ)之前存在的技術(shù)問(wèn)題。在最新一次系統(tǒng)大的升級(jí)中，又有一些新功能的問(wèn)世。例如此次的系統(tǒng)升級(jí)內(nèi)容中有一項(xiàng)是為飛機(jī)提供格式記錄飛行數(shù)據(jù)的功能，在原有的系統(tǒng)中，位于駕駛艙內(nèi)的兩塊數(shù)據(jù)顯示屏的主要任務(wù)是為飛行人員提供飛機(jī)實(shí)時(shí)的導(dǎo)航、飛行姿態(tài)、發(fā)動(dòng)機(jī)重要參數(shù)、電子檢查單……為了能夠保存相應(yīng)的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)在顯示器中內(nèi)置了可以安裝SD卡的專門(mén)插槽，以方便隨時(shí)記錄飛機(jī)的重要數(shù)據(jù)，在飛行任務(wù)結(jié)束后地勤人員通過(guò)檢查SD卡中的相應(yīng)參數(shù)就可以對(duì)飛機(jī)飛行過(guò)程中留下的各個(gè)時(shí)間段的情況進(jìn)行了解，達(dá)到掌握飛機(jī)工作狀態(tài)的目的。存儲(chǔ)系統(tǒng)由飛機(jī)電門(mén)控制，當(dāng)飛機(jī)電子系統(tǒng)啟動(dòng)后會(huì)激動(dòng)激活存儲(chǔ)系統(tǒng)，系統(tǒng)開(kāi)始記錄工作，數(shù)據(jù)記錄的時(shí)間間隔為一秒，所記錄的數(shù)據(jù)包括了大部分導(dǎo)航數(shù)據(jù)和所有的發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)。當(dāng)飛機(jī)關(guān)閉電子設(shè)備總電門(mén)后，數(shù)據(jù)的記錄功能就立即停止。這樣的機(jī)制可以幫助后期維護(hù)保養(yǎng)人員在進(jìn)行設(shè)備維護(hù)的過(guò)程中能夠更好的掌握飛機(jī)飛行階段發(fā)動(dòng)機(jī)區(qū)域的數(shù)據(jù)記錄，通過(guò)分析以上數(shù)據(jù)反向得出飛行設(shè)備的發(fā)動(dòng)機(jī)在使用過(guò)程中反映出的所有參數(shù)，幫助工作人員更好的還原當(dāng)時(shí)設(shè)備的工作狀態(tài)，以更好地掌握發(fā)動(dòng)機(jī)的使用狀態(tài)，并根據(jù)某些特征數(shù)值判斷發(fā)動(dòng)機(jī)是否出現(xiàn)故障或疑似出現(xiàn)故障。

3 運(yùn)行機(jī)理

該系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)理為，當(dāng)飛機(jī)電子設(shè)備總電門(mén)接通以后，就會(huì)自動(dòng)激活系統(tǒng)運(yùn)作，系統(tǒng)在開(kāi)啟階段會(huì)自動(dòng)篩選飛行數(shù)據(jù)并進(jìn)行記錄，為了保證數(shù)據(jù)記錄的精度，設(shè)置的記錄間隔時(shí)間為1s，系統(tǒng)篩選的數(shù)據(jù)主要集中在導(dǎo)航和發(fā)動(dòng)機(jī)兩方面。

（1）當(dāng)機(jī)務(wù)人員需要對(duì)飛行數(shù)據(jù)進(jìn)行查看時(shí)，只需要取出SD卡，用任意的讀卡器都可以對(duì)其進(jìn)行讀取。文件名格式設(shè)置為記錄時(shí)間，例如文件名為“l(fā)og_130421_173630_zuuu”，就表示飛機(jī)電子設(shè)備于2013年4月21日17點(diǎn)36分30秒開(kāi)始接通電源并工作，后面的四位字母表示離飛機(jī)最近的機(jī)場(chǎng)，同時(shí)該系統(tǒng)與Excel軟件的兼容性極好，可以采用直接導(dǎo)入的方式利用Excel對(duì)任意時(shí)間段記錄下的飛行數(shù)據(jù)進(jìn)行查看，極大的提高了工作人員的工作效率和使用平臺(tái)兼容性。

（2）在飛行器飛行過(guò)程中有多種原因可能會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生瞬時(shí)抖動(dòng)的情況，假設(shè)是由于火花塞所引起的故障之前在沒(méi)有相應(yīng)飛行數(shù)據(jù)的支持下，工作人員所要面臨的排查范圍是所有會(huì)涉及到發(fā)動(dòng)機(jī)瞬時(shí)抖動(dòng)的情況，這是一個(gè)非常巨大的工程量，要想對(duì)所有可能造成發(fā)動(dòng)機(jī)損失抖動(dòng)的因素進(jìn)行一一排查，會(huì)占用大量的工作時(shí)間，在很大程度上限制了工作人員的工作效率。而且有些故障在短時(shí)間內(nèi)可能不會(huì)重復(fù)出現(xiàn)，即使工作人員進(jìn)行地面試車(chē)的操作，可能該故障的情況也不會(huì)再次出現(xiàn)，這就會(huì)誤導(dǎo)維修人員。針對(duì)這種情況，機(jī)務(wù)人員要將所有的火花塞進(jìn)行拆除，逐一對(duì)其進(jìn)行檢查，而且判斷依據(jù)只能靠工作人員長(zhǎng)期工作所積累下的經(jīng)驗(yàn)，由于不同原因所造成的故障，可能會(huì)超過(guò)工作人員的工作經(jīng)驗(yàn)，造成工作人員判斷失誤。這樣的處理辦法沒(méi)有工作效率，并且缺乏可靠性，而現(xiàn)在有了相應(yīng)的飛行數(shù)據(jù)，工作人員只需要在電腦上進(jìn)行操作，就可以對(duì)所有在飛行過(guò)程中出現(xiàn)故障的區(qū)域進(jìn)行鎖定，極大的壓縮工作人員用于排查所需的工作時(shí)間，大幅度提升了工作效率，并減輕了工作強(qiáng)度。

（3）除了可以對(duì)飛行數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和排查之外，工作人員還可以結(jié)合EGVIEW軟件繪制出直觀的發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)變化規(guī)律曲線幫助工作人員了解在整個(gè)飛行過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)所處于的工作狀態(tài)，這樣直觀的方式能夠更好的幫助工作人員進(jìn)行工作狀態(tài)判斷。而且這樣的曲線可以同時(shí)表示機(jī)群的發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)，這樣可以將原來(lái)出現(xiàn)幾率較小但確實(shí)存在機(jī)械故障通過(guò)擴(kuò)大數(shù)量級(jí)的方式表現(xiàn)出來(lái)。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，該平臺(tái)開(kāi)發(fā)可實(shí)現(xiàn)拆換件次數(shù)的降低，可以使故障診斷速度得到有效提高，進(jìn)而達(dá)到人力成本節(jié)約的目的，還可進(jìn)一步減少在更換過(guò)程中發(fā)生人為錯(cuò)誤的情況。同時(shí)分析儀有故障的特點(diǎn)，并且作出應(yīng)急措施可使故障重復(fù)性發(fā)生的可能性降低，減少維修所用的成本。培訓(xùn)系統(tǒng)維護(hù)人員，幫助其了解g1000系統(tǒng)的特點(diǎn)以及故障排除方法等，可以提高整個(gè)維護(hù)隊(duì)伍人員的相關(guān)技術(shù)水平，實(shí)現(xiàn)維護(hù)工作的可靠性。最為重要的則是使飛行安全系數(shù)得到增加，在飛機(jī)上天前把已有故障全部解決，甚至可以采取一些措施規(guī)避故障的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

[1]任可，茍江.GARMIN1000航空電子系統(tǒng)原理及維護(hù)方法[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2009（2）：87-89.

[2]呂偉，馮斌，魏麟.GARMIN G1000系統(tǒng)維修平臺(tái)設(shè)計(jì)[J].中國(guó)民航飛行學(xué)院學(xué)報(bào)，2013（5）：5-7，11.

[3]周小猗.Garmin1000系統(tǒng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)應(yīng)用研究[J].數(shù)字化用戶，2017，（27）：142-143.

[4]門(mén)義舉.GARMIN G1000排故專家系統(tǒng)開(kāi)發(fā)[D].電子科技大學(xué)，2009.

[5]張磊，林榮超，王國(guó)東，等.小型飛機(jī)先進(jìn)綜合座艙電子系統(tǒng)架構(gòu)研究[J].航空計(jì)算技術(shù)，2010（5）：122-125，130.

[6]邱嘯.G1000系統(tǒng)中GMA1347部件及其常見(jiàn)故障分析[J].科學(xué)與信息化，2018（6）：75-76.