波音737—800飛機VHFl INOP指示故障分析

默鑫 丁堯 李強

摘要：針對一起波音737-800飛機VHFl INOP故障，從系統原理、部件功能、數據傳輸以及ARINC429傳輸特性等角度出發，分析故障產生原因，并提出排故建議，為類似故障的排除提供參考。

關鍵詞：無線電通信面板；收發機；航線可更換件；ARINC429

甚高頻通信系統為機組提供聲音與數據的視距通信，可用于飛機與飛機之間、飛機與地面之間的短距離通信。其工作的頻率范圍為118.00～136.975MHz，主要部件包括無線電通信面板（RCP）、甚高頻收發機（VHF transceiver）和甚高頻天線（VHF antenna），并使用ARINC429總線作為數據傳輸的主要介質。

1 ARINC429總線簡介

ARINC429總線是美國航空無線電公司（ARINC）制定的一種單向廣播式民用航空數字總線傳輸標準。ARINC429是定義航空電子設備和系統、且彼此之間相互通信的一種規范，設備或系統之間是通過雙絞屏蔽電纜線來傳輸的（一股紅色，一股藍色，屏蔽接地），其結構簡單，性能穩定，抗煩擾性強，最大優勢在于可靠性高，錯誤隔離性好。ARINC429總線系統的結構由某一設備的發送裝置和另一設備的接收裝置及總線組成。數據一般從數據源的發送端流入單個接收端或多個并聯的接收端（最多為20個）。此外，信息不能倒流至已規定為發送端的接口中，只能單方向傳輸。總線數據的傳輸速率分為高低兩檔，高速工作狀態的位速率為lOOkb/s，低速工作狀態的位速率為12～14.5kb/s。

ARINC429協議規定數據傳輸采用雙極性歸零制模式，即調制信號由“高”、“零”和“低”狀態組成。雙極性歸零碼的基本信號波形中攜帶了位同步信息，位同步是通過由零狀態變至“高”或“低”的狀態變化來識別的。傳輸的基本單位為字，每個字由32位組成，包括標號位（LABEL）、源終端識別（SDI）、數據組（Data Field）、符號狀態位（SSM）和奇偶校驗位（P）。總之，飛機采用ARINC429數據總線的優點是克服了模擬傳輸帶來的高成本、傳輸線多、可靠性差等缺點，在減輕了飛機和設備重量的同時又提高了信息傳輸的精確度，現已廣泛應用于民航飛機。

2 故障描述

執行波音737-800飛機定檢時，在后期通電測試階段發現VHF1不工作。在駕駛艙RCP1選擇VHF1，有效頻率窗口（ACTIVE）顯示INOP；在RCP2和RCP3也選擇VHF1，RCP2和RCP3的有效頻率窗口（ACTIVE）同樣顯示INOP。無線電通信面板和狀態顯示圖如圖1所示。此時，飛機供電正常，VHF2和VHF3系統工作正常。在本架飛機定檢之前，機組未提出VHF存在任何使用問題和故障現象。

針對此故障進行排故，過程如下：

1）斷開VHF1跳開關，復位VHF1系統，參考TASK 23-12-41-800-802執行無線電調諧面板的顯示轉換程序。通過對LRU內部模塊的復位，IONP消失，RCPACTIVE窗口顯示正常頻率，VHF1系統工作正常。但是，VHF1系統在長時間通電后，再次顯示INOP信息，VHF1不工作。此故障信息可以被復位，但是時有時無，屬于間歇性故障。

2）按壓RCP上的TEST電門，對VHF收發機進行可靠性檢查。當按壓TEST電門時，停止收發機的干擾抑制，可聽到靜電干擾的聲音。在VHF收發機上按壓TEST電門，起始甚高頻系統自測試，測試包括收發機自測試、輸入串行調諧測試、天線VSWR電壓駐波比測試。VHF收發機的LED指示正常，沒有顯示當前存在任何故障，但RCP上的INOP依然存在。

3）由于當時沒有新的LRU，也沒有條件從其他飛機上串件，只能進行系統之間相同LRU的對調。分別進行了如下部件對調：VHF1收發機與VHF2收發機，RCP1與RCP2，RCP1與RCP3。但是無論怎樣互換，做相同的操作和測試，在任何RCP上選擇VHF1，還是會出現INOP信息，且VHF2和VHF3始終工作正常，顯示正確。因此，對調LRU也無法確定故障源。

4）分析VHF系統原理，當RCP接收不到VHF收發機信號時會顯示INOP。出現此情況的主要原因包括：a.沒有安裝VHF收發機.b.VHF收發機無電源；c.VHF收發機不能發送ARINC 429數據到RCP；d.RCP無法接收到來自VHF收發機的ARINC 429信號；e.連接VHF收發機和RCP之間的線路存在問題。通過之前的檢查可以推斷相關LRU供電正常，并且收發機本身無故障，下一步重點工作是全面檢查導線通路，檢查是否有斷路或短路的情況。根據線路圖手冊，檢查VHF1收發機的OMS DATA OUTPUT、FREQ SEL PORTA& PORT B、PORT SEL DISCRETE與RCP1之間的數據傳輸導線；檢查VHF1收發機與RCP2，RCP3和VHF 2號收發機之間數據傳輸交聯的導線。檢查結果表明，所有導線通路正常，并沒有任何的斷路或短路情況。

5）根據SSM，進一步分析甚高頻通信系統原理和信號傳輸特性，發現VHF收發機將狀態數據（VHFl STATUS 429PORT IN）同時提供至3個RCP（見圖2）。VHF COMM l TRANSCEIVER的C14和D14連接RCPl D10601的1釘和2釘；連接RCP2 D10603的1釘和2釘；連接RCP3D10605的1釘和2釘。因此，3個RCP應該是同時接收到VHFl STATUS信息，設備之間的傳輸介質為ARINC 429總線。通過量線，確定線路沒有問題。執行VHF自測試，確定收發機本身無故障。因此推斷，很可能是由于某一個RCP內部模塊的間隙性故障導致了出現INOP信息。由于對調RCP不能確定故障件，所以必須使用可用件進行排故，最后發現其中一個RCP存在故障，其1釘和2釘短路。鑒于ARINC 429單向傳輸的特性，以及3個RCP并聯關系，判定故障原因為：一個RCP內部模塊間隙性短路，使ARINC 429總線短路，又由于并聯關系，導致連接3個RCP的線路都存在短路問題，因此在任何RCP上選擇VHF1，都會顯示INOP信息。由于ARINC429的單向傳輸特性，RCP短路并不會影響收發機發射輸出數據，更不會影響收發機的自測試。

3總結

在條件允許的情況下，排故時最好使用已知、可用的LRU，或者使用其他飛機系統工作正常的LRU，盡量避免在有潛在故障或有不確定因素的情況下，同一架飛機系統間相同LRU的對調。ARINC 429已廣泛應用在民航客機中，且越來越多的航空電子設備采用了數字化技術，數字傳輸成為設備之間主要的傳輸途徑。在分析電路和原理時，一定要考慮ARINC 429的單向傳輸特性。