航空電子設(shè)備機(jī)上線(xiàn)路故障分析

秦 逸

（中國(guó)民用航空飛行學(xué)院，廣漢 618300）

某型通航飛機(jī)在起飛過(guò)程中，機(jī)組發(fā)現(xiàn)中央儀表板下部，腳蹬位置有閃光（共3次，持續(xù)2秒左右），聞到焦糊味，襟翼位置指示10°（正常起飛收襟翼應(yīng)在0°位置），機(jī)組立即中斷起飛，脫離跑道后實(shí)施著陸后檢查項(xiàng)目時(shí)收放襟翼無(wú)反應(yīng)。后經(jīng)機(jī)務(wù)人員初步目視檢查發(fā)現(xiàn)，中央操縱臺(tái)下部一束導(dǎo)線(xiàn)與相鄰金屬加強(qiáng)片相磨，其中一根導(dǎo)線(xiàn)外部絕緣膠皮磨破，線(xiàn)芯裸露，該部位有跳火痕跡，造成了該導(dǎo)線(xiàn)芯線(xiàn)磨破短路，導(dǎo)線(xiàn)燒蝕斷路，如圖1所示。通過(guò)普查發(fā)現(xiàn)機(jī)隊(duì)有11架同型飛機(jī)該位置導(dǎo)線(xiàn)有松弛或相磨的現(xiàn)象。

為民之心是初心，一切為了群眾，群眾就是一切。為保障轄區(qū)居民餐桌飲食安全，2015年，江岸區(qū)食藥監(jiān)局摸索出農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)蔬菜農(nóng)殘檢測(cè)新模式，成為全市“吃螃蟹第一人”。局黨組以民為本，找準(zhǔn)第三方檢測(cè)破局破題，充分激活檢測(cè)潛力，收獲監(jiān)管紅利。

圖1 燒蝕斷路

伴隨著航空技術(shù)的進(jìn)步，無(wú)論是軍用航空還是民用航空都得到了長(zhǎng)足發(fā)展，飛行器類(lèi)型與性能得到了提升，發(fā)揮著重要作用。航空電子設(shè)備關(guān)系著航空器飛行穩(wěn)定，而機(jī)上線(xiàn)路故障則是設(shè)備常見(jiàn)故障問(wèn)題，怎樣進(jìn)行故障問(wèn)題分析得到重視。

1 航空電子設(shè)備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

航空電子技術(shù)作為航空飛行器重要環(huán)節(jié)，其中包含通訊系統(tǒng)、空氣控制系統(tǒng)、自動(dòng)化控制等。航空電子設(shè)備系統(tǒng)呈現(xiàn)分布式實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包含處理器、傳感器網(wǎng)絡(luò)、信息顯示控制設(shè)備、航空系統(tǒng)總線(xiàn)。航空電子設(shè)備失效指的是一定環(huán)境下系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能是否可以準(zhǔn)確執(zhí)行，失效原因分為內(nèi)部與外部。其中，內(nèi)部原因是系統(tǒng)硬件、軟件設(shè)計(jì)不足，在實(shí)際運(yùn)行中難以發(fā)揮有效作用。外部原因是航空電子設(shè)備有耦合關(guān)系的其他機(jī)載系統(tǒng)，外界因素與人為因素造成系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生變化。此外，失效又可以分為物理失效與功能失效，物理失效為物理構(gòu)件性能降低。功能失效為無(wú)法發(fā)揮功能作用。

2 航空電子設(shè)備機(jī)上線(xiàn)路故障影響因素

航空電子設(shè)備機(jī)上線(xiàn)路呈成束埋設(shè)，根據(jù)輸送信號(hào)頻率劃分為低頻、高頻線(xiàn)路。相應(yīng)傳輸信號(hào)頻率不一，高頻線(xiàn)路主要為屏蔽線(xiàn)束、低頻線(xiàn)路則為非屏蔽線(xiàn)束。機(jī)上線(xiàn)路穿艙為對(duì)接插頭、密封導(dǎo)套、鉆孔密封，通過(guò)連接器與電子設(shè)備、天線(xiàn)連接，連接器種類(lèi)較多，例如：TNC、BNC等。機(jī)上線(xiàn)路和連接器連接為焊接形式。結(jié)合航空電子設(shè)備機(jī)上線(xiàn)路埋設(shè)組成，機(jī)上線(xiàn)路核心問(wèn)題分為機(jī)上線(xiàn)束、屏蔽接地、連接地。引起故障原因分為短路、斷路、接地不良。第一，短路、斷路。短路、斷路是航空電子設(shè)備機(jī)上線(xiàn)路故障常見(jiàn)問(wèn)題，首先，機(jī)上線(xiàn)束和連接器接觸不良主要因?yàn)榫€(xiàn)路質(zhì)量未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，焊接工藝不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，存在虛焊、短焊現(xiàn)象。航空器飛行過(guò)程中振動(dòng)，線(xiàn)束和連接器機(jī)上未固定使得線(xiàn)路和連接器接觸位置不斷振動(dòng)、承載壓力過(guò)繼而產(chǎn)生故障。加之，缺少檢修維護(hù)，線(xiàn)束和連接器連接處漏水、高溫、摩擦，未及時(shí)處理出現(xiàn)故障。產(chǎn)品劣質(zhì)，線(xiàn)束、連接器加工材料老化。其次，連接器主體接觸不良則是由于連接器缺少維護(hù)，例如：連接器松懈、振動(dòng)影響、保護(hù)措施不當(dāng)?shù)取０惭b拆卸過(guò)程中沒(méi)有根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行，過(guò)緊或過(guò)松造成連接器形狀受損、針腳彎曲、受損。生產(chǎn)過(guò)程中工藝技術(shù)不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，例如：焊接時(shí)間長(zhǎng)、焊接溫度高、壓接力量較大使得連接器結(jié)構(gòu)變化。此外，連接器生產(chǎn)工藝不符合規(guī)程，例如：材料老化嚴(yán)重、強(qiáng)度低、抗震性差。第二，機(jī)上線(xiàn)束接觸不良。當(dāng)機(jī)上線(xiàn)路埋設(shè)到飛機(jī)后，狀態(tài)改變概率較低，故障問(wèn)題率低，但也仍然存在。機(jī)上線(xiàn)束埋設(shè)不科學(xué)導(dǎo)致機(jī)上線(xiàn)束固定過(guò)緊、過(guò)松，埋設(shè)彎曲半徑難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。例如：過(guò)緊引起機(jī)上線(xiàn)束長(zhǎng)時(shí)間處于受力條件，并且受航空器振動(dòng)影響使得機(jī)上線(xiàn)束斷路；過(guò)松則會(huì)造成機(jī)上線(xiàn)束與機(jī)體各構(gòu)件發(fā)生碰撞、摩擦，長(zhǎng)此以往造成斷路。高頻線(xiàn)路使用同軸線(xiàn)纜對(duì)機(jī)上線(xiàn)束彎曲半徑要求較高，一旦埋設(shè)彎曲半徑達(dá)不到要求就會(huì)引起線(xiàn)路斷裂、減弱信號(hào)傳輸而出現(xiàn)故障問(wèn)題。另外，缺少維護(hù)也是導(dǎo)致機(jī)上線(xiàn)束故障主要因素，例如：尖銳物體劃傷機(jī)上線(xiàn)束、雜物未及時(shí)清理等都會(huì)引發(fā)故障問(wèn)題。第三，接地不良。機(jī)上線(xiàn)路接地分為搭鐵線(xiàn)接地與外殼接地，接地不良會(huì)影響航空電子設(shè)備運(yùn)行。搭鐵接線(xiàn)故障影響因素包括：搭鐵線(xiàn)沒(méi)有安裝至接地位置、安裝位置有絕緣物質(zhì)、搭鐵線(xiàn)斷開(kāi)。外殼接地影響因素包含：機(jī)上線(xiàn)束屏蔽層和連接器連接不穩(wěn)定、外殼與連接器沒(méi)有接地。

3 航空電子設(shè)備機(jī)上線(xiàn)路故障處理方法

除此之外，維修人員做好維修控制，制定可行性預(yù)防方案。航空電子設(shè)備機(jī)上線(xiàn)路保護(hù)應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求操作。機(jī)上線(xiàn)路埋設(shè)準(zhǔn)備過(guò)程中根據(jù)定義導(dǎo)通機(jī)上線(xiàn)路、絕緣測(cè)試、抗震性，保證達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)需求。埋設(shè)時(shí)，做好溫度環(huán)境、電磁環(huán)境控制，規(guī)避漏油、漏水區(qū)域或是制定保護(hù)方案隔離周?chē)鷺?gòu)件，防止碰撞、摩擦，機(jī)上線(xiàn)路接地就近展開(kāi)，保證順利接地。最后，機(jī)上導(dǎo)通，確定機(jī)上連接準(zhǔn)確，使用兆歐表展開(kāi)性能檢驗(yàn)，保證線(xiàn)束良好，確保線(xiàn)路電壓、電阻、接地滿(mǎn)足要求。嚴(yán)格根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求檢查，保證及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障問(wèn)題。

維修人員定期檢驗(yàn)航空電子設(shè)備、機(jī)上線(xiàn)路。機(jī)上線(xiàn)路故障包括斷線(xiàn)、接地?cái)嚅_(kāi)、絕緣層受損等，能夠在檢查中及時(shí)發(fā)現(xiàn)。通過(guò)故障隔離與故障定位也能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題。第一，檢修人員通過(guò)肉眼觀(guān)看檢查機(jī)上線(xiàn)路保護(hù)是否受損、絕緣層是否破損、線(xiàn)路是否斷裂、屏蔽層是否接地。機(jī)上線(xiàn)束和連接器連接檢查應(yīng)把連接器拆除、分開(kāi)。不過(guò)，這種方法在簡(jiǎn)單故障問(wèn)題排查上較為適用，對(duì)于復(fù)雜故障則難以發(fā)現(xiàn)。第二，通過(guò)有效監(jiān)測(cè)設(shè)備排除故障。首先，使用萬(wàn)用表，通過(guò)萬(wàn)用表電壓、電流檔、歐姆檔即可檢測(cè)到線(xiàn)路故障問(wèn)題，尤其是數(shù)字萬(wàn)用表的二極管檢查檔，迅速找到機(jī)上線(xiàn)路和連接器焊接狀態(tài)，有無(wú)短路問(wèn)題、接地狀態(tài)。其次，使用搖表，航空電子設(shè)備機(jī)上線(xiàn)路隱性故障排除有無(wú)短路、斷路，應(yīng)用效果良好。不過(guò)，在檢測(cè)接入航空器線(xiàn)路網(wǎng)的機(jī)上線(xiàn)路不建議使用，要求保證機(jī)上線(xiàn)路與設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)完全斷開(kāi)，否則容易造成設(shè)備受損。最后，使用功率表，航空電子設(shè)備是利用天線(xiàn)傳輸信號(hào)，設(shè)備和天線(xiàn)之間為高頻線(xiàn)束連接。高頻線(xiàn)束的機(jī)上埋設(shè)能否達(dá)到要求建議利用功率計(jì)測(cè)量確定，排除隱蔽故障，例如：連接器屏蔽層和線(xiàn)芯故障、高頻線(xiàn)束的線(xiàn)芯和連接器線(xiàn)芯接觸不良。關(guān)于專(zhuān)業(yè)航空電子設(shè)備機(jī)上線(xiàn)路建議選擇專(zhuān)業(yè)測(cè)試設(shè)備，有助于及時(shí)排除故障問(wèn)題。

將歐式貼近度的概念融入到智慧城市建設(shè)公眾參與水平評(píng)價(jià)中，能夠直觀(guān)地反映出兩個(gè)模糊集的貼近程度，其值越小表示兩者越疏遠(yuǎn)，反之則表示越接近.由于公眾參與水平評(píng)價(jià)屬于綜合系統(tǒng)性評(píng)價(jià)，所以采用先乘后加算法對(duì)歐式貼近度進(jìn)行計(jì)算，貼近度越接近1，說(shuō)明公眾參與水平越高.根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)熵權(quán)wij及差平方復(fù)合模糊物元可得出歐式貼近度復(fù)合物元模糊矩陣RD為[10]

4 信息技術(shù)下故障診斷技術(shù)展望

4.1 多傳感器信息融合

突出農(nóng)機(jī)技術(shù)革新。新洋分公司按照品種布局優(yōu)化、作業(yè)層次簡(jiǎn)化、產(chǎn)出最大化的種植安排，圍繞稻麥全程機(jī)械化和農(nóng)機(jī)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化，推廣東方紅1204和1304拖拉機(jī)配套高地隙鐵輪打藥施肥技術(shù)；推廣北斗農(nóng)機(jī)管理系統(tǒng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)適時(shí)調(diào)度指揮；推廣GPS農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛導(dǎo)航技術(shù)，聯(lián)合整地+正反旋播種技術(shù)；試驗(yàn)示范推廣克拉斯253馬力拖拉機(jī)，配套雷肯翻轉(zhuǎn)犁、魯賓耙、博田立式耙、3.9米寬幅播種機(jī)作業(yè)模式。2018年三秋重點(diǎn)推廣應(yīng)用重型墾荒耙地后直接播種技術(shù)（收割+秸稈粉碎+重型耙地+拋肥+正反旋播種），優(yōu)化作業(yè)程序，減少作業(yè)流程，畝節(jié)約作業(yè)成本35元；也可在重型耙后拖一重直耙，畝節(jié)約作業(yè)成本22元左右。

多傳感器信息融合技術(shù)提高了系統(tǒng)故障診斷準(zhǔn)確性，綜合了多維信息處理。由于單維的信息含量存在條件限制，結(jié)合信息論內(nèi)容，綜合單維信息中的多維信息，具有信息含量龐大的特點(diǎn)。多傳感器信息融合在協(xié)調(diào)目標(biāo)判斷、故障搜集方面有較多優(yōu)點(diǎn)：第一，擴(kuò)大了時(shí)間覆蓋范圍，當(dāng)傳感器難以探測(cè)時(shí)，其他傳感器可以測(cè)試目標(biāo)模式；第二，識(shí)別性能強(qiáng)，目標(biāo)內(nèi)不同測(cè)量的融合，提升探測(cè)有效性。

電子設(shè)備故障診斷具有較大難度，尤其是模擬電路故障診斷，常見(jiàn)方法有線(xiàn)路切割。但這種方法存在不足，當(dāng)電路某構(gòu)件發(fā)生故障，若直接檢測(cè)診斷元件的電壓無(wú)法確定有無(wú)故障問(wèn)題。而采用多傳感器信息融合技術(shù)為故障診斷提供了一種新方法，將信息融合技術(shù)應(yīng)用到電子電路故障搜集中，檢測(cè)電子電路運(yùn)行過(guò)程中構(gòu)件溫度與關(guān)鍵點(diǎn)電壓數(shù)據(jù)信息，同時(shí)搜集不同種信息融合方案。最終，確定故障元件。

4.2 貝葉斯信息融合

首先，模糊轉(zhuǎn)變。模糊集基礎(chǔ)思想是將常規(guī)集合的絕對(duì)隸屬關(guān)系變得靈巧，讓元素對(duì)集合的隸屬度擴(kuò)大，能夠應(yīng)用傳感器信息的不確定性分析處理。多傳感器信息融合過(guò)程中，模糊集理論中函數(shù)代表不同傳感器信息不穩(wěn)定性。通過(guò)模糊轉(zhuǎn)換展開(kāi)數(shù)據(jù)處理。模糊信息融合故障診斷是把各傳感器影響權(quán)重應(yīng)用到集合論的隸屬函數(shù)，通過(guò)融合隸屬函數(shù)與模糊關(guān)系矩陣確定故障。其次，故障模式判斷。第一，判斷故障構(gòu)件最大隸屬度參數(shù)；第二，判斷故障構(gòu)件例數(shù)度參數(shù)高于某一閥值；第三，判斷故障構(gòu)件與其他構(gòu)件例數(shù)度參數(shù)高于某個(gè)限制參數(shù)。這種方法具有簡(jiǎn)便、操作簡(jiǎn)單、故障診斷準(zhǔn)確的優(yōu)勢(shì)。在實(shí)際模糊故障診斷時(shí)建立隸屬函數(shù)成為模糊故障診斷的基礎(chǔ)。不過(guò)，在確定傳感器影響權(quán)重過(guò)程中存在人為因素影響，一旦選擇錯(cuò)誤就會(huì)影響診斷精準(zhǔn)性。

5 結(jié)語(yǔ)

綜合分析，航空電子設(shè)備作為航空器主要配置，類(lèi)型眾多，機(jī)上線(xiàn)路則是航空電子設(shè)備的“血管”，一旦發(fā)生故障將影響設(shè)備運(yùn)行。因此，做好設(shè)備監(jiān)控與故障維護(hù)有著重要作用，還需要給予高度重視。