某型飛機(jī)平顯主顯黑屏故障分析

■ 王鵬 趙昊東 尚浩 岳寧博/中國飛行試驗(yàn)研究院

0 引言

顯示控制設(shè)備作為飛機(jī)飛行、作戰(zhàn)任務(wù)的重要人機(jī)接口，能夠顯示飛行、作戰(zhàn)信息及航電系統(tǒng)、飛控系統(tǒng)等主要設(shè)備的工作狀態(tài)信息，并可實(shí)現(xiàn)對(duì)航電系統(tǒng)、飛控系統(tǒng)等部分設(shè)備的控制。平視顯示器（平顯）以及主顯示器（主顯）作為最主要的顯示設(shè)備，具有重要的作用。

平顯以及主顯是飛機(jī)上的主要顯示設(shè)備，能夠與任務(wù)處理機(jī)、數(shù)據(jù)管理記錄分系統(tǒng)、前艙上前方控制板等設(shè)備交聯(lián)工作，為飛行員顯示載機(jī)飛行信息、系統(tǒng)工作模式、導(dǎo)航信息、火控系統(tǒng)傳感器信息、目標(biāo)信息等。

1 故障現(xiàn)象

某型飛機(jī)試飛過程中，飛行員在空中6.6g法向過載機(jī)動(dòng)時(shí)，前艙主顯、平顯突然同時(shí)黑屏，退出機(jī)動(dòng)后，平穩(wěn)飛行過程中對(duì)平顯和主顯重啟無反應(yīng)，參顯、上前方控制板工作正常，后艙主顯、輔顯正常。

安全著陸后對(duì)飛機(jī)視頻和總線記錄信息進(jìn)行分析，在過載機(jī)動(dòng)時(shí)前艙主顯由正常畫面變?yōu)椤熬G屏”，平顯視頻記錄信息由平顯畫面變?yōu)閹в小盁o視頻數(shù)據(jù)”字樣的空白畫面。

2 故障原因分析

故障現(xiàn)象為前艙主顯、平顯同時(shí)黑屏，無記錄視頻輸出，且前艙主顯黑屏?xí)r無背光，原因?yàn)榍芭撝黠@、平顯同時(shí)下電。具體分成三種情況：前艙主顯、平顯開關(guān)信號(hào)同時(shí)斷開；前艙主顯、平顯機(jī)上供電電源同時(shí)故障；前艙主顯、平顯設(shè)備本身同時(shí)故障。

根據(jù)故障現(xiàn)象及分析結(jié)果建立故障樹，如圖1所示。

2.1 前艙主顯、平顯電源開關(guān)信號(hào)同時(shí)斷開

1）平顯右側(cè)連接器插頭與插座連接斷開

前艙主顯開關(guān)信號(hào)由上前方控制板的“主顯開關(guān)”控制，平顯開關(guān)信號(hào)由上前方控制板的“平顯開關(guān)”控制。前艙主顯和平顯的開關(guān)信號(hào)共同經(jīng)由平顯右側(cè)的同一連接器送至前艙主顯和平顯，此外兩型顯示器在供電電路上無交集。前艙主顯、平顯供電電路原理如圖2所示。

圖1 前艙主顯、平顯黑屏故障樹

平顯右側(cè)連接器兩端帶有鎖緊機(jī)構(gòu)，對(duì)接成功后可自行鎖緊，不易松脫。連接器上針孔排列如圖3所示。連接器上端針孔主要為前艙主顯的開關(guān)信號(hào)和平顯開關(guān)及字符亮度信號(hào)。前艙主顯開關(guān)信號(hào)為5、6孔，平顯開關(guān)信號(hào)為22、23孔。連接器下端主要為上前方控制板電源信號(hào)（17、18孔）。

若連接器受到拉力，同時(shí)插頭上部鎖緊機(jī)構(gòu)也受到外力作用時(shí)，該連接器可能出現(xiàn)上端分離而下端連接的情況，從而導(dǎo)致前艙主顯、平顯同時(shí)黑屏而其余設(shè)備仍正常工作的情況。

連接器后端電纜連接51根未包扎的散線，其后電纜由標(biāo)記套管包扎，有約1m左右的電纜處于未固定的懸空狀態(tài)，未固定的線纜較重。

根據(jù)視頻記錄顯示，飛機(jī)在故障發(fā)生時(shí)刻正在做左右尾盤機(jī)動(dòng)動(dòng)作，最大法向過載達(dá)到6.6g，根據(jù)公式（1kg×6.6×10N/kg）÷2=33N，得到連接器的受力值約為33N。法向過載時(shí)，連接器鎖緊條件下，連接器所受的33N拉力集中在連接器上部鎖緊機(jī)構(gòu)處，如圖4所示。檢查發(fā)現(xiàn)該鎖緊件已出現(xiàn)變形，進(jìn)一步的連接鎖緊可靠性驗(yàn)證仍需檢測(cè)。同時(shí)，在左右尾盤機(jī)動(dòng)的過程中，連接器后端約1m未固定的電纜出現(xiàn)擺動(dòng)，可能出現(xiàn)散線纏繞連接器鎖緊件的情況。而該鎖緊件在受到3N以上力的情況下，連接器將因受拉力而自動(dòng)解鎖，導(dǎo)致連接器上半部分出現(xiàn)分離，從而使前艙主顯和平顯同時(shí)黑屏。

綜上，在空中大過載機(jī)動(dòng)過程中，連接器插頭和插座如出現(xiàn)連接分離，將導(dǎo)致前艙主顯、平顯同時(shí)黑屏的故障現(xiàn)象。

2）連接器縮針損壞

圖2 前艙主顯、平顯供電電路原理圖

若連接器中與前艙主顯上電相關(guān)的2根插針中至少1根以及與平顯上電相關(guān)的2根插針中至少1根同時(shí)損壞，則將導(dǎo)致前艙主顯和平顯同時(shí)黑屏。外觀檢查未發(fā)現(xiàn)明顯縮針或損壞，在連接器連接到位的情況下，地面通電，前艙主顯、平顯沒有出現(xiàn)黑屏現(xiàn)象。

連接器插座隨上前方控制板返廠檢修，經(jīng)檢查，連接器插座沒有縮針損壞。連接器插頭端返廠檢查，也無縮針損壞現(xiàn)象，因此排除連接器縮針損壞導(dǎo)致故障的可能。

3）上前方控制板上平顯、主顯開關(guān)信號(hào)同時(shí)斷開

若上前方控制板上平顯、主顯開關(guān)信號(hào)同時(shí)斷開，將導(dǎo)致前艙主顯和平顯同時(shí)黑屏。在連接器連接到位的情況下，地面通電，前艙主顯、平顯沒有出現(xiàn)黑屏現(xiàn)象。上前方控制板返廠檢查，其上平顯、主顯的上電信號(hào)通路正常，振動(dòng)條件下功能性能試驗(yàn)正常。因此排除上前方控制板上平顯、主顯開關(guān)信號(hào)同時(shí)斷開導(dǎo)致故障的可能。

2.2 前艙主顯、平顯供電電源同時(shí)故障

由圖2可知，前艙主顯供電電源由右直流保護(hù)配電裝置提供，平顯供電電源由2號(hào)無線電設(shè)備直流配電裝置提供。兩型顯示器在兩個(gè)不同的配電裝置上，為兩路獨(dú)立供電。2號(hào)無線電設(shè)備直流配電裝置除了為平顯供電外，還為后艙主顯、綜合控制板供電，當(dāng)前艙主顯、平顯黑屏?xí)r后艙主顯、綜合控制板均正常工作。

圖3 連接器外形及針孔排列圖

拆下主顯，斷開平顯供電插頭連接器，飛機(jī)上電，測(cè)量主顯供電插頭電源電壓正常，平顯供電插頭電源電壓正常，前艙主顯斷路器和平顯斷路器工作正常。重新安裝前艙主顯，連接平顯供電插頭后，前艙主顯、平顯上電后可正常工作，沒有出現(xiàn)黑屏現(xiàn)象。因此排除前艙主顯、平顯供電電源同時(shí)故障導(dǎo)致前艙主顯、平顯同時(shí)黑屏的可能。

2.3 前艙主顯、平顯設(shè)備本身同時(shí)故障

1）前艙主顯黑屏故障排查

若液晶屏組件故障，則直接表現(xiàn)為顯示器黑屏。拆下主顯，使用地面電源給顯示器單獨(dú)供電，顯示器能夠正常顯示畫面，因此排除液晶屏組件故障。

主顯黑屏的另外一個(gè)主要原因?yàn)楸彻怆娫礋o輸出，可能原因如下：

a.保險(xiǎn)絲開路將直接導(dǎo)致背光電源供電異常。將主顯拆下后，打開主顯示器后蓋板，對(duì)保險(xiǎn)絲進(jìn)行檢測(cè)，顯示保險(xiǎn)絲為未斷開狀態(tài)，因此排除保險(xiǎn)絲開路的可能。

圖4 連接器裝機(jī)位置和周圍環(huán)境示意圖

b.濾波器故障。將主顯拆下后，對(duì)濾波器的輸入端和輸出端分別進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果輸入端和輸出端阻抗均正常，因此排除濾波器故障的可能。

c.浪涌抑制器故障。將主顯拆下后，對(duì)浪涌抑制器的輸入端阻抗進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果為輸入端阻抗正常，因此排除浪涌抑制器故障的可能。

d.光耦GB1工作異常（開關(guān)信號(hào)）。將主顯拆下后，對(duì)光耦GB1的輸入端阻抗進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果為輸入端阻抗正常，因此排除光耦GB1工作異常。

2）平顯黑屏故障排查

平顯黑屏的可能原因如下：

a.平顯CRT、高壓電源故障。若平顯內(nèi)部的CRT、高壓電源出現(xiàn)故障，則將導(dǎo)致平顯黑屏，且CRT、高壓電源導(dǎo)致的平顯黑屏故障是不可恢復(fù)的。將平顯拆下，在地面給平顯單獨(dú)通電，平顯能夠正常顯示畫面。

b.輝亮信號(hào)中斷。平顯的輝亮信號(hào)若出現(xiàn)中斷，則會(huì)造成平顯無顯示亮度，導(dǎo)致黑屏。平顯輝亮信號(hào)由平顯電子組件產(chǎn)生，通過傳輸電纜送給平顯顯示組件。將平顯拆下，在地面給平顯單獨(dú)通電，在平顯顯示組件端測(cè)量輝亮信號(hào)正常，且平顯能夠正常顯示畫面。

c.平顯SGM模塊故障。平顯的SGM模塊產(chǎn)生X、Y偏轉(zhuǎn)信號(hào)，若SGM模塊故障則平顯會(huì)黑屏，并在機(jī)上故障清單報(bào)出“偏轉(zhuǎn)X故障”“偏轉(zhuǎn)Y故障”“陰極故障”，同時(shí)記錄視頻出現(xiàn)黑屏。將平顯拆下，在地面給平顯單獨(dú)通電，平顯顯示正常，記錄視頻能夠正常顯示字符。

3 解決措施及建議

通過排查，最終將導(dǎo)致前艙主顯和平顯同時(shí)黑屏的故障原因定位在空中大過載機(jī)動(dòng)過程中平顯右側(cè)連接器插頭與插座受力后出現(xiàn)分離所致。為此，對(duì)連接器以及所帶電纜進(jìn)行加強(qiáng)保護(hù)，具體措施如下：

1）對(duì)電纜進(jìn)行包扎保護(hù)。

2）更換上前方控制板上的連接器插座。

3）增加卡箍，將電纜固定，使電纜拉力不會(huì)傳導(dǎo)到連接器上。

4）加強(qiáng)對(duì)連接器連接情況的檢查。

通過對(duì)故障現(xiàn)象的分析，提出如下建議：

1）相關(guān)廠家對(duì)平顯和上前方控制板硬件進(jìn)行更改，保證平顯在上電回路斷開的情況下能夠正常顯示。

2）廠家重新設(shè)計(jì)生產(chǎn)連接器所帶電纜，將連接器更換為帶鎖緊保護(hù)裝置的連接器，提高連接器的連接可靠性。

3）在相關(guān)維修資料中明確對(duì)鎖緊保護(hù)機(jī)構(gòu)的檢查。