智能探頭式大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)典型問題分析

沈嘉 袁鋒

摘要：本文主要介紹智能探頭式大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)，以及其使用中出現(xiàn)的典型技術(shù)問題。介紹典型問題分析方法和產(chǎn)生原因，并提出解決方案。

關(guān)鍵字：智能探頭式大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)指示空速真空速 高度 攻角

引言：隨著航空電子設(shè)備技術(shù)不斷發(fā)展，大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)從分布式逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂懈呒啥取⒏呖煽啃缘闹悄芴筋^式大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)，并越來越多的應(yīng)用在新一代民航飛機(jī)上。智能探頭式大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)在使用過程中也出現(xiàn)了一些問題，為了解決這些問題，本文對(duì)典型技術(shù)問題進(jìn)行了定位與分析。

1 智能探頭式大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)的簡(jiǎn)介

智能探頭式大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)通過智能探頭頭部及管身開設(shè)的總壓口、靜壓孔及上下表面壓力孔感受外部與飛行速度、高度及攻角相關(guān)的總壓、靜壓和上表面壓力，通過壓力傳遞管路向計(jì)算機(jī)輸入壓力信號(hào)，接收總溫傳感器的信號(hào)、另一臺(tái)大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)、綜合控顯器、燃油系統(tǒng)、顯示綜合處理機(jī)的信息，將氣壓高度、馬赫數(shù)、指示空速、最大允許空速、真空速、大氣總溫、升降速度、大氣靜溫、大氣密度比、場(chǎng)壓、攻角、和側(cè)滑角等信號(hào)發(fā)送給各個(gè)系統(tǒng)。

2 智能探頭式大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)典型技術(shù)問題

在飛機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，為了保障飛行安全，一般配有兩套甚至更多的大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)。在飛行中，出現(xiàn)過大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)之間數(shù)據(jù)相差較大的情況。比如真空速相差8km/h～10km/h、高度相差10m～12m、指示空速相差5km/h～7km/h、攻角相差0.9°，這些數(shù)值均超出了大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)對(duì)于數(shù)據(jù)一致性的設(shè)計(jì)要求。

3 定位與分析

為了定位與分析問題，往往需要查看記錄的飛行參數(shù)進(jìn)行后續(xù)分析。下面結(jié)合實(shí)例進(jìn)行分析。

（1） 真空速不一致的問題

產(chǎn)生真空速不一致的原因有四個(gè)方面：總壓不一致、靜壓不一致、馬赫修正量不一致、總溫不一致。

結(jié)合飛行數(shù)據(jù)分析，靜壓壓力差符合設(shè)計(jì)要求，可以排除靜壓的影響;總溫誤差造成的真空速誤差符合設(shè)計(jì)要求，可以排除總溫的影響;總壓壓力差超差，不能排除總壓不一致的影響;通過計(jì)算總壓不一致導(dǎo)致真空速差值、兩側(cè)馬赫修正量不一致造成的誤差。從理論上分析，飛機(jī)左右機(jī)身對(duì)稱，探頭安裝對(duì)稱，兩側(cè)的馬赫修正量應(yīng)基本一致，由此可以確認(rèn)馬赫修正量不同導(dǎo)致左右真空速不一致。

（2） 高度、指示空速不一致的問題

產(chǎn)生高度不一致的原因有三個(gè)方面：總壓不一致、靜壓不一致、馬赫修正量不一致。

此問題分析與真空速不一致分析相同，因此氣壓高度不一致的原因可定位于左右總壓不一致以及左右馬赫數(shù)修正量不一致。

（3） 總壓不一致的問題

產(chǎn)生總壓不一致的原因有四個(gè)方面：壓力傳感器故障、氣密性故障、左探頭感受總壓偏大、右探頭感受總壓偏小。

在地面進(jìn)行壓力精度測(cè)試，滿足設(shè)計(jì)要求，可排除壓力傳感器故障的可能。氣密性測(cè)試合格，可排除大氣機(jī)氣密性故障。對(duì)左側(cè)探頭進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)，探頭的總壓誤差超差，可以確定左側(cè)探頭故障。對(duì)故障探頭進(jìn)行了滴水孔尺寸測(cè)量，發(fā)現(xiàn)滴水孔尺寸偏小，對(duì)其進(jìn)行CT掃描，尺寸不符合設(shè)計(jì)要求。對(duì)右側(cè)探頭同樣進(jìn)行檢查，符合設(shè)計(jì)要求，可排除右側(cè)探頭故障。

（4） 左右攻角不一致的問題

產(chǎn)生攻角左右不一致的原因有以下個(gè)方面：

1） 總壓不一致

兩側(cè)總壓差相同時(shí)，攻角誤差符合設(shè)計(jì)要求可排除此因素。

2） 靜壓測(cè)量故障

兩側(cè)靜壓數(shù)據(jù)均符合設(shè)計(jì)要求可排除此因素。

3） 探頭型面誤差

對(duì)直管軸線與底座對(duì)稱面的平行度進(jìn)行測(cè)量，符合設(shè)計(jì)要求可排除此因素。

4） 安裝誤差

飛機(jī)上實(shí)測(cè)安裝零位符合安裝要求可排除此因素。

5） 攻角修正曲線不一致

查閱修正曲線，發(fā)現(xiàn)修正曲線左右不一致，根據(jù)真實(shí)攻角飛行數(shù)據(jù)及修正公式，進(jìn)行攻角反算，指示攻角誤差變大，說明左右修正曲線不一致擴(kuò)大了攻角誤差。

6） 攻角迭代插值表不一致

對(duì)攻角迭代插值表進(jìn)行檢查和驗(yàn)證，符合設(shè)計(jì)要求可排除此因素。

7） 側(cè)滑角插值表不一致

對(duì)側(cè)滑角插值表進(jìn)行檢查驗(yàn)證，符合設(shè)計(jì)要求可排除此因素。

8） 攻角插值表不一致

對(duì)攻角插值表進(jìn)行檢查驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)存在左右不一致的情況，不能排除此原因。通過攻角插值表反算攻角壓力系數(shù)，發(fā)現(xiàn)攻角壓力系數(shù)超差，對(duì)應(yīng)攻角差值超差。對(duì)兩側(cè)大氣機(jī)攻角插值表進(jìn)行了修正和統(tǒng)一，對(duì)兩側(cè)攻角修正曲線也進(jìn)行了統(tǒng)一（修正曲線均采用左側(cè)大氣機(jī)攻角修正曲線），并根據(jù)反算攻角壓力系數(shù)重新計(jì)算了真實(shí)的攻角，符合設(shè)計(jì)要求。

可以確認(rèn)左右大氣機(jī)攻角插值表不一致， 左右修正曲線不一致是造成攻角不一致的故障原因。

4 解決方案

對(duì)于智能探頭滴水孔尺寸超差導(dǎo)致的總壓不一致問題，可以使用鉆頭對(duì)滴水孔做疏通處理，完成后需重新進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)，驗(yàn)證總壓誤差是否符合設(shè)計(jì)要求。

對(duì)于真空速、高度、指示空速不一致的問題，可以重新裝訂馬赫數(shù)修正曲線，使左右修正曲線保持一致。

對(duì)于左右攻角不一致的問題，可以重新裝訂攻角插值表和攻角修正曲線，使左右攻角插值表和左右修正曲線保持一致。

解決方案是根據(jù)問題分析結(jié)果量身定制的，如果遇到其他的結(jié)論，則需結(jié)合實(shí)際情況制定解決方案。

5 結(jié)論

智能探頭式大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)屬于新一代高集成度、高精度的產(chǎn)品。目前普遍采用換件的手段處理飛機(jī)故障，但針對(duì)問題進(jìn)行分析，更能找出產(chǎn)品的缺陷或個(gè)例問題，對(duì)提升產(chǎn)品可靠性有很大幫助，為飛機(jī)提供更好的持續(xù)適航性服務(wù)。