某型飛機近地告警系統(tǒng)自檢故障分析

叢志民 王棟 陳燕/凌云科技集團有限責(zé)任公司

1 故障現(xiàn)象

某型飛機近地告警系統(tǒng)在測試時出現(xiàn)了自檢不合格故障，多次檢查均出現(xiàn)同樣現(xiàn)象。對故障進行分析與研究，發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)邏輯計算機內(nèi)部邏輯裝置上芯片損壞，無告警信號輸出。

對該系統(tǒng)出現(xiàn)的故障進行統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)近地告警系統(tǒng)發(fā)生過多起類似故障，均為邏輯計算機內(nèi)部邏輯裝置無信號輸出引起自檢不合格。

2 近地告警系統(tǒng)基本工作原理

近地告警系統(tǒng)由ВВC 垂直速度計算機、ВЛ 邏輯計算機和БДЛУ1-3 線性加速度傳感器等機件組成。該系統(tǒng)通過燈光信號器、警報器等方式發(fā)出告警信號，警告飛行人員有關(guān)飛機危險接地速度的情況，使飛行員及時采取有效措施。近地告警系統(tǒng)的告警方式包括過大的下降率、過大的接近地形率、起飛或復(fù)飛掉高度、不安全離地高度、低于下滑道太多、無線電高度和決斷高度報告等。危險接地速度有以下幾種情況：

1）當(dāng)起落架已收起和飛機下降速度大于1.6m/s 時，真實高度在50 ～ 250m 范圍內(nèi)起飛。

2）當(dāng)真實高度在250 ～50m 范圍內(nèi)下降（著陸）而起落架已收起時。

3）當(dāng)真實高度在400 ～50m 范圍內(nèi)，飛機以很大的無線電慣性垂直速度接地，飛機的真實高度小于或等于程序高度時。

4）當(dāng)真實高度在600～50m范圍內(nèi)，飛機以很大的氣壓垂直速度下降，飛機的真實高度小于或等于程序高度時。

近地告警系統(tǒng)與機上其他系統(tǒng)交聯(lián)關(guān)系見圖1。該系統(tǒng)的原始信號源為無線電高度表、線性加速度傳感器、靜壓受感器、起落架位置信號和迎角自動器。根據(jù)原始信號傳感器來的信號在垂直速度計算機中形成垂直速度、相對高度、濾波器正常和計算機正常信號。垂直速度計算機輸出的垂直速度、相對高度、濾波器正常、計算機正常信號與無線電高度表、起落架位置信號器、迎角自動器來的信號一起，加載至邏輯計算機進行邏輯判斷，當(dāng)邏輯計算機的輸入信號滿足告警條件時，系統(tǒng)發(fā)出告警信號。在沒有無線電高度表正常信號或存在相當(dāng)于臨界迎角的情況下，系統(tǒng)閉鎖無告警信號輸出。

3 內(nèi)場通電檢查情況

圖1 近地告警系統(tǒng)交聯(lián)關(guān)系圖

利用專用測試設(shè)備對近地告警系統(tǒng)進行通電測試，檢查直流電壓28V、功率不大于25W，交流電壓115V、功率不大于80VA；系統(tǒng)在通電后工作準(zhǔn)備時間不大于3min，濾波器正常、計算機正常信號燈亮。以下為按順序?qū)?nèi)檢Ⅰ、內(nèi)檢Ⅱ和內(nèi)檢Ⅲ三種自檢方式進行的檢查：內(nèi)檢Ⅰ的工作檢查，將傳感器箭頭方朝下垂直放置，接通專用測試設(shè)備上“ΔP?！薄皟?nèi)檢Ⅰ”開關(guān)，系統(tǒng)無輸出，斷開“內(nèi)檢Ⅰ”開關(guān)。接通“內(nèi)檢Ⅱ”開關(guān)，在不晚于25s 時，ΔOCC笛、ΔOCC 光、ΔCAPПП 燈閃亮，ΔTК燈常亮，同時可聽見機件內(nèi)部繼電器周期性的吸合聲。斷開“內(nèi)檢Ⅱ”開關(guān)，上述燈滅，繼電器無吸合聲。在25s 后接通“內(nèi)檢Ⅲ”開關(guān)，在不晚于25s時，ΔOCC 笛、ΔOCC 光、ΔCAPПП 燈閃亮，ΔTК 燈常亮，同時可聽見機件內(nèi)部繼電器周期性的吸合聲。斷開“內(nèi)檢Ⅲ”開關(guān)，上述燈滅，繼電器無吸 合聲。

從上述自檢結(jié)果可以看出，內(nèi)檢Ⅰ輸出狀態(tài)與技術(shù)要求的狀態(tài)不一致，輸出不合格，內(nèi)檢Ⅱ和內(nèi)檢Ⅲ輸出狀態(tài)正常。內(nèi)檢Ⅰ的工作檢查正常情況為，接通專用測試設(shè)備上“ΔPВ”“內(nèi)檢Ⅰ”開關(guān)，在不晚于5s 時，ΔOCC 笛、ΔOCC 光、ΔCAPПП 燈閃亮，ΔTК 燈常亮，同時可聽見機件內(nèi)部繼電器周期性的吸合聲，斷開“內(nèi)檢Ⅰ”開關(guān)，上述燈滅，繼電器無吸合聲。

4 故障原因分析

該系統(tǒng)自檢分為內(nèi)檢Ⅰ、內(nèi)檢Ⅱ和內(nèi)檢Ⅲ三種狀態(tài)，每種自檢方式檢查系統(tǒng)的一部分電路的功能是否正常。為了進一步分析自檢不合格的原因，應(yīng)明確自檢的三種狀態(tài)的邏輯關(guān)系，從而縮小排故范圍。內(nèi)檢Ⅰ用于檢查邏輯計算機中高度比較器、程序比較器和邏輯裝置等功能；內(nèi)檢Ⅱ用于檢查垂直速度計算機中信號產(chǎn)生裝置УФC 輸出的Hpвc 無線電高度信號和Vyбpи 速度信號是否正常，同時檢查邏輯計算機內(nèi)部分電路是否正常；內(nèi)檢Ⅲ用于檢查垂直速度計算機中信號產(chǎn)生裝置УФC 輸出的Hpвc 無線電高度信號和Vyби 速度信號是否正常，同時檢查邏輯計算機內(nèi)部分電路是否正常。內(nèi)檢Ⅰ作用在邏輯計算機上，邏輯計算機原理框圖見 圖2。

由圖2 可以看出，該系統(tǒng)涉及到的信號多，邏輯關(guān)系復(fù)雜。其中，高度比較器、程序比較器、高度比較器匹配裝置和程序比較器匹配裝置等主要組件的功能如下：高度比較器用來接收從垂直速度計算機輸入的Hpвc 無線電高度信號，產(chǎn)生飛機穿越相應(yīng)高度的一次性信號，當(dāng)飛機真實高度低于程序比較器內(nèi)部公式的程序高度時，高度比較器輸出邏輯“1”，反之，輸出邏輯“0”，送往邏輯裝置；程序比較器用于接收Hpвc 無線電高度信號和Vyби、Vyбpи速度信號，產(chǎn)生一次性信號，當(dāng)無線電高度低于程序比較器內(nèi)部公式的程序高度時，程序比較器輸出邏輯“1”，反之，輸出邏輯“0”，送往邏輯裝置；高度比較器匹配裝置用于將高度比較器輸出的一次性信號轉(zhuǎn)換后送往邏輯裝置；程序比較器匹配裝置用于將程序比較器輸出的一次性信號轉(zhuǎn)換后送往邏輯裝 置。

圖2 邏輯計算機原理框圖

此次自檢不合格為內(nèi)檢Ⅰ無輸出所致，詳細(xì)分析內(nèi)檢Ⅰ的工作過程，內(nèi)檢Ⅰ原理圖見圖3。使用內(nèi)檢Ⅰ對系統(tǒng)進行自檢時，由于內(nèi)檢輸出的無線電高度信號小于50m，一次性信號2К400、2К250、2К150、2К50 均為邏輯“1”。由于內(nèi)檢輸出的氣壓升降速度較小，從而使2К 和2ПК1 信號為邏輯“0”。一次性信號加到И-HE10 電路輸入端，輸出邏輯“0”信號經(jīng)HE6 電路將邏輯“1”加到И-HE11 輸入端；2К1 邏輯“0”加到HE7 電路輸入端；2ПК1 邏輯“0”加到HE8 電路輸入端，E7 電路和HE8電路都輸出邏輯“1”加到И-HE11 電路的輸入端，垂直速度計算機正常信號加到И-HE11 電路的輸入端，在上述幾種信號的作用下，И-HE11 電路輸出端形成檢查信號邏輯“0”。檢查信號邏輯“0”經(jīng)過電路HE4 轉(zhuǎn)換為邏輯“1”，加到И-HE9 電路輸入端；當(dāng)來自內(nèi)檢Ⅰ的自檢信號邏輯“1”加到И-HE9 電路的另一輸入端后，此時И-HE9 電路輸出邏輯“0”，則電路И-HE8輸出邏輯“1”，加到И-HE2 輸入端。系統(tǒng)此時沒有閉鎖信號，則ΔPВ 為邏輯“1”，ΔAУA(chǔ)CП為邏輯“0”時，轉(zhuǎn)換后分別將邏輯“1”加到И-HE2 輸入端。當(dāng)垂直速度計算機和邏輯計算機供電正常，則檢查電路輸出系統(tǒng)正常ΔИC 邏輯“1”信號，加到И-HE2 的另一個輸入端，這樣И-HE2輸出信號邏輯“0”，危險信號CП邏輯“0”經(jīng)過延時裝置B3、警報比較器TК、速度和警報比較器匹配裝置CУ8 后，產(chǎn)生+27V 信號觸發(fā)信號形成裝置УФ，最后產(chǎn)生ΔOCC 笛、ΔOCC 光、ΔCAPПП燈告警信號。

檢查自檢信號的輸入狀態(tài)，內(nèi)檢Ⅰ涉及到的輸入信號有一次性信號2К400、2К250、2К150、2К50、2К 和2ПК1、ΔPВ 無線電高度表良好信號、ΔAУA(chǔ)CП 臨界迎角自動裝置接通閉鎖信號、CИФ 濾波器正常信號、ΔИC 系統(tǒng)正常信號、內(nèi)檢Ⅰ信號等。在進行一次性信號檢查之前，首先確認(rèn)上述良好信號及正常信號均符合27V±2.7V 的要求。由于內(nèi)檢Ⅰ輸出的無線電高度信號小于50m，一次性信號2К400、2К250、2К150、2К50 均為邏輯“1”，測試為高電平，符合要求。由于內(nèi)檢Ⅰ輸出的升降速度較小，從而使2К 和2ПК1 信號為邏輯“0”測試為低電平，符合要求。根據(jù)圖3 內(nèi)檢Ⅰ原理圖逐級對輸出信號進行檢測發(fā)現(xiàn)И-HE11 的四個輸入端均為高電平，輸出為高電平，不符合與非門電路的邏輯關(guān)系。更換該邏輯電路芯片133ЛA1 后，檢查邏輯電路輸出信號正常，自檢合格。該芯片老化損壞造成檢查信號輸出為邏輯“1”高電平輸入到HE4 的輸入端，HE4 輸出邏輯“0”電平到И-HE9，И-HE9 的另一端輸入為內(nèi)檢Ⅰ。由于И-HE9 的兩個輸入端中，一個是邏輯“0”低電平，另一個是內(nèi)檢Ⅰ，因此，輸入的邏輯“0”使И-HE9 的輸出始終為邏輯“1”，內(nèi)檢Ⅰ的輸入邏輯狀態(tài)對И-HE9的輸出無任何影響，導(dǎo)致系統(tǒng)自檢不合 格。

圖3 內(nèi)檢Ⅰ原理圖

5 結(jié)論

通過以上分析及故障排除過程可以得出，本次故障原因是由于邏輯裝置上與非門電路故障，使得輸入自檢信號后輸出不變化，自檢不合格。在今后近地告警系統(tǒng)修理中發(fā)現(xiàn)類似的故障現(xiàn)象時，可以根據(jù)故障情況首先檢查該芯片輸出是否符合邏輯關(guān)系、輸出信號是否正確，從而更準(zhǔn)確地對故障進行定位。實踐證明，該方法大大提高了工作效 率。