空客A320飛機(jī)數(shù)字式飛行數(shù)據(jù)記錄器故障分析

賀春金

摘要：對(duì)數(shù)字式飛行數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)常見(jiàn)部件的故障進(jìn)行分析，為快速排除相似故障提供參考，保證航班正常運(yùn)營(yíng)和飛行安全。

關(guān)鍵詞：數(shù)字式飛行數(shù)據(jù)記錄器；故障；繼電器

Keywords：digital flight data recorder；fault；relay

1 故障現(xiàn)象

一架A320飛機(jī)執(zhí)行航班，第三段過(guò)站時(shí)機(jī)組反饋推出前掛拖把時(shí)出現(xiàn)數(shù)字式飛行數(shù)據(jù)記錄器（DFDR）故障，推出后故障消失。當(dāng)時(shí)接通DFDR電門(mén)測(cè)試出現(xiàn)故障，重置后故障消失，更換DFDR計(jì)算機(jī)后測(cè)試正常，但是飛到下一個(gè)目的地后DFDR故障再次出現(xiàn)。飛機(jī)停場(chǎng)排故。

排故中，接通DFDR電門(mén)，開(kāi)始無(wú)警告，5min后出現(xiàn)RECORDER DFDR FAULT警告，測(cè)試有DFDR PLAYBACK（1TU）三級(jí)故障信息。拔出121VU的發(fā)動(dòng)機(jī)滑油壓力跳開(kāi)關(guān)（N40、N42）后，警告消失；閉合發(fā)動(dòng)機(jī)滑油壓力跳開(kāi)關(guān)，5min后警告再次出現(xiàn)。由于已經(jīng)更換過(guò)DFDR計(jì)算機(jī)，根據(jù)故障現(xiàn)象，判斷供電邏輯故障的可能性最大。由于時(shí)間緊迫，為徹底排除故障，決定同時(shí)更換繼電器6RK、12TU、13TU和二極管1162VD，之后測(cè)試正常，故障排除。

2 系統(tǒng)原理

DFDR的作用是記錄重要的飛行參數(shù)及其他一些系統(tǒng)數(shù)據(jù)，可循環(huán)記錄25個(gè)飛行小時(shí)的數(shù)據(jù)。飛行數(shù)據(jù)接口組件（FDIU）是DFDR的核心，由FDIU獲得并處理各種關(guān)鍵飛行參數(shù)和系統(tǒng)數(shù)據(jù)并提供給DFDR。DFDR的工作是自動(dòng)的。駕駛艙頭頂板的記錄器控制面板上有一個(gè)地面控制按鈕（GND CTL），可人工向DFDR供電，用于飛機(jī)在地面和發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)前的檢查，或者用于測(cè)試和維護(hù)。

DFDR的供電邏輯分為以下五種情況。

1）在地面，飛機(jī)電氣系統(tǒng)通電的5min內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)不工作時(shí)，滑油壓力信號(hào)輸出一個(gè)接地信號(hào)，飛機(jī)一上電，電源通過(guò)繼電器8RK的常開(kāi)觸點(diǎn)給DFDR計(jì)算機(jī)供電（見(jiàn)圖1中淺藍(lán)色線條）；同時(shí)，繼電器10RK通電計(jì)時(shí)（見(jiàn)圖1中深藍(lán)色線條）；5min后繼電器10RK延時(shí)閉合，使8RK通電吸合（見(jiàn)圖1中灰色線條），這樣DFDR就斷電了。

2）飛機(jī)在地面，當(dāng)任意一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，滑油壓力信號(hào)斷開(kāi)接地信號(hào)（圖1中灰色線條斷路），電源通過(guò)繼電器8RK的常開(kāi)觸點(diǎn)通電，給DFDR通電（見(jiàn)圖1中淺藍(lán)色線條）。

3）飛機(jī)在空中時(shí)，5QA1位置信號(hào)閉合（見(jiàn)圖2中深藍(lán)色線條），繼電器6RK吸合，電源通過(guò)6RK給DFDR供電（見(jiàn)圖2中淺藍(lán)色線條）。

4）在地面，第二臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)車(chē)后的5min內(nèi)，通電邏輯與前述飛機(jī)在地面時(shí)相同，電氣系統(tǒng)與通電前5min剛上電時(shí)一樣。

5）在地面測(cè)試DFDR時(shí)，按下地面控制（GND CTL）按鈕，給DFDR供電。電門(mén)按入未釋放時(shí)，電門(mén)ON燈亮，12TU吸合（見(jiàn)圖3中深藍(lán)色線條）。隨后繼電器6RK吸合，電源給DFDR供電（見(jiàn)圖3中淺藍(lán)色線條）。

由于GND CTL按鈕的11TU是瞬時(shí)觸點(diǎn)，電門(mén)釋放后，供電由12TU、13TU及11TU的常開(kāi)觸點(diǎn)保持，6RK繼續(xù)保持吸合，DFDR繼續(xù)有電，電門(mén)ON燈亮（見(jiàn)圖4）。

從上述5種邏輯的分析發(fā)現(xiàn)，202XP匯流條給DFDR供電分為兩種方式。第一種方式，地面上電后5min、任一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、第二臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)車(chē)后5min，都是通過(guò)8KR繼電器給DFDR供電；第二種方式，地面通過(guò)按下GND CTL按鈕人工控制、飛機(jī)在空中，這兩種情況是通過(guò)6RK繼電器給DFDR供電。

3 故障分析

排故時(shí)，拔出發(fā)動(dòng)機(jī)滑油壓力跳開(kāi)關(guān)（N40、N42），模擬發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)構(gòu)型，警告消失，證明繼電器8RK和10RK及計(jì)算機(jī)DFDR無(wú)故障；則故障來(lái)源有可能是12TU、13TU、6RK和1162VD。

如果是6RK故障，6RK的B-4無(wú)法吸合，將直接導(dǎo)致DFDR按壓電門(mén)無(wú)法供電。

如果是12TU故障，將造成12TU的A-2無(wú)法吸合，導(dǎo)致6RK無(wú)法吸合，DFDR無(wú)法供電。

如果是1162VD故障，將導(dǎo)致12TU無(wú)法吸合，從而導(dǎo)致6RK無(wú)法吸合，DFDR無(wú)法供電。

如果是13TU線圈故障，將造成通電時(shí)A-2無(wú)法吸合，在A-1相連的情況下，12TU依然能夠吸合，不會(huì)出現(xiàn)DFDR故障。只有13TU一直失效在A-2相連的情況下，電門(mén)按入時(shí)，12TU無(wú)法通電，才會(huì)出現(xiàn)DFDR故障（見(jiàn)圖3）。

如果1162VD斷路或13TU失效在A-2相連的情況下，12TU無(wú)法吸合，則電門(mén)的ON燈不會(huì)亮。而當(dāng)時(shí)ON燈工作正常，因此判斷1162VD和13TU工作正常。故障應(yīng)該是來(lái)自于6RK不能吸合或12TU的A-2觸點(diǎn)不能吸合。

為了確定具體的故障件，飛機(jī)返回基地后試裝拆下的4個(gè)件。但發(fā)現(xiàn)12TU、13TU兩個(gè)繼電器的插釘有變形，因此未進(jìn)行12TU和13TU的測(cè)試。分別試裝6RK和1162VD，等待5min以上，故障均未出現(xiàn)，判斷6RK和1162VD無(wú)故障，故障源可能是12TU或13TU，由于這兩個(gè)件未裝機(jī)測(cè)試，只能用萬(wàn)用表對(duì)這兩個(gè)繼電器進(jìn)行測(cè)量。

測(cè)量圖5中12TU各插釘之間的阻值：A-1之間為0.4Ω，A-2之間為無(wú)窮大，B-3之間為0.1Ω，B-4之間為無(wú)窮大，C-5之間為0.1Ω，C-6之間為無(wú)窮大，Z-X之間為335.2Ω。

測(cè)量圖5中13TU插釘之間阻值： A-1之間為0.1Ω，A-2之間為無(wú)窮大，X-Z之間為667Ω。

可見(jiàn)在不通電的情況下，12TU和13TU的觸點(diǎn)連接和線圈都是正常的。

根據(jù)上面的分析，認(rèn)為13TU的A-1相連，不會(huì)導(dǎo)致DFDR故障。因此判斷故障最有可能來(lái)自于12TU。

4 技術(shù)總結(jié)

最初機(jī)組反應(yīng)是在掛拖把時(shí)出現(xiàn)了DFDR警告，這可能給排故帶來(lái)了誤導(dǎo)，以為是插上前輪轉(zhuǎn)彎銷(xiāo)時(shí)出現(xiàn)了該故障。后續(xù)分析之前兩段航班的QAR譯碼，發(fā)現(xiàn)飛機(jī)推出前機(jī)組將DFDR電門(mén)放在了ON位，此時(shí)DFDR為故障狀態(tài)，持續(xù)1min后DFDR恢復(fù)正常，其中一次是在推飛機(jī)過(guò)程中恢復(fù)正常，另一次尚未推出就已經(jīng)恢復(fù)了正常。因此判定DFDR故障是在電門(mén)接通時(shí)就出現(xiàn)了，跟機(jī)務(wù)掛拖把無(wú)關(guān)，只是正好在掛拖把時(shí)機(jī)組接通了電門(mén)。應(yīng)該是繼電器自身性能衰退造成了此故障，1min后繼電器恢復(fù)工作，所以故障消失。第三段故障發(fā)生在飛機(jī)到達(dá)目的地后，繼電器功能徹底失效，所以DFDR故障無(wú)法消失。

排故過(guò)程使用了拔出發(fā)動(dòng)機(jī)滑油壓力跳開(kāi)關(guān)警告消失的方法，可以快速確定DFDR本身及8RK和10RK是否正常，給排故帶來(lái)了便利。控制電門(mén)ON燈工作正常，可以判斷13TU和1162VD正常。另外，CVR和DFDR共用電門(mén)和繼電器12TU、13TU和1162VD，如果DFDR警告出現(xiàn)時(shí)進(jìn)行CVR測(cè)試有聲音，也可以確定電門(mén)和12TU、13TU繼電器及1162VD二極管是正常的。

排故時(shí)，首先應(yīng)對(duì)DFDR系統(tǒng)原理有一定的了解，才能根據(jù)故障現(xiàn)象有針對(duì)性地進(jìn)行隔離。對(duì)于機(jī)組反饋的現(xiàn)象，應(yīng)詳細(xì)詢問(wèn)具體情況，再結(jié)合系統(tǒng)原理進(jìn)行分析，否則可能造成一定程度的誤導(dǎo)，使故障無(wú)法徹底排除。