航空裝備外場故障隔離與排除方法研究

摘"要：當前航空裝備系統復雜且高度集成，裝備數量呈現快速增長趨勢，面對新形勢下裝備作戰效能與軍隊備戰打仗要求，裝備高完好率、出勤率與任務成功率等實戰化保障需求迫切。面向航空裝備井噴式發展與保障需求，總結航空裝備故障隔離和診斷經驗，針對外場出現的一般故障和復雜故障，分別提煉出多種常用的隔離與排除方法，明確每種方法的適用范圍和使用時機，給出使用條件與注意事項，供機務人員和工業部門服務保障人員借鑒使用，以縮短外場故障排除時間，提高裝備完好率和出勤率，為裝備快速維修保障奠定基礎。

關鍵詞：航空裝備；外場；故障；故障隔離；故障排除；維修保障

Abstract：The"current"aviation"equipment"system"is"complex"and"highly"integrated，and"the"number"is"showing"a"rapid"growth"trend.Faced"with"the"new"situation"of"equipment"combat"effectiveness"and"military"readiness"requirements，there"is"an"urgent"need"for"practical"support"such"as"high"equipment"integrity，attendance"rate，and"mission"successnbsp;rate.In"response"to"the"explosive"development"and"support"needs"of"aviation"equipment，this"paper"summarizes"the"experience"of"fault"isolation"and"diagnosis"in"aviation"equipment，extracts"various"commonly"used"isolation"and"elimination"methods"for"general"and"complex"faults"that"occur"in"theoutfield，clarifies"the"scope"and"timing"of"each"method，provides"usage"conditions"and"precautions，for"reference"and"use"by"maintenance"personnel"and"industrial"service"support"personnel，in"order"to"shorten"the"time"for"troubleshooting"in"the"outfield，improve"equipment"integrity"and"attendance"rates，and"lay"the"foundation"for"rapid"maintenance"and"support"of"equipment.

Keywords：aviationequipment；outfield；fault；fault"isolation；troubleshooting；maintenance"and"support

1"概述

當前，新型航空裝備呈井噴式發展態勢，列裝速度加快，裝備數量增多，陸續形成作戰能力，在高強度實戰化訓練和備戰打仗的背景下，對裝備完好率和任務成功率要求高；同時，新型航空裝備系統復雜、高度集成，部分故障排查定位困難，若不能快速有效地隔離定位，則直接影響裝備的完好率以及再次準備與出動，因此，用最短的時間對故障進行隔離、定位與排除至關重要。

在總結航空裝備故障隔離、診斷和排除案例和經驗的基礎上，提煉出外場故障排除的基本方法和思路，明確適用范圍與條件，將排故經驗和方法進行固化，在遇到故障時可以借鑒使用排故方法和思路，縮短排故時間，提高排故效率，為更好地保障裝備質量奠定基礎。

2"外場故障常用的隔離與排除方法

目前新型航空裝備多數配備了健康管理系統，能夠將部分機載系統故障通過隔離程序定位到機電或電子類LRU故障，更換后可排除。但健康管理系統存在覆蓋面有局限性且有一定虛警率的情況，也就是說傳統的外場故障隔離與排除方法仍然經常會用到。

2.1"串件隔離法

串件隔離法即根據故障現象和系統工作原理，判斷有故障嫌疑的設備，用備件（或它機完好件）進行更換隔離，或者將故障嫌疑成品串于其他裝備進行隔離，以判斷故障的方法。串件隔離法適用于更換嫌疑設備較為方便的場景，是外場使用最普遍，也是最實用的方法，經常和其他方法一起使用，是大多數故障隔離的最基本實現方法。

2.2"交叉隔離法

交叉隔離法是一種將兩個平行過程即對稱的同性質信號在某一個結合點進行交叉換位來進行故障隔離定位的排查方法，該方法主要適用于存在平行過程即對稱的同性質信號且有同一結合點的系統故障排除。利用交叉隔離法將兩個平行過程即對稱的同性質信號在結合點進行交叉換位時，如果輸出的故障信息交換，說明在結合點之前出現了故障；如果輸出的故障信息沒有交換，說明在結合點之后出現了故障。若存在多個結合點，可以逐個進行交叉換位，直到分解出有故障的一段；若存在多個平行過程，可采用臨近或互相交叉換位來隔離故障。

2.3"下電隔離法

對于涉及多個機電或航電分系統和設備的復雜故障，可采取從故障嫌疑較大的分系統和設備依次下電（如彈開斷路器等）、逐個隔離、定位故障點的方法。該方法適用于涉及多個機電或航電分系統和設備的復雜故障。分系統和設備逐個下電隔離故障時，必須保證裝備系統正常工作的最基本設備上電。

2.4"三部排故法

在外場排故中，有很多故障都存在類似的形式，首先有（信號）源，即有輸入（采集器等）；有傳輸，即傳輸介質（電纜等）；有接收，即輸出（指示器、顯示器等），像這樣將故障按源、傳輸和接收分成三部分來分別隔離與排除的方法就叫做三部排故法。如果能將故障按照源、傳輸介質和接收這三部分分離出來，就可以按三部排故法分別進行隔離排查。

需要注意的是，很多外場故障并不是這種簡單的形式，而是這種形式的變形和集合，需要仔細辨識、分析。這種方法特別適用于航電—特設—機械系統或者航電—特設—航電系統交聯的系統故障的排除。一般來說，這類故障兩頭即輸入和輸出的隔離排查比較簡單，中間的線路隔離檢查相對復雜，所以，一般按先兩頭后中間的次序進行排查。

2.5"儀器測量法

儀器測量法［1］就是利用各種測量儀器對系統、設備以及電路進行測量。例如，利用萬用表進行電路測試，兩表筆中一表筆接地，另一表筆利用萬用表的電壓或電阻測量擋去碰觸被測電路的各測試點，也稱脈沖干擾法。這一方法不但可以大致測出被測點以后的電路是否良好，還可得知被測點的電壓和電阻。

新型航空裝備根據保障性分析結果，為部分關鍵系統和設備研制了信號和端口檢測儀器，也可以利用這些儀器進行狀態檢測與故障代碼讀取，從而進一步隔離和定位故障，達到快速排故的目的。

2.6"數據優先法

數據優先法的前提是對歷史故障數據進行清洗并統計分析，獲取成品設備故障信息，統計重復故障，判斷出故障率較高的成品設備件，建立標準化故障庫。數據優先法就是指當系統出現故障時，按照故障系統中涉及的成品設備按故障率高低進行排序，優先檢查故障系統中故障率較高的成品設備，根據需要逐一檢查，直至故障排除。該方法適用于故障系統中有故障率較高的成品件的情況。優先法是一種判斷、隔離故障成品的方法，經常與串件隔離法一起使用。

當然，在外場排故過程中，工作人員利用其豐富的外場排故經驗，結合歷史故障的熟練掌握程度，分步進行故障定位，進而排除故障，其本質上也是數據優先法的一種變通，但缺點是存在一定的主觀性，人員培養周期長、人員流動不可控導致經驗傳承效率低。

2.7"微觀信息法

微觀信息法即從一些輔助的、不被關注的信息中找到故障排查突破口，甚至判斷、定位故障。查閱裝備履歷和相關產品履歷；了解近期裝備系統所開展的工作；留意空、地勤描述的和裝備復現的每一個故障信息；關注歷史，留意細節；小信息有時能解決大問題。

2.8"最大模糊法

最大模糊法即故障已隔離到一定范圍，但尚未確定故障具體位置，且由于在特定環境下故障具有一定危險性和急迫性，緊急情況下采取將可疑機件全部更換，以保證安全或者重要任務的完成。該方法適用于不能準確定位故障件，逐個試驗又存在風險性和時間緊張的情況。但是此方法的缺點是不能最終準確地定位故障件，需要通過返廠檢查測試等方式進一步確定故障件和故障原因。

3"復雜故障隔離與排除方法

針對復雜和疑難故障，通常采用故障樹、因果圖、流程圖等方法，充分識別故障現象，依據系統原理、邏輯架構、工作環境等，逐一排查影響因素，以確定故障原因并制定對應措施，排除故障。

3.1"故障樹法

故障樹分析是一種系統的、從上到下的邏輯演繹法，它用事件符號、邏輯門符號和轉移符號描述系統中各種事件之間的因果關系，多用于在裝備設計過程中對影響安全及任務的關鍵系統進行失效概率分析，綜合造成產品某種故障狀態（或事件）的各種原因和條件，以發現設計中的薄弱環節，提出相應的糾正措施。該方法也借鑒應用于航空裝備外場故障發生后的隔離定位。

故障樹法要深入了解故障現象、邏輯架構、工作機理、內外部影響因素，合理選擇頂事件（通常來說，選擇頂事件對于成功地進行分析是十分重要的），建立關聯所有可能導致外場故障底事件的故障樹，通過查閱資料、目視檢查、通電檢查、試車檢查、仿真分析、模擬實驗等多種方式逐一排查底事件。對于不能排除的底事件需要深入分析研究，以確定最終的故障原因以及存在的設計工藝缺陷，逐一制定糾正措施，以徹底解決外場問題和故障。以空中應急放油出現發動機不增壓信號故障為例，給出故障樹法示意，如圖1所示。

3.2"因果圖法

因果圖［3］是由日本著名質量管理專家石川馨于1943年提出的，故又名石川圖，亦稱為特性因素圖、魚刺圖、魚骨圖、樹枝圖。因果圖是表示質量特性與原因關系的圖，主要用于尋找質量問題產生的原因，并分析原因與結果之間的關系，即通過層層深入的分析研究來找出影響質量的原因，從交錯復雜的大量影響因素中理出頭緒，逐漸地把影響質量的主要的、關鍵的、具體原因找出來，從而明確要采取的措施。

在航空裝備維修管理中，對故障或維修中發生的問題，常用因果圖從錯綜復雜的影響因素中全面查找原因，并從大到小、追根求源地找出問題產生的直接原因。因果圖由質量問題和影響因素兩部分組成，圖中主干箭頭所指的為質量問題，主干上的大枝表示大原因，中枝、小枝、細枝等表示原因的依次展開，其基本圖形如圖2所示。在實際應用中，大部分問題的原因可歸納為六大類，即人、機、料、法、測、環，簡稱5M1E。

需要注意的是，分析大原因時，主要采用5M1E方法，但在實際使用時，應根據具體情況適當增減項目，不限于5M1E；最后細分出來的原因應是具體的，便于采取措施；集思廣益，一般以開展質量分析會的形式，對原因進行分析，力求分析結果無遺漏；如果主要原因不是特別明顯，可以用排列圖等方法來確定主要原因；針對主要原因可列出措施表，以便解決問題。

3.3"流程圖法

流程圖是指流經一個系統的信息流、觀點流或部件流的圖形代表。流程圖的特點為直觀、明確、流向清楚，通常用來描述一個過程性的活動，可以表示動態過程從開始到結束的全部步驟。流程圖法一般適用于涉及多個系統或設備的復雜故障的排查。在制訂排故計劃時，也可以使用流程圖，這樣可以使要進行的隔離與檢查工作一目了然。在外場排故中使用流程圖法，可以使排故工作條理清楚、步驟明確，且不會遺漏或重復檢查某環節或設備。以液壓表指針擺動故障為例，給出流程圖示意，如圖3所示。

結語

上述排故方法主要適用于機載系統和設備故障的排除。對于結構類故障，一般可以采取以下方法：第一，如果可以更換，則同號件直接更換；第二，如果滿足結構通用維修要求，可直接按要求維修；第三，除以上兩種情況外，一般由設計單位給出維修方案并實施。

本文介紹的故障隔離方法有的能夠直接確定故障部位，有的雖不能直接確定故障部位，但可縮小故障部位范圍，要及時、正確、綜合地運用以上方法，才能少走彎路。同時，外場排故工作也是一個復雜的過程，需要長期的積累，抓住每一個故障信息，按一定的次序逐步認真排查分析，最終找到故障原因。此外，外場排故方法是多種多樣的，經常需要多種方法一起使用，在平日的排故工作中要善于思考、經常歸納，總結出更多行之有效的方法。同時，排故方法也是相通的，可在各種航空裝備上借鑒使用。

參考文獻：

［1］段剛.電子設備的故障隔離與應急修理［J］.科技風，2009（21）：189.

［2］楊彥明，等.航空維修信息分析技術［M］.北京：清華大學出版社，2020：7677.

［3］任廣良，王泓然，陳銀.空中應急放油時發動機不增壓故障分析與探究［J］.航空維修與工程，2023（06）：9597.

［4］陳律，黃宇生.飛機故障分析診斷與排除［M］.北京：航空工業出版社，2020：31.

作者簡介：蔡明學（1985—"），男，漢族，陜西西安人，碩士研究生，高級工程師，主要研究方向為軍機維修保障。