佳明G1000航電系統(tǒng)工作原理及常見故障分析

趙平華

摘 要：隨著佳明G1000航電系統(tǒng)在各類通用飛機(jī)上的廣泛使用，關(guān)于G1000系統(tǒng)的各種故障也越來越多的顯現(xiàn)出來，面對(duì)如何處理使用G1000系統(tǒng)過程中出現(xiàn)的各種技術(shù)問題，掌握G1000系統(tǒng)的工作原理是非常必要，文章重點(diǎn)討論G1000系統(tǒng)工作原理和常見故障分析，更好的使用和維護(hù)該系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：G1000；工作原理；故障分析

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，大量高新技術(shù)運(yùn)用到通用飛機(jī)上，特別是G1000系統(tǒng)的出現(xiàn)更是一場(chǎng)革命性變化，中國(guó)近幾年也大量引進(jìn)裝備了G1000系統(tǒng)的飛機(jī)作為訓(xùn)練機(jī)，國(guó)內(nèi)目前已成立的飛行院校使用的C-172R（NAVIII）、DA-40、DA-42、SR20、SR22飛機(jī)都是這類飛機(jī)，占了國(guó)內(nèi)民航飛行訓(xùn)練飛機(jī)的大多數(shù)。這種系統(tǒng)的使用為飛行員提供了海量信息和友好的飛行界面，有效減輕了飛行員的工作負(fù)荷，提高了飛行安全水平。

1 G1000系統(tǒng)介紹

1.1 G1000工作原理

Garmin1000系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱G1000系統(tǒng)）是美國(guó)Garmin公司生產(chǎn)的一套高集成化通用航空電子系統(tǒng)，配備大屏幕、高分辨率顯示器，集成了導(dǎo)航、通訊、航向、姿態(tài)和顯示等電子組件，各組件間通過ARINC429、高速以太網(wǎng)等總線進(jìn)行互聯(lián)和數(shù)據(jù)交換。系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)配置包括：兩個(gè)GDU1040顯示組件、兩個(gè)GIA63集成電子組件、一個(gè)GMA1347音頻板組件、一個(gè)GEA71機(jī)身/發(fā)動(dòng)機(jī)接口組件、一個(gè)GTX33 S模式應(yīng)答機(jī)、一個(gè)GMU44磁傳感器、一個(gè)GRS77姿態(tài)航向基準(zhǔn)組件、一個(gè)GDC74A大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)組件。G1000系統(tǒng)的功能包括提供姿態(tài)、大氣數(shù)據(jù)，發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)體狀態(tài)數(shù)據(jù)，以及源于GPS位置性息的移動(dòng)地圖顯示的環(huán)境參考、地形和障礙警告。通過內(nèi)置接口，系統(tǒng)可以提供完整的發(fā)動(dòng)機(jī)指示告警。另外，G1000系統(tǒng)包括完整的甚高頻通信、全向信標(biāo)、儀表著陸系統(tǒng)和應(yīng)答機(jī)（VOR＼ILS）功能，系統(tǒng)和用戶的界面僅通過飛行主顯示器（PFD）、多功能顯示器（MFD）數(shù)字音頻面板上的旋鈕和選擇鍵對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行選擇和控制。

1.2 G1000各系統(tǒng)功能

G1000系統(tǒng)組件是由飛行測(cè)量系統(tǒng)、通訊/導(dǎo)航設(shè)備、顯示設(shè)備/人機(jī)界面三大部分組成，各部分又由不同的航線可更換組件LRU組成。

飛行測(cè)量系統(tǒng)：該系統(tǒng)由一部姿態(tài)航向基準(zhǔn)系統(tǒng)、一部大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)、一部磁傳感器、一部機(jī)身/發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)微處理器組成。GRS77由先進(jìn)的傾斜傳感器、加速度計(jì)和速率傳感器組成，用于提供飛機(jī)的俯仰、傾斜姿態(tài)、航向及基準(zhǔn)參數(shù)，并將數(shù)據(jù)送到顯示界面顯示和GIA63進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)，GRS77接收GDC74A的大氣數(shù)據(jù)、GMU44的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)和GIA63的GPS數(shù)據(jù)來修正姿態(tài)、航向參數(shù)誤差。GDC74A從動(dòng)靜壓系統(tǒng)、大氣溫度傳感器和攻角傳感器收集數(shù)據(jù)，為飛行提供氣壓高度、升降速度、空速和大氣溫度。GMU44用于感受磁場(chǎng)信息并將數(shù)據(jù)送到GRS77去計(jì)算磁航向。GEA71用于接收和處理從發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)身獲得的數(shù)據(jù)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、燃油量/流量、滑油溫度/壓力、汽缸頭溫度、排氣溫度等。

通訊/導(dǎo)航設(shè)備：包括兩部中央集成電子組件、一部數(shù)字式音頻板、一部S模式應(yīng)答機(jī)。GIA63連接著所有的LRU和人機(jī)界面，是整個(gè)G1000系統(tǒng)的通信中樞，其內(nèi)部包括：VHF通信/導(dǎo)航接收機(jī)、GPS接收機(jī)和系統(tǒng)集成微處理器。GMA1347集成了導(dǎo)航/通訊數(shù)字音頻、內(nèi)話系統(tǒng)和指點(diǎn)信標(biāo)控制，實(shí)現(xiàn)集中管理通信機(jī)和導(dǎo)航機(jī)的音頻信號(hào)的輸入與輸出、提供內(nèi)話功能、接收指點(diǎn)信標(biāo)和實(shí)現(xiàn)人工轉(zhuǎn)換PFD/MFD到應(yīng)急顯示模式。GTX33應(yīng)答機(jī)能在A、C和S模式下工作。

顯示設(shè)備/人機(jī)界面：由兩部GDU1040大小為10.4英寸，分辨率1024×768。G1000系統(tǒng)的兩個(gè)GDU1040，一個(gè)配置為PFD，另一個(gè)配置為MFD，PFD代替原來的陀螺系統(tǒng)顯示主要飛行信息，MFD顯示導(dǎo)航信息、發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)身數(shù)據(jù)。同時(shí)MFD作為備份顯示器還可在PFD發(fā)生故障時(shí)顯示主要飛行信息。

2 G1000常見故障分析

通過本人G1000系統(tǒng)多年的維護(hù)工作和資料整理，總結(jié)出了以下常見故障：

2.1 在PFD/MFD上原本應(yīng)該顯示數(shù)據(jù)的位置顯示紅叉

通訊/導(dǎo)航系統(tǒng)（通訊/導(dǎo)航的頻率）、大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)（指示空速、真空速、氣壓高度、升降速度、外界大氣溫度）、姿態(tài)航向指示系統(tǒng)（飛機(jī)姿態(tài)和航向）、機(jī)身和發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)（滑油溫度、壓力、汽缸頭溫度、排氣溫度、燃油量、燃油流量、匯流條電壓、電流等）指示系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)都是如此，有些故障還會(huì)在顯示紅叉的同時(shí)在同一位置顯示黃色的失效字符，這些故障現(xiàn)象表明對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)處于無法正常使用狀態(tài)。排故措施：（1）檢查PFD上有無出現(xiàn)關(guān)于GIA的配置文件和軟件錯(cuò)誤，以及有無數(shù)據(jù)鏈路方面的錯(cuò)誤，如果有，先排除上述錯(cuò)誤外，再進(jìn)行下面的步驟；（2）交換GIA1和GIA2位置，如果故障隨GIA63的交換而轉(zhuǎn)換，則說明是第一部GIA63故障，否則進(jìn)行下面步驟；（3）檢查GIA1和PFD的配置設(shè)置；（4）檢查GIA1到PFD之間以太網(wǎng)連接線路和插頭插釘?shù)那闆r，如果未見異常，則更換PFD。

2.2 在數(shù)據(jù)鏈路上出現(xiàn)的故障

在G1000系統(tǒng)中，用數(shù)據(jù)鏈路狀況框的顏色不同來表示該數(shù)據(jù)鏈路狀態(tài)，紅色表明系統(tǒng)已經(jīng)確定鏈路失效，黑色表明系統(tǒng)對(duì)該鏈路的狀態(tài)不明，綠色表明該數(shù)據(jù)鏈路正常。如PFD ARINC 429的1號(hào)通道狀態(tài)為紅色，該故障相關(guān)的LRU是GRS77，即PFD與姿態(tài)航向基準(zhǔn)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)鏈路失效。排故措施：（1）檢查系統(tǒng)有無關(guān)于PFD和GRS77的軟件和配置文件的錯(cuò)誤警告，如有，排故后再進(jìn)行下面步驟；（2）確認(rèn)GRS77是否處于離線狀態(tài)，如是，先排除后再進(jìn)行下面步驟；（3）確認(rèn)GRS77線路和接頭的狀況；（4）交換PFD和MFD，如果交換后，數(shù)據(jù)鏈路的狀態(tài)變?yōu)榫G色，則說明是PFD故障，更換PFD；（5）檢查GRS77和PFD之間線路和接頭的狀況；（6）如果上述檢查都良好，則說明GRS77故障。

2.3 其他常見故障

傳感器故障：傳感器是G1000系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)源，如果傳感器失效，同樣會(huì)造成對(duì)系統(tǒng)的異常。插頭和線路故障：這類故障也不少見，從外場(chǎng)G1000系統(tǒng)維護(hù)的過程中發(fā)現(xiàn)，磁傳感器處的插頭以及PFD和MFD背后的插頭都發(fā)生過接觸不良的現(xiàn)象，而GRS77以及GIA63背后插頭也導(dǎo)致過系統(tǒng)暫時(shí)性的異常。外部環(huán)境干擾：飛機(jī)所處的環(huán)境的改變，也有可能會(huì)導(dǎo)致某些系統(tǒng)出現(xiàn)異常。安裝固定不可靠：當(dāng)部件未安裝不到位或者部件本身的安裝支架松動(dòng)，如顯示器上的地形數(shù)據(jù)卡未在卡槽中插入到位，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)提示地形數(shù)據(jù)卡失效，而GRS77的安裝支架松動(dòng)，會(huì)使飛機(jī)的姿態(tài)航向指示出現(xiàn)較大偏差或者出現(xiàn)其它異常情況。

參考文獻(xiàn)

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