中型運輸機電氣系統(tǒng)故障診斷技術(shù)新進展

黃鶴 周強 劉建輝（中航飛機漢中飛機分公司試飛廠，陜西 漢中，723000）

中型運輸機電氣系統(tǒng)故障診斷技術(shù)新進展

黃鶴 周強 劉建輝
（中航飛機漢中飛機分公司試飛廠，陜西 漢中，723000）

隨著全世界范圍內(nèi)工業(yè)革命的深化，各種新型設(shè)備以及交通工具不斷普及，運輸型飛機作為其中的一種，擁有運輸速度快、運輸量大等特點，在軍事、民航、郵政等領(lǐng)域使用廣泛。但因運輸機是大型運輸工具，其內(nèi)部設(shè)備以及系統(tǒng)復(fù)雜，出現(xiàn)各自不同類型故障的幾率較高。本文主要探討中型運輸機電氣系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障和相應(yīng)的診斷技術(shù)，研究其診斷技術(shù)的新進展，希望推動我國航空事業(yè)更加迅速地向前發(fā)展。

運輸機；電氣系統(tǒng)；故障；診斷技術(shù)

飛機的電氣系統(tǒng)是飛機的供電系統(tǒng)和各種用電設(shè)備的總稱。中型運輸機供電系統(tǒng)的作用在于保證可靠地向用電設(shè)備，驅(qū)動飛機上各種電子設(shè)備的正常工作，尤其是與安全飛行直接有關(guān)的重要用電設(shè)備提供符合要求的電能。飛機供電系統(tǒng)的可靠性要求比一般地面供電系統(tǒng)高得多，因此常采用多種措施來滿足這些要求，如采用余度技術(shù)、故障狀態(tài)下的負載管理和應(yīng)急電源等。一旦飛機的電氣系統(tǒng)發(fā)生故障，直接影響飛機的正常飛行。情節(jié)嚴重時，可能導(dǎo)致嚴重的飛行事故。

1 電氣系統(tǒng)的構(gòu)成部分

1.1 電源系統(tǒng)

飛機電源系統(tǒng)是飛機電氣系統(tǒng)的重要組成部分，在中型運輸機中由四臺渦槳發(fā)動機驅(qū)動直流發(fā)電機與交流發(fā)電機為其飛機電子系統(tǒng)的正常運作提供所需電力，同時起到協(xié)調(diào)、引導(dǎo)、控制電能轉(zhuǎn)換的作用。飛機電源系統(tǒng)是由多個不同功能的電源協(xié)同組配而成，布局較為復(fù)雜，飛機飛行時由每臺發(fā)動機上的兩臺直流發(fā)電機與一臺交流發(fā)電機共同作用發(fā)電，四臺發(fā)動機上的供電通道作為電能傳輸?shù)闹饕糠郑瑫r在機身加設(shè)控制電能傳輸設(shè)備以及互感器、電源開關(guān)等相關(guān)設(shè)備共同組成中型運輸機電源系統(tǒng)。

1.2 配電系統(tǒng)

配電系統(tǒng)在飛機電氣系統(tǒng)中，承擔(dān)著管理、控制電能等作用，是保證飛機上電力安全使用的系統(tǒng)。配電系統(tǒng)由電纜線、配電柜、導(dǎo)電設(shè)備、相關(guān)配件設(shè)備等組成，由各種較為零散的配件設(shè)備共同為飛機用電部分安全傳輸電能，控制并維護各種設(shè)備用電時的安全［1］。

由于飛機配電系統(tǒng)是控制電力使用情況的電氣系統(tǒng)，在飛機飛行及起飛著陸過程中可能遇到各種突發(fā)狀況，為了保證飛機的飛行安全，所以要針對可能出現(xiàn)的各種情況實施不同的應(yīng)對措施。需根據(jù)可能出現(xiàn)的情況進行電氣總線監(jiān)管設(shè)置，必要時進行人工監(jiān)管，其他部分由飛機電氣控制系統(tǒng)自動應(yīng)對。

1.3用電設(shè)備

用電設(shè)備包括飛機飛行操縱、發(fā)動機控制、航空電子、電動機械、生命保障、武器操縱、照明與信號、防冰加溫和空勤組生活服務(wù)等系統(tǒng)飛機上各種使用電能的設(shè)備及裝置，包括各種電子儀表、設(shè)備、記錄器等。不同的設(shè)備使用的電壓類型與功率也不同，用電設(shè)備是電氣系統(tǒng)的使用終端設(shè)備，只有保證用電設(shè)備的各自電氣要求時，設(shè)備方可正常工作。

2 電氣系統(tǒng)所發(fā)生可能性較大的故障

2.1 電源系統(tǒng)故障

電源系統(tǒng)故障一般波及范圍較大，影響整個飛機用電系統(tǒng)，發(fā)動機故障是發(fā)電系統(tǒng)故障的主要原因，其次還可能出現(xiàn)發(fā)動機協(xié)調(diào)系統(tǒng)故障、供電通道故障等。

2.2 配電系統(tǒng)故障

配電系統(tǒng)故障可能引起飛機局部用電系統(tǒng)無法使用的問題，該故障具體體現(xiàn)為協(xié)調(diào)控制設(shè)備故障，如輸電協(xié)調(diào)設(shè)備故障、電氣管理系統(tǒng)故障、配電器件故障，配電相關(guān)設(shè)備部件故障等［2］。

2.3用電系統(tǒng)故障

用電系統(tǒng)是飛機上電能傳輸?shù)慕K端設(shè)備，其故障直接影響了各種用電服務(wù)的正常使用，主要故障表現(xiàn)為飛機照明系統(tǒng)故障、儀表設(shè)備故障、通信設(shè)備故障、導(dǎo)航設(shè)備故障和部分飛機操縱設(shè)備故障等。

3 診斷技術(shù)新進展

3.1 飛機信息總線網(wǎng)絡(luò)檢測

通過飛機上的記錄器采集記錄飛機電氣系統(tǒng)信號傳輸?shù)母鞣N總線信息，將總線信息匯總至電氣系統(tǒng)檢測計算機中，通過對其中的電氣系統(tǒng)的供電、傳輸、用電各個過程的端口數(shù)據(jù)進行計算檢測，如發(fā)生故障記錄其故障代碼及故障信息，并在故障定位與排除過程中使用相關(guān)儀器以及計算機檢測技術(shù)對飛機電氣系統(tǒng)故障進行檢測。此種方法實現(xiàn)了故障診斷的信息化［3］。

3.2 綜合檢測

在飛機用電設(shè)備發(fā)生電氣故障時，除通過飛機自身的總線信息進行故障點定位外，有時還需借助各種專用飛機電氣系統(tǒng)檢測設(shè)備與儀器進行多方面檢測，從采集到的電氣參數(shù)中進行故障分析，同時可以建立故障信息分析數(shù)據(jù)庫，將所采集的電氣參數(shù)進行數(shù)據(jù)庫計算，結(jié)合飛機總線信息從而得出結(jié)論［4］。

3.3 小波網(wǎng)絡(luò)檢測

王建立等［5］在基于多重結(jié)構(gòu)小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的航姿系統(tǒng)故障診斷研究中提出，利用非直觀關(guān)聯(lián)的函數(shù)點所構(gòu)成的密集網(wǎng)絡(luò)檢測，將電源系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備置于網(wǎng)絡(luò)中，利用函數(shù)節(jié)點對其進行相關(guān)掃描檢測。此種方法準確度較高，可較迅速的得出故障檢測結(jié)論。

4 結(jié)束語

飛機電氣系統(tǒng)是保證飛機正常運作的重要部分，直接與飛機的安全相關(guān)。電氣系統(tǒng)的故障診斷技術(shù)越精確，越有可能及時修復(fù)電氣系統(tǒng)，使得電氣系統(tǒng)恢復(fù)正常。隨著飛機上設(shè)備愈加完善以及所提供的服務(wù)增多，使得可能出現(xiàn)的新問題也隨之增多，此種情況要求診斷技術(shù)的不斷更新以適應(yīng)新情況。筆者對故障及診斷技術(shù)進行研究，希望推進飛機電氣系統(tǒng)故障診斷技術(shù)發(fā)展。

（References）

［1］王建立，肖波平.基于多重結(jié)構(gòu)小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的航姿系統(tǒng)故障診斷研究［J］.電子技術(shù)與軟件工程，2014，3（12）∶150-152.

［2］馮建朝，任仁良，趙尊全.民用飛機配電系統(tǒng)的研究［J］.測控技術(shù)，2012，5（12）∶108-112.

［3］馮建朝，任仁良.飛機供配電系統(tǒng)保護器件的研究［J］.測控技術(shù)，2013，3（11）∶151-154.

［4］楊海濤，于克杰，曹俊彬.某型飛機電源故障診斷專家系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)［J］.計算機應(yīng)用與軟件，2013，2（4）∶204-207.

［5］李寧，雷洪利，韓建定，等.飛機開關(guān)磁阻發(fā)電系統(tǒng)故障推理模型研究［J］.電源技術(shù)，2011，4（5）∶563-566.

［6］王秋生，陳中川，袁海文.基于多總線的飛機電氣故障模擬實驗系統(tǒng)設(shè)計［J］.計算機測量與控制，2010，3（1）∶44-47.