NM7000型儀表著陸系統(tǒng)故障分析與維護(hù)

邢曉東

（內(nèi)蒙古赤峰民航機(jī)場有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 赤峰 024413）

NM7000型儀表著陸系統(tǒng)故障分析與維護(hù)

邢曉東

（內(nèi)蒙古赤峰民航機(jī)場有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 赤峰 024413）

NM7000型儀表著陸系統(tǒng)是現(xiàn)今國內(nèi)應(yīng)用比較多的一種盲降系統(tǒng).該系統(tǒng)由于常年處于24小時(shí)不間斷工作狀態(tài)，隨著時(shí)間的積累，出現(xiàn)的一系列老化現(xiàn)象會(huì)造成系統(tǒng)的參數(shù)精度降低，嚴(yán)重的話系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)故障，從而影響飛行器的飛行安全.本文詳細(xì)介紹了NM7000型儀表著陸系統(tǒng)的工作原理，并就該系統(tǒng)出現(xiàn)的一些故障進(jìn)行分析與研究，介紹了故障排除的方法.

NM7000；儀表著陸系統(tǒng)（ILS）；航向天線；下滑臺(tái)

1 引言

儀表著陸系統(tǒng)（簡稱ILS）是現(xiàn)今全球民用機(jī)場使用最廣泛的航空器進(jìn)近引導(dǎo)設(shè)施，能夠在復(fù)雜氣象條件下為航空器提供決斷高度以上的精密引導(dǎo)，指引航空器安全進(jìn)近并著陸.NM7000是INDRA公司在挪威生產(chǎn)的較為先進(jìn)的軟硬一體的盲降設(shè)備系統(tǒng)，系統(tǒng)性能優(yōu)異，目前已成為國內(nèi)機(jī)場重要的儀表著陸設(shè)備.它擔(dān)負(fù)著引導(dǎo)進(jìn)近航空器對準(zhǔn)跑道上下以及左右中心線的重要作用，因此做好系統(tǒng)的維護(hù)工作是保障民用機(jī)場安全平穩(wěn)運(yùn)行的重要基礎(chǔ).一套完整的儀表著陸系統(tǒng)由航向信標(biāo)、下滑信標(biāo)、測距儀組成，下面介紹其工作原理.

2 NM7000型儀表著陸系統(tǒng)工作原理

2.1 航向信標(biāo)原理

航向信標(biāo)為飛行器提供覆蓋跑道及跑道延長線的水平方向上的引導(dǎo)信號(hào)，這個(gè)信號(hào)是合成的，分別由兩個(gè)輻射場（150Hz/90Hz）共同完成（如圖1）.在跑道中心線和跑道延長線上一定范圍內(nèi)，150Hz和90Hz調(diào)制的幅度是一樣的（即調(diào)制度相等），這個(gè)范圍稱為“航道”.飛機(jī)在航道上時(shí)機(jī)載設(shè)備的接收機(jī)會(huì)給出一個(gè)正確的指示，而當(dāng)飛機(jī)處在航道的左側(cè)時(shí)，也就是90赫茲占優(yōu)勢的輻射場內(nèi)，會(huì)得到“向右糾正”的指示，同樣，位于航道的右側(cè)時(shí)，處于150赫茲占優(yōu)勢的輻射場內(nèi)，會(huì)得到“向左糾正”的指示.航向信標(biāo)主要由航向主機(jī)、天線陣系統(tǒng)、電源、遙控單元及遠(yuǎn)程監(jiān)控維護(hù)系統(tǒng)組成.

圖1 航向信標(biāo)原理

2.2 下滑信標(biāo)原理

下滑信標(biāo)的主要作用是給進(jìn)近和著陸的飛機(jī)提供與地面成一定角度的下滑道(仰角)信息，這個(gè)角度稱為下滑角（一般為3°），為飛行器提供覆蓋跑道及跑道延長線的垂直方向上的引導(dǎo)信號(hào)，這個(gè)信號(hào)同樣也由兩個(gè)輻射場（150Hz/90Hz）共同完成（如圖2）.飛機(jī)在下滑道上時(shí)機(jī)載設(shè)備的接收機(jī)會(huì)給出一個(gè)正確的指示，而當(dāng)飛機(jī)處在下滑道的上方時(shí)，也就是90赫茲占優(yōu)勢的輻射場內(nèi)，會(huì)得到“向下糾正”的指示，同樣，位于下滑道的下方時(shí)，處于150赫茲占優(yōu)勢的輻射場內(nèi)，會(huì)得到“向左上糾正”的指示.下滑信標(biāo)主要由下滑主機(jī)、天線系統(tǒng)、電源、遙控單元及遠(yuǎn)程監(jiān)控維護(hù)系統(tǒng)組成.

圖2 下滑信標(biāo)原理

2.3 測距儀原理

測距儀主要是為飛行器提供它相距于測距儀的距離，一般測距儀都與下滑信標(biāo)合裝在下滑臺(tái)內(nèi)，赤峰機(jī)場測距儀為意大利泰勒斯公司生產(chǎn)的DME.測距儀分為地面設(shè)備和機(jī)載設(shè)備，其原理就是通過測量脈沖信號(hào)的發(fā)射和接收時(shí)差而獲得飛行器到地面臺(tái)的斜距（如圖3）.當(dāng)飛行器高度遠(yuǎn)小于到臺(tái)的斜距時(shí)，可將測得的斜距視作飛行器到地面臺(tái)的平距.

圖3 測距儀原理

3 NM7000型儀表著陸系統(tǒng)故障分析與維護(hù)

3.1 航向天線陣DC-LOOP故障

3.1.1 故障現(xiàn)象

航向信標(biāo)雙監(jiān)控器MON1、MON2的DCLOOP顯示告警，參數(shù)值達(dá)到45.0/44.0，超過告警門限設(shè)置的42，設(shè)備自動(dòng)換機(jī)，告警依然存在，設(shè)備自動(dòng)關(guān)機(jī).航道CL-DDM、寬度DS-DDM、近場CLR-DDM監(jiān)控參數(shù)正常.如表1所示.

表1 DCLOOP故障監(jiān)控值

3.1.2 故障分析

DC-LOOP具有來檢測天線、發(fā)射及監(jiān)控電纜的功能，當(dāng)其中一根或多根天線故障或電纜斷開時(shí)，會(huì)觸發(fā)該參數(shù)告警，提醒維護(hù)人員檢修設(shè)備.該故障中僅有DC-LOOP告警，其余主要監(jiān)控參數(shù)如CL、DS、NF、CLR均正常，說明天線本身發(fā)射和監(jiān)控都沒有故障，由此判斷告警原因應(yīng)為DC-LOOP檢測電路本身故障.

3.1.3 故障排查

從設(shè)備機(jī)柜的接口板CI1210開始倒排查找，依次檢查CI1210板上DC-LOOP連接端、機(jī)柜至天線分配單元的DC-LOOP檢測電纜、天線分配單元內(nèi)DC-LOOP的連接端以及天線分配單元本身.根據(jù)DC-LOOP接線對應(yīng)表，對DC-LOOP線路進(jìn)行排查.表2所示為天線分配單元至CI1210板的DCLOOP配線對應(yīng)關(guān)系.

其中，設(shè)備RMS監(jiān)控軟件中對DC-LOOP的標(biāo)注分別為：DCLOOP0-DCLOOP3,而CI1210板上的接口為DCLOOP1-DCLOOP4，因此，軟件中的DCLOOP1參數(shù)實(shí)際對應(yīng)線路中的DCLOOP2連接.分別對線路兩端的接頭和線路本身進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)在天線分配單元端的接頭E脫焊，進(jìn)行重新焊接后，DCLOOP恢復(fù)為正常值39，系統(tǒng)恢復(fù)正常.

表2 天線分配單元至CI1210板的DCLOOP配線表

3.2 航向天線監(jiān)控部分故障

3.2.1 故障現(xiàn)象

航向信標(biāo)雙機(jī)監(jiān)控器MON1、MON2的CLDDM、DS-DDM、CLR-DDM參數(shù)偏離正常值較大，如表3所示.

表3 天線監(jiān)控部分故障時(shí)主要參數(shù)的監(jiān)控值

3.2.2 故障分析

由于雙機(jī)雙監(jiān)控器均出現(xiàn)參數(shù)波動(dòng)，說明公共部分存在故障，而近場NF正常說明發(fā)射信號(hào)是正常的，故障點(diǎn)為天線單元的監(jiān)控部分或監(jiān)控合成單元，由于航道CL、寬度DS和余隙CLR同時(shí)波動(dòng)，而監(jiān)控合成單元對各通道是分別進(jìn)行檢測的，因此監(jiān)控合成單元故障的可能性較小.故障排查著重于各個(gè)天線單元的監(jiān)控耦合板和監(jiān)控電纜的檢查.

3.2.3 故障排查

使用萬用表逐個(gè)測量各天線電纜的信號(hào)饋入線與屏蔽之間的相對電阻，發(fā)現(xiàn)第5根天線阻止較其它天線明顯過低，為30Ω（其它天線為48-50Ω，理論值50Ω），初步確定故障點(diǎn)為第5根天線的監(jiān)控通道.依次對內(nèi)置監(jiān)控天線（即雙鋼絲線）與前后端天線匹配電路板 FB1526A和監(jiān)控耦合板MO1525的連接進(jìn)行檢查，鋼絲線與兩塊電路板上的固定螺桿直接為氬氟焊接，通過敲擊晃動(dòng)，未發(fā)現(xiàn)接觸不良情況.對監(jiān)控耦合板MO1525電路檢查，該板在兩路輸入點(diǎn)處為壓片接觸式設(shè)計(jì)，長時(shí)間使用后，鍍銀接觸面形成氧化，降低信號(hào)傳導(dǎo)性，對該兩處壓片點(diǎn)進(jìn)行防氧化掛錫處理并增加彈簧墊圈后，寬度DS上升為-0.4/-0.4，設(shè)備參數(shù)有所好轉(zhuǎn)，但仍未恢復(fù)正常，測量天線阻值在30-50Ω浮動(dòng)，說明仍存在接觸不良.將整個(gè)天線卸下后發(fā)現(xiàn)，監(jiān)控耦合板MO1525輸出監(jiān)控電纜在天線單元下方導(dǎo)管內(nèi)一電纜接頭的內(nèi)部銅芯存在松動(dòng)，對該電纜接頭進(jìn)行維修加固后，參數(shù)穩(wěn)定，設(shè)備恢復(fù)正常.

3.3 下滑臺(tái)備機(jī)故障

3.3.1 故障現(xiàn)象

在飛行校驗(yàn)過程中，地面設(shè)備調(diào)試人員按照機(jī)組校驗(yàn)員的指示，需要將下滑設(shè)備由1號(hào)機(jī)換至2號(hào)機(jī)工作，以對設(shè)備參數(shù)進(jìn)行檢測，在換機(jī)過程中發(fā)現(xiàn)設(shè)備備機(jī)發(fā)生告警，無法換至2號(hào)機(jī)工作，在1號(hào)機(jī)工作未換機(jī)時(shí)設(shè)備工作正常.地面調(diào)試人員將2號(hào)發(fā)射機(jī)設(shè)定為主用，1號(hào)機(jī)設(shè)定為備用，發(fā)現(xiàn)設(shè)備自動(dòng)轉(zhuǎn)換至1號(hào)機(jī)工作并正常.

吳元梁認(rèn)為，中國特色社會(huì)主義“不是馬克思恩格斯當(dāng)年所設(shè)想的社會(huì)主義，也不是“歐美國家的資本主義或別的什么主義”，而是“科學(xué)社會(huì)主義基本原理與當(dāng)今時(shí)代特征和我國國情相結(jié)合的產(chǎn)物，是一種特殊的社會(huì)形態(tài)。它凝結(jié)了幾代中國共產(chǎn)黨人帶領(lǐng)人民不懈探索實(shí)踐的智慧和心血，是馬克思主義中國化的最新成果?！保?1］

3.3.2 故障分析

由上述現(xiàn)象可以判定2號(hào)機(jī)發(fā)生了故障.技術(shù)人員通過設(shè)定開關(guān)在MANUAL位，以保證設(shè)備發(fā)生故障不會(huì)自動(dòng)換機(jī).強(qiáng)制開啟2號(hào)機(jī)，通過觀察，面板顯示PARAM燈和紅色ALARM燈亮，監(jiān)控軟件中顯示射頻電平RF（射頻）數(shù)值只有2V（正常3V），SDM（調(diào)制度和）只有72%（正常80%）.將示波器接C S B輸出口，測量波形圖正常.將示波器接S B O輸出口，發(fā)現(xiàn)其波形圖不正常，由此可以判定2號(hào)發(fā)射機(jī)的某器件出現(xiàn)故障，需要進(jìn)一步查明.

3.3.3 故障排查

NM7000儀表著陸系統(tǒng)下滑臺(tái)備機(jī)發(fā)生故障，不能實(shí)現(xiàn)正常啟動(dòng)，但是主機(jī)在正常運(yùn)作狀態(tài)下，雙監(jiān)控器系統(tǒng)能夠同時(shí)監(jiān)控主機(jī)與備機(jī)，所以，問題多發(fā)生于備機(jī)發(fā)射系統(tǒng)，因此對備機(jī)發(fā)射系統(tǒng)進(jìn)行故障分析.通過相關(guān)技術(shù)的研究與分析發(fā)現(xiàn)，可能導(dǎo)致備機(jī)無法正常運(yùn)行的原因包括以下幾個(gè)方面：

(1)制信號(hào)產(chǎn)生器信號(hào)板LF1576出現(xiàn)故障：經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)該位置不存在故障.

(3)混合網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障：混合網(wǎng)絡(luò)主要是將調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生器產(chǎn)對頻率合成部分進(jìn)行調(diào)制合成時(shí)的信號(hào)進(jìn)行處理生成能夠檢測的CSB信號(hào).通過檢測CSB信號(hào)的功率是否能夠符合標(biāo)準(zhǔn)值來判斷其是否出現(xiàn)故障.在設(shè)備正常運(yùn)作過程中監(jiān)控器旁路.經(jīng)過測試，功率計(jì)顯示備機(jī)功率值正常，切換至TX2，進(jìn)行測試顯示結(jié)果一致，證明該位置不存在故障.

(4)射頻轉(zhuǎn)換器出現(xiàn)故障：在之前進(jìn)行功率測試過程中，主機(jī)與備機(jī)可以進(jìn)行自由切換，所以可以證實(shí)轉(zhuǎn)換器不存在故障.

(5)功放板GPA1581(GPcourse)和 GPA1582A (GPclearance)出現(xiàn)故障：將主機(jī)TX1的GPA板切換至備機(jī)，監(jiān)控器旁路，將備機(jī)進(jìn)行強(qiáng)制啟動(dòng).測試功率值，顯示功率值達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值.將備機(jī)的GPA板切換至主機(jī)，測量SBO信號(hào)功率，顯示功率值為2W（正常3W至7W），過低，所以一次性判斷出故障出現(xiàn)在備機(jī)的GPA板.此故障首先應(yīng)進(jìn)行故障板的更換，為了能有保障儀表著陸系統(tǒng)下滑臺(tái)以最短的時(shí)間恢復(fù)職能，需要迅速的對故障板件進(jìn)行置換.其中一種方式可以更換故障元器件，通過板件的檢測發(fā)現(xiàn)，GPA板內(nèi)部沒有出現(xiàn)燒毀的元器件，由此可以認(rèn)為，部分元器件使用時(shí)間過程，致使性能有所下降，進(jìn)而形成的GPA板故障.將正常狀態(tài)下的GPA板與出現(xiàn)故障的GPA板進(jìn)行對比，對GPA板內(nèi)部的各個(gè)元器件進(jìn)行數(shù)值檢測，同時(shí)對元器件的前端與后端的數(shù)值進(jìn)行檢測，最后判定故障位置為耦合器N49位置，對耦合器進(jìn)行重新調(diào)整，重新安裝到GPA板內(nèi)部，完成元器件置換，恢復(fù)儀表著陸系統(tǒng)下滑臺(tái)的功能.

4 總結(jié)

儀表著陸系統(tǒng)作為民航飛行保障的重要組成部分，常年不間斷運(yùn)行，難免會(huì)出現(xiàn)老化現(xiàn)象.當(dāng)設(shè)備因老化出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)通過檢查軟件告警參數(shù)，從發(fā)射機(jī)、監(jiān)控器以及功能板件幾方面分析故障原因，并結(jié)合設(shè)備工作原理及信號(hào)走向，快速定位故障點(diǎn)進(jìn)行維修.日常維護(hù)中要及時(shí)保存設(shè)備參數(shù)并進(jìn)行比對，發(fā)現(xiàn)參數(shù)出現(xiàn)較大幅度波動(dòng)應(yīng)及時(shí)開展“預(yù)防性維修”，提前將故障隱患排除，以提高設(shè)備保障率.

〔1〕Indra Company.NM7013 Instrument Landing System Instruction Manual[M].Oslo Norway, 2013.

〔2〕童克文,鄭青竹,陶然.NM7000航向天線故障排除[J].空中交通管理，2009(5):40,49.

〔3〕張貴興.NORMARC ILS天線系統(tǒng)的安裝調(diào)整[J].中國無線電管理，2001(7):18-19,23.

〔4〕陳康.儀表著陸系統(tǒng)航向信標(biāo)的分析與研究[J].信息通信,2011,8(6):9-11.

〔5〕榮鋒,苗長云,徐偉.儀表著陸系統(tǒng)信號(hào)監(jiān)視儀的研制[J]電子測量與儀器學(xué)報(bào),2010,3(9):872-877.

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1673-260X（2017）02-0064-03

2016-12-12