波音737—800飛機(jī)VHFl INOP指示故障分析

默鑫 丁堯 李強(qiáng)

摘要：針對一起波音737-800飛機(jī)VHFl INOP故障，從系統(tǒng)原理、部件功能、數(shù)據(jù)傳輸以及ARINC429傳輸特性等角度出發(fā)，分析故障產(chǎn)生原因，并提出排故建議，為類似故障的排除提供參考。

關(guān)鍵詞：無線電通信面板；收發(fā)機(jī)；航線可更換件；ARINC429

甚高頻通信系統(tǒng)為機(jī)組提供聲音與數(shù)據(jù)的視距通信，可用于飛機(jī)與飛機(jī)之間、飛機(jī)與地面之間的短距離通信。其工作的頻率范圍為118.00～136.975MHz，主要部件包括無線電通信面板（RCP）、甚高頻收發(fā)機(jī)（VHF transceiver）和甚高頻天線（VHF antenna），并使用ARINC429總線作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕橘|(zhì)。

1 ARINC429總線簡介

ARINC429總線是美國航空無線電公司（ARINC）制定的一種單向廣播式民用航空數(shù)字總線傳輸標(biāo)準(zhǔn)。ARINC429是定義航空電子設(shè)備和系統(tǒng)、且彼此之間相互通信的一種規(guī)范，設(shè)備或系統(tǒng)之間是通過雙絞屏蔽電纜線來傳輸?shù)模ㄒ还杉t色，一股藍(lán)色，屏蔽接地），其結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定，抗煩擾性強(qiáng)，最大優(yōu)勢在于可靠性高，錯誤隔離性好。ARINC429總線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)由某一設(shè)備的發(fā)送裝置和另一設(shè)備的接收裝置及總線組成。數(shù)據(jù)一般從數(shù)據(jù)源的發(fā)送端流入單個接收端或多個并聯(lián)的接收端（最多為20個）。此外，信息不能倒流至已規(guī)定為發(fā)送端的接口中，只能單方向傳輸。總線數(shù)據(jù)的傳輸速率分為高低兩檔，高速工作狀態(tài)的位速率為lOOkb/s，低速工作狀態(tài)的位速率為12～14.5kb/s。

ARINC429協(xié)議規(guī)定數(shù)據(jù)傳輸采用雙極性歸零制模式，即調(diào)制信號由“高”、“零”和“低”狀態(tài)組成。雙極性歸零碼的基本信號波形中攜帶了位同步信息，位同步是通過由零狀態(tài)變至“高”或“低”的狀態(tài)變化來識別的。傳輸?shù)幕締挝粸樽?，每個字由32位組成，包括標(biāo)號位（LABEL）、源終端識別（SDI）、數(shù)據(jù)組（Data Field）、符號狀態(tài)位（SSM）和奇偶校驗(yàn)位（P）?？傊?，飛機(jī)采用ARINC429數(shù)據(jù)總線的優(yōu)點(diǎn)是克服了模擬傳輸帶來的高成本、傳輸線多、可靠性差等缺點(diǎn)，在減輕了飛機(jī)和設(shè)備重量的同時又提高了信息傳輸?shù)木_度，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于民航飛機(jī)。

2 故障描述

執(zhí)行波音737-800飛機(jī)定檢時，在后期通電測試階段發(fā)現(xiàn)VHF1不工作。在駕駛艙RCP1選擇VHF1，有效頻率窗口（ACTIVE）顯示INOP；在RCP2和RCP3也選擇VHF1，RCP2和RCP3的有效頻率窗口（ACTIVE）同樣顯示INOP。無線電通信面板和狀態(tài)顯示圖如圖1所示。此時，飛機(jī)供電正常，VHF2和VHF3系統(tǒng)工作正常。在本架飛機(jī)定檢之前，機(jī)組未提出VHF存在任何使用問題和故障現(xiàn)象。

針對此故障進(jìn)行排故，過程如下：

1）斷開VHF1跳開關(guān)，復(fù)位VHF1系統(tǒng)，參考TASK 23-12-41-800-802執(zhí)行無線電調(diào)諧面板的顯示轉(zhuǎn)換程序。通過對LRU內(nèi)部模塊的復(fù)位，IONP消失，RCPACTIVE窗口顯示正常頻率，VHF1系統(tǒng)工作正常。但是，VHF1系統(tǒng)在長時間通電后，再次顯示INOP信息，VHF1不工作。此故障信息可以被復(fù)位，但是時有時無，屬于間歇性故障。

2）按壓RCP上的TEST電門，對VHF收發(fā)機(jī)進(jìn)行可靠性檢查。當(dāng)按壓TEST電門時，停止收發(fā)機(jī)的干擾抑制，可聽到靜電干擾的聲音。在VHF收發(fā)機(jī)上按壓TEST電門，起始甚高頻系統(tǒng)自測試，測試包括收發(fā)機(jī)自測試、輸入串行調(diào)諧測試、天線VSWR電壓駐波比測試。VHF收發(fā)機(jī)的LED指示正常，沒有顯示當(dāng)前存在任何故障，但RCP上的INOP依然存在。

3）由于當(dāng)時沒有新的LRU，也沒有條件從其他飛機(jī)上串件，只能進(jìn)行系統(tǒng)之間相同LRU的對調(diào)。分別進(jìn)行了如下部件對調(diào)：VHF1收發(fā)機(jī)與VHF2收發(fā)機(jī)，RCP1與RCP2，RCP1與RCP3。但是無論怎樣互換，做相同的操作和測試，在任何RCP上選擇VHF1，還是會出現(xiàn)INOP信息，且VHF2和VHF3始終工作正常，顯示正確。因此，對調(diào)LRU也無法確定故障源。

4）分析VHF系統(tǒng)原理，當(dāng)RCP接收不到VHF收發(fā)機(jī)信號時會顯示INOP。出現(xiàn)此情況的主要原因包括：a.沒有安裝VHF收發(fā)機(jī).b.VHF收發(fā)機(jī)無電源；c.VHF收發(fā)機(jī)不能發(fā)送ARINC 429數(shù)據(jù)到RCP；d.RCP無法接收到來自VHF收發(fā)機(jī)的ARINC 429信號；e.連接VHF收發(fā)機(jī)和RCP之間的線路存在問題。通過之前的檢查可以推斷相關(guān)LRU供電正常，并且收發(fā)機(jī)本身無故障，下一步重點(diǎn)工作是全面檢查導(dǎo)線通路，檢查是否有斷路或短路的情況。根據(jù)線路圖手冊，檢查VHF1收發(fā)機(jī)的OMS DATA OUTPUT、FREQ SEL PORTA& PORT B、PORT SEL DISCRETE與RCP1之間的數(shù)據(jù)傳輸導(dǎo)線；檢查VHF1收發(fā)機(jī)與RCP2，RCP3和VHF 2號收發(fā)機(jī)之間數(shù)據(jù)傳輸交聯(lián)的導(dǎo)線。檢查結(jié)果表明，所有導(dǎo)線通路正常，并沒有任何的斷路或短路情況。

5）根據(jù)SSM，進(jìn)一步分析甚高頻通信系統(tǒng)原理和信號傳輸特性，發(fā)現(xiàn)VHF收發(fā)機(jī)將狀態(tài)數(shù)據(jù)（VHFl STATUS 429PORT IN）同時提供至3個RCP（見圖2）。VHF COMM l TRANSCEIVER的C14和D14連接RCPl D10601的1釘和2釘；連接RCP2 D10603的1釘和2釘；連接RCP3D10605的1釘和2釘。因此，3個RCP應(yīng)該是同時接收到VHFl STATUS信息，設(shè)備之間的傳輸介質(zhì)為ARINC 429總線。通過量線，確定線路沒有問題。執(zhí)行VHF自測試，確定收發(fā)機(jī)本身無故障。因此推斷，很可能是由于某一個RCP內(nèi)部模塊的間隙性故障導(dǎo)致了出現(xiàn)INOP信息。由于對調(diào)RCP不能確定故障件，所以必須使用可用件進(jìn)行排故，最后發(fā)現(xiàn)其中一個RCP存在故障，其1釘和2釘短路。鑒于ARINC 429單向傳輸?shù)奶匦?，以?個RCP并聯(lián)關(guān)系，判定故障原因?yàn)椋阂粋€RCP內(nèi)部模塊間隙性短路，使ARINC 429總線短路，又由于并聯(lián)關(guān)系，導(dǎo)致連接3個RCP的線路都存在短路問題，因此在任何RCP上選擇VHF1，都會顯示INOP信息。由于ARINC429的單向傳輸特性，RCP短路并不會影響收發(fā)機(jī)發(fā)射輸出數(shù)據(jù)，更不會影響收發(fā)機(jī)的自測試。

3總結(jié)

在條件允許的情況下，排故時最好使用已知、可用的LRU，或者使用其他飛機(jī)系統(tǒng)工作正常的LRU，盡量避免在有潛在故障或有不確定因素的情況下，同一架飛機(jī)系統(tǒng)間相同LRU的對調(diào)。ARINC 429已廣泛應(yīng)用在民航客機(jī)中，且越來越多的航空電子設(shè)備采用了數(shù)字化技術(shù)，數(shù)字傳輸成為設(shè)備之間主要的傳輸途徑。在分析電路和原理時，一定要考慮ARINC 429的單向傳輸特性。