CESSNA 525飛機(jī) TCAS系統(tǒng)故障模式和規(guī)律研究

廖加偉 馮銳

摘 要：TCAS是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，故障的分析和排除有很大的困難。我們總結(jié)的TCAS 系統(tǒng)常見(jiàn)的幾種故障類(lèi)型以及排故的思路以助于充分考慮各方面的因素，先易后難，大膽假設(shè)，細(xì)心求證，方便排除故障。

關(guān)鍵詞：TCAS;故障;規(guī)律;排故

中圖分類(lèi)號(hào)：TB 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.27.103

TCAS是Traffic Alert and Collision Avoidance System空中交通告警和防撞系統(tǒng)的縮寫(xiě)，它是不依賴(lài)于地面空中交通管制（ATC）系統(tǒng)為飛機(jī)提供飛機(jī)防撞保護(hù)的機(jī)載設(shè)備。

我們學(xué)院的CE525飛機(jī)采用的是L-3通信公司的SKYWATCH HP SKY899A，它是新一代空中交通防撞系統(tǒng)（TCAS1），在飛行中進(jìn)行飛機(jī)到飛機(jī)的 ATCRBS詢(xún)問(wèn)，當(dāng)收到周?chē)沼驒C(jī)載應(yīng)答機(jī)的實(shí)時(shí)應(yīng)答信號(hào)后，計(jì)算飛機(jī)范圍、高度、接近率來(lái)劃分交通范圍并預(yù)測(cè)飛行沖突，具有交通咨詢(xún)（TA）功能，并在EFIS上為飛行員顯示周?chē)?5海里內(nèi)的其他飛機(jī)。SKY899A能同時(shí)監(jiān)控30架飛機(jī)。并顯示8架最有可能與本飛機(jī)出現(xiàn)飛行沖突的闖入飛機(jī)。該系統(tǒng)沒(méi)有 TCAS II的決斷咨詢(xún)（RA）功能，不能提前為飛行員提供避撞指令。SKY899A系統(tǒng)內(nèi)置了ADS-B功能以便兼容將來(lái)的空中交通管制標(biāo)準(zhǔn)，但CJ未選裝帶有ADS-B（1090MHZ）功能的S模式應(yīng)答機(jī)，因此該系統(tǒng)不發(fā)射ADS-B信息。

我院CESSNA 525飛機(jī)機(jī)載一套SKY899A型TCAS1空中交通防撞系統(tǒng)，包括一個(gè)TRC899收發(fā)機(jī)/計(jì)算機(jī)，一個(gè)NY156天線，系統(tǒng)構(gòu)型模塊和相關(guān)的電纜同軸電纜，TCAS信息顯示在PFD和MFD上。TRC899A安裝在機(jī)頭電子設(shè)備艙內(nèi)，SKY899A控制面板安裝在中央操作臺(tái)上，F(xiàn)MS系統(tǒng)CDU面板的上部，面板中間是三個(gè)TCAS1系統(tǒng)的按鈕燈開(kāi)關(guān)。

自CESSNA 525飛機(jī)引進(jìn)以來(lái)，關(guān)于TCAS系統(tǒng)方面的故障多達(dá)幾十次，其中包括：TCAS FAIL、TCAS測(cè)試不能通過(guò)，TCAS空中故障導(dǎo)致飛機(jī)返航等。這些故障的出現(xiàn)給飛行安全造成了極大的隱患，由于TCAS是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，錯(cuò)綜復(fù)雜，與許多系統(tǒng)有著相互交連，給故障的分析和排除造成了很大的困難。

前幾年飛機(jī)的TCAS系統(tǒng)出現(xiàn)故障較少。我們排故的方法就是清潔插頭和更換計(jì)算機(jī)，也較為簡(jiǎn)單實(shí)用。

比如2009年的B-7777飛機(jī)出現(xiàn)的TCAS FAIL警告燈亮的故障處理方法就是：“清潔TCAS計(jì)算機(jī)插頭和天線的插頭，地面通電測(cè)試工作正常。”

之后的一次TCAS測(cè)試不能通過(guò)的故障通過(guò)兩架飛機(jī)進(jìn)行串件進(jìn)行對(duì)比確定是TCAS計(jì)算機(jī)的故障，對(duì)此計(jì)算機(jī)進(jìn)行了更換，故障排除。

最近的一次故障則較為復(fù)雜。在2019年3月14日，B-3649飛機(jī)首次出現(xiàn) TCAS FAIL警告，清潔計(jì)算機(jī)和天線，地面測(cè)試工作正常。 之后3月18日警告再次出現(xiàn)，這次不僅清潔計(jì)算機(jī)，還校準(zhǔn)天線、測(cè)量了線路，都是正常情況。再之后的飛行交代機(jī)組觀察如果出現(xiàn)故障時(shí)其它相關(guān)電子設(shè)備工作是否正常，重新接通跳開(kāi)關(guān)是否能夠消除故障。3月21日再次出現(xiàn)TCAS警告，飛機(jī)返航。機(jī)組反映未注意到有異常情況，在拔出跳開(kāi)關(guān)再推入后，系統(tǒng)能夠恢復(fù)正常。系統(tǒng)偶然出現(xiàn)故障，之后又一切正常，這樣的故障最難排除。我們采取的方法是兩駕飛機(jī)進(jìn)行串件，繼續(xù)飛行觀察。之后的幾天除了B-3649飛機(jī)以外，B-3644飛機(jī)也多次出現(xiàn)TCAS FAIL警告故障。再將庫(kù)房的TCAS計(jì)算機(jī)串件實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)GPS的時(shí)間自動(dòng)跳轉(zhuǎn)為11-AUG-99，GPS出現(xiàn)了日期BUG，不知道是否會(huì)引起故障。更正日期以后再觀察飛行，仍然偶爾出現(xiàn)同樣的故障現(xiàn)象。直到4月中旬更新了導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)以后，TCAS FAIL故障才徹底消失。由此判定是導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)的軟件問(wèn)題引出的此次故障。這次排故雖然走了很多彎路，也讓我們積累了很多寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

我們學(xué)院有7架CESSNA 525飛機(jī)，目前對(duì)于TCAS系統(tǒng)出現(xiàn)的很多故障處于探索之中，在TCAS計(jì)算機(jī)的測(cè)試在沒(méi)有形成規(guī)范時(shí)，有時(shí)候甚至?xí)压收险`判為T(mén)CAS計(jì)算機(jī)故障，進(jìn)行外修，浪費(fèi)資金。

所以我們急需掌握TCAS系統(tǒng)的故障模式、規(guī)律和處理方法，總結(jié)一套科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆桨浮?/p>

為此我們總結(jié)了一些常見(jiàn)的故障及處理方法，先易后難，方便排故。

（1）首先是TCAS 計(jì)算機(jī)故障，這是最常見(jiàn)的故障之一。計(jì)算機(jī)是TCAS 系統(tǒng)的核心，它要完成大量的計(jì)算任務(wù)，還具有發(fā)射和接收的功能。系統(tǒng)很精密，它裝載在飛機(jī)前行禮艙下部，屬于未增壓艙。設(shè)備除了要受低溫影響還會(huì)受到飛機(jī)顛簸、高空輻射、電磁干擾等客觀因素的影響。這使得TCAS 計(jì)算機(jī)的故障率特別高。

TCAS計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障后最簡(jiǎn)單的方法是通過(guò)拔出跳開(kāi)關(guān)讓系統(tǒng)斷電，然后再推入跳開(kāi)關(guān)接通系統(tǒng)電源，觀察系統(tǒng)能否恢復(fù)正常。因?yàn)樗埠臀覀兺ǔＪ褂玫碾娔X一樣，偶爾會(huì)出現(xiàn)運(yùn)算出錯(cuò)產(chǎn)生故障，重啟系統(tǒng)就能自行恢復(fù)。 如果不能恢復(fù)正常也可以通過(guò)和其它飛機(jī)進(jìn)行串件，觀察故障是否轉(zhuǎn)移，來(lái)確定是否是計(jì)算機(jī)出現(xiàn)的故障，避免因?yàn)榕及l(fā)故障造成的送修帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)上的損失。

（2）應(yīng)答機(jī)的故障也可以引起TCAS 系統(tǒng)故障。通常一架飛機(jī)上裝有功能完全相同的兩部應(yīng)答機(jī)，只能選擇其中的一部作為工作件，另一部作為備用，需要手動(dòng)切換。如果在飛行時(shí)可以手動(dòng)切換應(yīng)答機(jī)，看故障是否排除。如果在地面通電則可以用IFR6000設(shè)備對(duì)應(yīng)答機(jī)進(jìn)行測(cè)試，判斷故障。

（3）姿態(tài)航向系統(tǒng)故障。我們?cè)诘孛孢M(jìn)行檢測(cè)時(shí)可以通過(guò)本機(jī)對(duì)調(diào)航姿系統(tǒng)的方法進(jìn)行故障隔離。

（4）GPS計(jì)算機(jī)故障。包括GPS定位，導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)出現(xiàn)問(wèn)題都有可能引起TCAS故障。此類(lèi)故障較難判斷，只有串件對(duì)比多次實(shí)驗(yàn)，再切換導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)等方法來(lái)一步步排查。

（5）天線及饋線故障。我們有一套完整的天線校正程序。通過(guò)電腦連接TCAS計(jì)算機(jī)的接口，再按照程序一步步的進(jìn)行檢測(cè)，可以判斷天線的各方面參數(shù)是不是符合要求。

（6）線路故障，我們只能是依據(jù)線路圖冊(cè)。使用三用表測(cè)量線路的通斷或者插頭針角的電位來(lái)逐步排查。我們CE525飛機(jī)也已經(jīng)14年了，雖然還未出現(xiàn)此類(lèi)故障，但在以后的排故時(shí)也應(yīng)該考慮這些情況。

以上就是我們總結(jié)的TCAS系統(tǒng)常見(jiàn)的幾種故障類(lèi)型以及排故的思路。由于TCAS與其它幾個(gè)系統(tǒng)密切交聯(lián)，有時(shí)候顯示的同一個(gè)故障旗，卻有可能是不同的系統(tǒng)故障所引起的。我們?cè)谌粘５呐殴使ぷ髦?，需要充分考慮各方面的因素，先易后難，大膽假設(shè)，細(xì)心求證，才能夠又快又好地排除故障。

參考文獻(xiàn)

[1]唐有才.飛機(jī)液壓系統(tǒng)統(tǒng)故障多的原因探討及對(duì)策[J].液壓與氣動(dòng)，2009，（10）.