SR-20飛行模擬練習(xí)器常見故障分析

田青

摘要：通過對(duì)SR-20飛行模擬練習(xí)器的主要組成結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)的介紹，并根據(jù)視景系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)和IOS教官臺(tái)系統(tǒng)在訓(xùn)練過程中頻發(fā)故障的現(xiàn)象，分析這些現(xiàn)象并給出了故障的診斷和排除方法。

關(guān)鍵詞：SR-20;視景系統(tǒng);IOS系統(tǒng);故障;仿真

中圖分類號(hào)：G642? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2019）27-0253-02

Abstract： By systematically introducing the main components of the SR-20 flight simulator， analyzing the phenomenon of frequent failures in the training process according to the vision system， motion control system and IOS instructor system， these phenomena are given. Diagnosis and troubleshooting of faults.

Key words： SR-20; vision system; IOS system; fault; simulation

西銳SR-20型飛機(jī)是由西銳飛機(jī)設(shè)計(jì)制造公司生產(chǎn)的一種小型活塞螺旋槳式飛機(jī)，是一種采用單下翼設(shè)計(jì)、高度電子化的小型飛機(jī)。西銳 SR-20型飛行模擬練習(xí)器是根據(jù)同機(jī)型飛機(jī)1：1設(shè)計(jì)制造的。飛行模擬機(jī)訓(xùn)練不僅是培養(yǎng)新學(xué)員的一種重要的訓(xùn)練課程也是成熟的駕駛員進(jìn)行復(fù)訓(xùn)方式之一。模擬機(jī)訓(xùn)練在培養(yǎng)現(xiàn)代飛機(jī)駕駛員的過程中起著舉足輕重的作用。如果模擬機(jī)故障頻發(fā)會(huì)直接導(dǎo)致飛行訓(xùn)練的延遲或取消，從而影響飛行訓(xùn)練的進(jìn)度。因此如何減少和降低飛行模擬機(jī)的故障率是保障和提高飛行訓(xùn)練質(zhì)量的重要前提。

1 西銳SR-20型飛機(jī)模擬機(jī)練習(xí)器的組成系統(tǒng)

SR-20飛行模擬訓(xùn)練器從宏觀上看由以下幾部分組成：仿真計(jì)算機(jī)、模擬座艙、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、視景系統(tǒng)、音響系統(tǒng)、操縱負(fù)荷系統(tǒng)、教員控制系統(tǒng)等組成。如圖1所示：

（1） 訓(xùn)練飛行模擬設(shè)備要求仿真度很高，因此SR20模擬機(jī)座艙的設(shè)計(jì)、布局結(jié)構(gòu)、駕駛桿/盤、腳蹬、油門桿、飛行儀表、開關(guān)、指示燈的外形、性能及布局都同SR-20飛機(jī)完全一致。

（2） 仿真計(jì)算機(jī)是飛行模擬設(shè)備的核心部分，它通過運(yùn)行實(shí)體對(duì)象和仿真環(huán)境的數(shù)學(xué)模型和程序，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)六自由度運(yùn)動(dòng)方程、發(fā)動(dòng)機(jī)推力和飛行控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的實(shí)時(shí)解算，對(duì)飛行模擬設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行管理。一般來說，采用層次化、模塊化的建模方法，選取合適的積分步長(zhǎng)，在仿真計(jì)算機(jī)中合理調(diào)度運(yùn)行。

（3） 物理效應(yīng)設(shè)備（人感系統(tǒng)）

飛行員的感覺有操縱力感、眼睛對(duì)窗外視景和艙內(nèi)儀表的感覺、耳朵對(duì)聲音的感覺和身體對(duì)飛機(jī)運(yùn)動(dòng)的感覺。為了給飛行員營造一個(gè)真實(shí)的飛行環(huán)境，SR-20飛行模擬練習(xí)器設(shè)備具有如下人感系統(tǒng)：

a.操縱負(fù)荷系統(tǒng)。模擬飛機(jī)的操縱感覺和配平感覺。駕駛桿、腳蹬的位移及其操縱力的關(guān)系要嚴(yán)格符合飛機(jī)情況。SR-20模擬機(jī)采用一套高性能的自動(dòng)系統(tǒng)裝于模擬設(shè)備上，來模擬操縱力位移特性。

b.視景系統(tǒng)。模擬飛機(jī)座艙外的景象是飛行員判斷飛行品質(zhì)十分重要的視覺信息。隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，SR-20模擬練習(xí)器采用高速大容量的數(shù)字計(jì)算機(jī)建立所要模擬的視景數(shù)據(jù)庫，圖形發(fā)生器受控于解算飛機(jī)運(yùn)動(dòng)的飛行模擬設(shè)備主計(jì)算機(jī)產(chǎn)生圖像信息，并選取環(huán)幕投影顯示系統(tǒng)，給座艙內(nèi)駕駛員以足夠視場(chǎng)角顯示清晰真實(shí)的景象。

c.儀表系統(tǒng)。座艙的儀表板是按照SR-20飛機(jī)座艙的布局。Garmin和多功能顯示設(shè)備，其外形、表盤和靜、動(dòng)態(tài)性能與SR-20飛機(jī)儀表完全一致。

（4）教員控制臺(tái)（IOS）

IOS操作臺(tái)主要用于教員帶領(lǐng)學(xué)員進(jìn)行飛行訓(xùn)練，設(shè)置飛行科目、初始條件和故障，記錄模擬飛行中的各種參量，以及最后生成飛行軌跡等。在日常維護(hù)中，維護(hù)工程師在教官臺(tái)上進(jìn)行日常軟件故障排除和定期的QTG測(cè)試工作。

2 訓(xùn)練過程中常見故障分析

根據(jù)故障發(fā)生的類型分為控制系統(tǒng)、視景系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)。

（1） 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)故障

在正常的訓(xùn)練過程中發(fā)生故障率最高的就是作動(dòng)筒故障導(dǎo)致的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)失效。這個(gè)故障的發(fā)生會(huì)引起座艙操作失效，有時(shí)會(huì)引起駕駛桿劇烈抖動(dòng)，駕駛操作失去控制。這時(shí)教官臺(tái)的IOS軟件系統(tǒng)界面會(huì)出現(xiàn)藍(lán)色文字提示”control loading fail”。此時(shí)，如果重新啟動(dòng)MCLX控制盒并重新加載模型后，故障依然存在，應(yīng)暫停使用，并檢查機(jī)頭前端的三個(gè)作動(dòng)筒是否正常工作。這三個(gè)作動(dòng)筒分別由Elevator computer， Aileron computer和Rudder computer三臺(tái)計(jì)算機(jī)控制。通過逐一排查每個(gè)作動(dòng)筒的線路連接情況，觀察是否存在線路脫落或者松動(dòng)現(xiàn)象。隨后進(jìn)行恢復(fù)，故障即可排除。

若故障依然存在，維護(hù)人員可以通過教官臺(tái)IOS計(jì)算機(jī)上的Host Emulator 軟件讀取該控制器當(dāng)前的位置和力度的測(cè)量值進(jìn)行判斷，對(duì)該控制器的具體情況進(jìn)行進(jìn)一步分析。如果存在參數(shù)偏差，可以在Host Emulator 軟件里或?qū)?yīng)文件里做相應(yīng)的參數(shù)修改來消除故障。

如果以上檢查都沒有發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)當(dāng)考慮作動(dòng)筒自身損壞導(dǎo)致的故障發(fā)生，此時(shí)應(yīng)當(dāng)根據(jù)故障現(xiàn)象提示更換相應(yīng)的作動(dòng)筒就可以排除故障。

（2）視景系統(tǒng)故障

視景系統(tǒng)故障分為硬件故障和軟件故障。硬件故障引起的通常有：投影儀燈泡到壽、投影儀電路板或者風(fēng)扇損壞、視景計(jì)算機(jī)主板損壞、網(wǎng)線脫落等。在圖像發(fā)生器發(fā)生故障的時(shí)候，通過各個(gè)變量的數(shù)據(jù)來診斷system crash故障很有幫助，如果system crash 是偶發(fā)現(xiàn)象，可以忽略并繼續(xù)觀察。如果一天內(nèi)發(fā)生頻率很高就可以判斷是電路板故障，通過最近的觀察及記錄可以找到故障點(diǎn)，通過更換相應(yīng)的硬件故障可以及時(shí)排除。

軟件故障通常是視景通道程序混亂導(dǎo)致通道無法正常開啟。而通常我們認(rèn)為它已經(jīng)開啟。如果在LED指示燈已經(jīng)提示出現(xiàn)故障，我們?nèi)绻胍拦收习l(fā)生的詳細(xì)原因，就需要通過RACU和ESU進(jìn)行通訊獲得信息幫助我們進(jìn)行故障診斷。這種方法可以幫助我們來驗(yàn)證是不是因?yàn)槟硞€(gè)開關(guān)或者特定的輸入導(dǎo)致通道沒有開啟。

視景系統(tǒng)是一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的系統(tǒng)，需要通過對(duì)各個(gè)組成部分有詳細(xì)的了解和掌握，并結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)和方法快速的診斷并排除故障。

（3）教官臺(tái)Control panel 和IOS軟件故障。

SR-20教官臺(tái)Control panel軟件最常見的故障是當(dāng)IOS計(jì)算機(jī)出現(xiàn)非正常斷電情況下installation config.xml文件丟失，會(huì)導(dǎo)致Control panel軟件無法開啟。平時(shí)應(yīng)將installation config.xml文件做好備份，當(dāng)系統(tǒng)提示文件丟失時(shí)，將 installation config.xml文件及時(shí)復(fù)位，故障即可排除。

IOS計(jì)算機(jī)正常啟動(dòng)后，Control panel軟件和IOS軟件反應(yīng)遲緩或無響應(yīng)，應(yīng)考慮IOS計(jì)算機(jī)硬盤故障。經(jīng)過硬盤測(cè)試軟件檢查確定是硬盤的磁道損壞之后，把備份硬盤換上，問題即可排除。

在飛行訓(xùn)練過程中，座艙備用儀表有時(shí)會(huì)出現(xiàn)讀數(shù)偏差。維護(hù)人員在教官臺(tái)計(jì)算機(jī)上登陸Host Phindows后，通過修改對(duì)應(yīng)文件的參數(shù)來進(jìn)行檢測(cè)和校準(zhǔn)消除偏差。

3 總結(jié)和意義

通過對(duì)SR-20飛行模擬練習(xí)器的結(jié)構(gòu)和各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的分析將練習(xí)器分解為多個(gè)可維修模型。對(duì)發(fā)生故障頻率較高的系統(tǒng)進(jìn)行故障解析，介紹了幾種常見故障的診斷和排除方法。飛行模擬機(jī)維護(hù)是對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)，航空電子設(shè)備以及機(jī)電知識(shí)的綜合的全面應(yīng)用，因此只有不斷地摸索和積累經(jīng)驗(yàn)才能降低故障率，及時(shí)有效地排除故障，更好的保障飛行訓(xùn)練的順利進(jìn)行。

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