CAE R4 系列飛行模擬機(jī)運(yùn)動系統(tǒng)故障分析

于安興

（東航技術(shù)應(yīng)用研發(fā)中心有限公司，上海 201707）

0 引言

運(yùn)動系統(tǒng)（Motion System）是模擬機(jī)制造廠商加拿大CAE 公司D 級全動飛行模擬機(jī)（Full Flight Simulator,Level D）的重要組成部分（圖1），對模擬飛行的真實(shí)性起到至關(guān)重要的作用。運(yùn)動系統(tǒng)由1 個MOOG 運(yùn)動控制柜和6 支電動作動筒組成，通過電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)和相關(guān)部件將駕駛艙內(nèi)飛行控制動作轉(zhuǎn)化為電動作動筒的物理運(yùn)動[1]以模擬6 個自由度的飛行運(yùn)動，包括俯仰、傾斜、偏航3 個姿態(tài)角運(yùn)動和升降、縱向、側(cè)向3 個線型運(yùn)動[2]。

1 故障現(xiàn)象

運(yùn)行系統(tǒng)工作異常，模擬駕駛艙無法升起，檢查運(yùn)動控制柜PC 機(jī)發(fā)現(xiàn)Motion Base Software 報錯，顯示：“48 VDC Battery Low”。

2 故障分析

圖1 CAE 公司D 級全動飛行模擬機(jī)

MOOG 運(yùn)動控制柜內(nèi)部有4 塊12 V 55 AH 電池，為運(yùn)動柜部分電器元件提供電源，并在市電突然斷電時為作動筒提供回位電源，“48 VDC Battery Low”故障與4 塊電池有必然聯(lián)系。此故障分析可分3 步：電池本身是否正常；充放電電路是否正常；電路中其他元件是否正常。

（1）檢查電池是否正常。斷開運(yùn)動控制柜總電源，用萬用表測量BT1 至BT4 每塊電池單體的電壓以及總串聯(lián)電壓，其中BT1、BT3 和BT4 的電壓13.2～13.5 VDC，BT2 電壓17.2 VDC，4 塊電池串聯(lián)電壓57.6 VDC。從測得的電壓值判斷，電池電壓滿足最小13.2VDC 的要求，初步判斷電池沒有故障。

（2）檢查電池充放電電路是否正常。通過OEM 系統(tǒng)電路圖查到與電池充放電相關(guān)的保險絲為F19、F20、F24 和F25。用萬用表依次檢測，發(fā)現(xiàn)F24 損壞，更換F24，故障依舊（其中F24和F25 構(gòu)成電池充電回路，見圖2；F19 構(gòu)成4 塊電池電量監(jiān)控回路，由IFB（Interface Box）和PLC 監(jiān)控，見圖3；BT3 和BT4 經(jīng)F20 連接到IFB，在運(yùn)動控制柜掉電時為IFB 提供24 VDC，見圖3）。

繼續(xù)檢查充放電回路，發(fā)現(xiàn)充電器BC1 的指示燈處于閃爍狀態(tài)，根據(jù)BC1 側(cè)面張貼的關(guān)于指示燈閃爍情況的解釋“GREEN FLASH:OUTPUT NOT CONNECTED”，初步判斷為BC1 的充電回路出現(xiàn)問題。為進(jìn)一步確定問題，采用部件交換法調(diào)換BC1 和BC2 位置，BC2 的指示燈出現(xiàn)閃爍狀態(tài)，故障轉(zhuǎn)移，至此判定BC1 充電回路故障。

結(jié)合圖紙再次檢查運(yùn)動控制柜內(nèi)與電池充電相關(guān)的F24、F25，及與電池電量監(jiān)控相關(guān)的F19、ABB 交流接觸器CRL、熱敏電阻R19，以及4節(jié)電池。發(fā)現(xiàn)BT2 有輕微爆漿痕跡，懷疑問題還是出在電池本身。

圖2 F24 和F25接線圖

圖3 F19 和F20 接線圖

多次測量BT1、BT3和BT4的電壓仍為13.2～13.5 VDC，而BT2 的電壓不穩(wěn)定，大部分情況為17 VDC 以上，偶爾低于12 VDC。當(dāng)接通F19 和SW13 將電池串入閉合回路時，再次測量電池電壓，發(fā)現(xiàn)BT2 只有不到5 VDC，其他三塊電池電壓均在12 VDC以上。結(jié)合圖4 及圖5[3]，BC2 僅與BT3 和BT4 構(gòu)成一個充電回路，而BC1 與BT1 至BT4 構(gòu)成一個回路。由此可見BT2 僅在BC1 的充電回路中，所以導(dǎo)致BC1 報“OUTPUT NOT CONNECTED”，而BC2 不會報錯，理論與實(shí)際相吻合。至此判定BT2 故障，總結(jié)出之前在BT2 未串入閉合回路時測量的17.2 VDC 為虛電，一旦閉合電路虛電立刻釋放，以致系統(tǒng)報“48 VDC Battery Low”。

圖4 BC1 和BC2 接線

圖5 BT1 至BT4 接線

按照OEM 手冊操作程序更換BT2 電池。給運(yùn)動控制柜上電，檢查MOTION BASE Software 軟件，報錯信息消失，運(yùn)動系統(tǒng)恢復(fù)正常。

3 結(jié)束語

飛行模擬機(jī)運(yùn)動系統(tǒng)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，相同的故障現(xiàn)象可能由多種因素引起，只有對其工作原理進(jìn)行細(xì)致分析方能快速縮小排故范圍。在找出導(dǎo)致故障發(fā)生的各種可能原因后，根據(jù)原因可能性的大小及工作難易程度，合理安排檢查次序，力爭縮短維修周期，為飛行訓(xùn)練管理、節(jié)約模擬機(jī)的訓(xùn)練成本發(fā)揮積極作用。