某型飛機飛行指引計算機故障分析

唐福軍 叢志民/凌云科技集團有限責任公司

0 引言

FGC-80F 飛行指引計算機是某型飛機FGS-80 飛行指引系統(tǒng)的重要組成部分，F(xiàn)GS-80 飛行指引系統(tǒng)由FGC-80F 飛行指引計算機、FGP-80 導航狀態(tài)選擇板、NAC-80 垂直加速度計、FGS 信號器等組成。FGS-80 飛行指引系統(tǒng)與FIS-85 飛行指示系統(tǒng)（由ADI-85A 姿態(tài)指示器、HIS-85 水平位置指示器、HCP-86 航向航道選擇板等組成）共同組成FDS-85飛行指示系統(tǒng)，為飛行員提供形象、直觀的操縱指令，在飛行中按ADI-85A 姿態(tài)指示器和HIS-85 水平位置指示器中的指令桿操縱飛機，從而達到所期望的飛行狀態(tài)。FGC-80F 飛行指引計算機與其他部件之間的交聯(lián)信號復雜，不僅與無線電專業(yè)的VIR-32 導航接收機、DRI-55無線電高度表、GPS 接收機交聯(lián)，還與儀表專業(yè)的ADC-80K 大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)、KJ-6C 自動駕駛儀交聯(lián)；交聯(lián)信號類型多，包括直流信號、交流信號、正/余弦信號、高度信號、ARINC419 總線、ARINC429 總線、Manchester（曼徹斯特）總線信號、工業(yè)標準CSDB 總線及一些疊加信號等共464 個信號。隨著使用時間的增加，飛行指引計算機內(nèi)部元器件逐漸老化，故障率逐年增加，且因其交聯(lián)功能強大造成排故難度大。本文從外場發(fā)生的幾個典型故障入手，淺析排故過程，為該型飛行指引計算機的內(nèi)場維修和外場保障提供技術支持。

1 故障現(xiàn)象

用戶反映的FGC-80F 飛行指引計算機的主要故障表現(xiàn)有：

1）FGS 信號器上所有信號牌開機時全亮。

2）FGP-80 導航狀態(tài)選擇板高度預選燈常亮。

3）ADI-85 姿態(tài)指引指示器指令針偏轉(zhuǎn)角度小。

2 故障分析和排除

2.1 FGS 信號器上所有信號牌開機時全亮

檢查發(fā)現(xiàn)，開機時FGS 信號器上所有信號牌全亮的故障現(xiàn)象與按下駕駛員儀表板上的“FGC TEST”按鈕進行FGS 信號器試驗時的故障現(xiàn)象一樣。因此，首先檢查“FGC TEST”按鈕，按鈕正常。對實際電路進行分析，畫出信號器試驗的原理圖。FGS 信號器上共有HDG（航向）、LAT CAP（側(cè)向截獲）、LAT ARM（側(cè)向準備）、GS CAP（下滑截獲）、GS ARM（下滑準備）、GA（復飛）、ALT HLD（高度保持）、ALT TK（高度跟蹤）、ALT CAP（高度截獲）、IAS（指示空速）、VS（垂直速度）等11 個信號牌，圖1所示為HDG（航向）信號器試驗的原理圖，其余信號器的試驗與此類似。

從FGS信號器試驗工作流程入手，“FGC TEST”信號器的試驗是通過FGC-80F 飛行指引計算機的A6 板（俯仰通道邏輯電路板）進行的，按下該試驗按鈕時，+28V 直流電壓通過FGC-80F 飛行指引計算機P3 插頭的6 號腳送到所有的信號器驅(qū)動電路（A6 板的J14 插頭的3 號腳），即+28V 直流電壓通過非門以后變?yōu)榈碗娖剑诮?jīng)過或非門后變?yōu)楦唠娖?，高電平電壓加到三極管Q5 的基極上，Q5 導通后發(fā)射極的高電平加到Q6 的基極上，Q6 也導通，這樣就接通HDG（航向）信號器的地線，信號牌被點亮。從上述分析可知，在沒有按下試驗按鈕時，Q5、Q6 不應導通，那么信號牌被點亮則說明這兩個三極管均已導通。檢查Q5、Q6 均正常，因此故障鎖定在反相器和或非門上?；蚍情T的輸入應為高電平，輸出應為低電平，實際檢查發(fā)現(xiàn)輸出為高電平，由此判定或非門已燒壞，更換后故障排除。

2.2 FGP-80 導航狀態(tài)選擇板高度預選燈常亮

正常情況下，按下FGP-80 導航狀態(tài)選擇板上的“ALT SEL”按鈕時高度預選燈才燃亮。按下“ALT SEL”按鈕，+28V 直流電壓瞬時通過FGC-80F 飛行指引計算機P2 插頭的26 號腳，送到A4 板J10 插頭的19 號腳，然后加載到雙J-K 觸發(fā)器組成的自鎖驅(qū)動電路，控制Q36、Q34 兩個三極管導通，三極管導通后將+28V 直流電壓通過J10 插頭的1 號腳、P2 插頭的2 號腳送到FGP-80 導航狀態(tài)選擇板的“ALT SEL”信號燈上，信號燈點亮。松開按鈕時，由于自鎖電路的作用，信號燈始終燃亮，除非按下其他垂直狀態(tài)按鈕，信號燈不會熄滅。

檢查發(fā)現(xiàn)Q36、Q34 三極管正常，要使Q36、Q34 導通，雙J-K 的輸出端“Qn+1”必為高電平。由于觸發(fā)器的輸入端“J”為低電平（“ALT SEL”按鈕沒有按下時，“J”為低電平），通過分析雙J-K 觸發(fā)器可知，只有當“S”為高電平時，“Qn+1”才為高電平，即故障原因鎖定在與觸發(fā)器的輸入端“J”相連的反相器和三輸入或非門上。檢查三輸入或非門的輸入和輸出均正常，反相器的輸入正常，但輸出不正常，從而判定反相器燒壞，更換后故障排除。

2.3 ADI-85 姿態(tài)指引指示器指令針偏轉(zhuǎn)角度小

按下FGP-80 導航狀態(tài)選擇板上的“HDG”按鈕后，左右旋轉(zhuǎn)HCP-86 航向航道選擇板的“HDG”航向選擇旋鈕，ADI-85A 姿態(tài)指示器的指令桿應隨之發(fā)生傾斜，且左右傾斜角度應該一致，但故障件右傾斜20°，左傾斜只有5°。

ADI-85A 姿態(tài)指示器的指令桿是由FGC-80F 飛行指引計算機發(fā)來的指令信號驅(qū)動的，通過對實際電路進行分析，畫出側(cè)向狀態(tài)方框圖（見圖2）。

當飛行員在FGP-80 導航狀態(tài)選擇板上選擇HDG 狀態(tài)后，來自HIS-85 水平位置指示器的航向誤差數(shù)據(jù)（選擇航向與當前飛機航向之間的差）將被用于形成HDG 狀態(tài)的引導指令，送到FGC-80F 飛行指引計算機A8 板J18 插頭的3 號、4 號腳，經(jīng)過一級運放放大和兩級比較放大后，這一航向誤差數(shù)據(jù)由來自大氣數(shù)據(jù)計算機的真空速進行調(diào)參，經(jīng)坡度限幅后與飛機姿態(tài)數(shù)據(jù)相減形成HDG 狀態(tài)引導信號，從A8 板J18 插頭的13 號、15 號腳輸出，該信號驅(qū)動ADI-85A 姿態(tài)指示器的指令桿引導飛機向左或向右傾斜。當飛機開始傾斜時，輸入到FGC-80F 飛行指引計算機的傾斜信號將改變，此時航向誤差信號與傾斜數(shù)據(jù)的差將減少，如果兩者的差值減小到零，則ADI-85A 姿態(tài)指示器的指令桿將位于中心位置，表示飛機已建立了適當?shù)淖藨B(tài)，將繼續(xù)朝預選的航向飛行。隨著航向的接近，若不改變飛機的坡度，航向誤差將小于飛機傾斜信號，從而使指令桿朝著原來的反方向進行傾斜，告訴飛行員應減少坡度，使飛機在駕駛員所選擇的航向飛行。

根據(jù)以上原理，將故障鎖定在坡度限幅器、三輸入與非門和輸出比較放大器上。檢查坡度限幅器兩個二極管和三輸入與非門的輸入、輸出均正常，從而確定ADI-85 姿態(tài)指引指示器指令針偏轉(zhuǎn)角度小的故障是由于輸出比較放大器燒壞造成的，更換后故障排除。

圖2 側(cè)向狀態(tài)方框圖

3 結(jié)束語

雖然以上幾起故障產(chǎn)生的原因并不復雜，但帶來的影響卻很大，嚴重影響了飛機的飛行安全和正常的飛行訓練任務。對于某些沒有內(nèi)部線路圖紙的產(chǎn)品，可根據(jù)其插頭（座）的接口定義、元器件手冊等資料，先畫出產(chǎn)品的方框圖，分析其工作原理和信號的處理流程，以便于故障的分析和排除。本文可以為類似飛行指引計算機的日常維護和修理提供參考。