Cessna172s飛機(jī)迎角指示系統(tǒng)常見(jiàn)故障分析

摘 要：Cessna172s飛機(jī)是中飛院即將大規(guī)模引進(jìn)的主力訓(xùn)練機(jī)型，目前學(xué)校先期租用的Cessna172s飛機(jī)已經(jīng)投入了運(yùn)行，和Cessna172R飛機(jī)相比，172S飛機(jī)增加了迎角指示系統(tǒng)，包含迎角計(jì)算機(jī)和迎角傳感器，飛機(jī)總在臨界迎角發(fā)生失速，增加了迎角指示系統(tǒng)后，可以更好地幫助飛行員避免失速，通過(guò)音頻、視頻或者震動(dòng)的方式，引起機(jī)組人員的高度警覺(jué)。本文通過(guò)分析該系統(tǒng)的組成、工作原理、使用方法，總結(jié)常見(jiàn)故障和排故方法，對(duì)今后Cessna172s飛機(jī)在中國(guó)民航飛行學(xué)院大規(guī)模的使用和維護(hù)提供借鑒。

關(guān)鍵詞：Cessna172s飛機(jī);迎角指示系統(tǒng);故障分析

前沿 迎角指示系統(tǒng)是一種精確的機(jī)翼升力測(cè)量和顯示系統(tǒng)，旨在幫助飛行員實(shí)現(xiàn)一致的起飛、爬升、巡航和著陸進(jìn)近性能。使用機(jī)翼前緣流量測(cè)量設(shè)備，迎角指示系統(tǒng)可精確感應(yīng)機(jī)翼前緣周?chē)臍饬?。該系統(tǒng)為飛行員提供基于迎角的高升空操作條件指導(dǎo)，包括正常和短距離起飛、最佳爬升率（Vy）和最佳爬升角（Vx）。Cessna172s 機(jī)隊(duì)加入學(xué)院訓(xùn)練機(jī)隊(duì)時(shí)間較短，迎角指示系統(tǒng)各類(lèi)故障偶發(fā)出現(xiàn)，往往讓飛行教員和學(xué)員倍感壓力，原本是提高飛機(jī)安全余度的迎角指示系統(tǒng)，由于故障發(fā)生，經(jīng)常讓無(wú)經(jīng)驗(yàn)的學(xué)員在聽(tīng)到音頻和顯示告警后措手不及，很有可能導(dǎo)致飛機(jī)失速情況發(fā)生，進(jìn)而危及飛行安全。迎角指示系統(tǒng)的排故和維護(hù)對(duì)于保障飛行安全、提高飛機(jī)可靠性具有重要意義。

1、迎角指示系統(tǒng)簡(jiǎn)介

迎角指示系統(tǒng)由安裝在機(jī)翼前緣的迎角傳感器和安裝在儀表板頂部的迎角計(jì)算機(jī)組成。迎角指示系統(tǒng)提供精確的迎角指示信息，它通過(guò)創(chuàng)新的視覺(jué)顯示和音頻輸出幫助實(shí)現(xiàn)一致的起飛，爬升，巡航和著陸進(jìn)場(chǎng)性能，并且跟蹤機(jī)翼上的停滯點(diǎn)來(lái)測(cè)量迎角的精確變化，在飛行的所有階段提供迎角趨勢(shì)信息，無(wú)論飛機(jī)重量或重心如何，均以“最佳角度”和“最佳速率爬升”指示最大效率，通過(guò)LED參考標(biāo)記提高效率，以補(bǔ)償巡航中的逆風(fēng)，通過(guò)低空速感知警告提高態(tài)勢(shì)感知，它具有即時(shí)的視聽(tīng)反饋，同時(shí)該系統(tǒng)是一套完全獨(dú)立的系統(tǒng)，這意味著當(dāng)皮托管系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，它可用作備用系統(tǒng)。

2、迎角指示系統(tǒng)的操作原理

當(dāng)飛機(jī)機(jī)翼在空中移動(dòng)時(shí)，它會(huì)分割空氣氣流。在分開(kāi)的氣流的中心是一個(gè)狹窄的區(qū)域，稱(chēng)為停滯點(diǎn)。停滯點(diǎn)的位置唯一代表機(jī)翼的迎角。隨著迎角的增加，前緣停滯點(diǎn)在機(jī)翼下表面沿弦向后移動(dòng)。迎角傳感器通過(guò)彈簧加載的葉片感測(cè)停滯點(diǎn)的位置。提升傳感器旨在檢測(cè)停滯點(diǎn)的位置，并將此信號(hào)中繼到迎角計(jì)算機(jī)。其中包括在正常和短距離起飛和著陸操作期間機(jī)翼升力接近最大，而迎角指示與優(yōu)化的遠(yuǎn)程巡航和最大的續(xù)航能力相關(guān)。降低機(jī)翼的迎角可使停滯點(diǎn)向前移動(dòng)，增大迎角將其向后移動(dòng)，如下圖所示。在最大的后部位置，機(jī)翼升力迅速降低，此時(shí)為發(fā)生失速的迎角。

在《飛機(jī)飛行手冊(cè)》（AFM）或《飛行員操作手冊(cè)》（POH）中，發(fā)生失速的速度是根據(jù)指示的空速給出的。失速速度隨飛機(jī)的總重、重心、傾斜角、機(jī)動(dòng)載荷和機(jī)翼襟翼配置而變化。由于停滯點(diǎn)的移動(dòng)，因此升力傳感器會(huì)感應(yīng)到機(jī)翼的前緣流量，從而準(zhǔn)確地顯示迎角。 相對(duì)于失速測(cè)得的迎角顯示在迎角計(jì)算機(jī)上顏色編碼的LED（綠色/琥珀色/紅色）上，該LED垂直安裝在儀表板的上，可以將飛行員選擇的參考標(biāo)記設(shè)置為所需的操作參考。

對(duì)于低空速感知，高迎角趨勢(shì)信息通過(guò)顯示兩個(gè)閃爍的紅色LED和向駕駛艙揚(yáng)聲器或飛行員耳機(jī)輸出的類(lèi)似“蓋革計(jì)數(shù)器”的音頻來(lái)補(bǔ)充飛機(jī)失速警告系統(tǒng)。音頻信號(hào)在兩個(gè)黃色LED點(diǎn)亮?xí)r開(kāi)始，并隨著迎角接近失速而增加頻率。

3、常見(jiàn)故障分析總結(jié)

3.1 迎角計(jì)算機(jī)燈不亮

排除方法：

首先檢查系統(tǒng)斷路器，如果斷路器閉合，則檢查到迎角計(jì)算機(jī)的配套連接器的10號(hào)插釘?shù)慕泳€，確認(rèn)迎角計(jì)算機(jī)配對(duì)連接器的10號(hào)插釘上的電壓為24V，嘗試將迎角計(jì)算機(jī)配對(duì)連接器的10號(hào)插釘調(diào)整為與迎角計(jì)算機(jī)連接時(shí)更緊密的接觸。如果斷路器和10號(hào)插釘?shù)慕泳€良好，則檢查8號(hào)插釘?shù)慕拥厍闆r。如果上述情況都是好的，則更換迎角計(jì)算機(jī)。

3.2 開(kāi)機(jī)自檢后迎角計(jì)算機(jī)顯示為空

排除方法：

（1）按住迎角計(jì)算機(jī)的上的兩個(gè)按鈕2秒鐘。確認(rèn)所有參考標(biāo)記燈將照亮LED段的圖案。如果LED指示燈8、9和10點(diǎn)亮，則拆卸迎角傳感器，并使用替代的電纜連接傳感器和計(jì)算機(jī)，之后重新啟動(dòng)系統(tǒng)，如果系統(tǒng)通過(guò)自檢，并且正確的LED指示燈點(diǎn)亮，則檢查電纜是否正確連接或損壞。

（2）如果在重新接通系統(tǒng)電源后和自檢之后，計(jì)算機(jī)仍為空白，則更換傳感器。

（3）如果LED 11點(diǎn)亮，則更換傳感器。

（4）按住計(jì)算機(jī)上的兩個(gè)按鈕2秒鐘，如果LED 6或7點(diǎn)亮，則同時(shí)更換傳感器和計(jì)算機(jī)。

3.3 開(kāi)機(jī)自檢后，如果頂部的紅色計(jì)算機(jī)上LED（LED 1）點(diǎn)亮并以1 Hz的頻率閃爍。

排除方法：

重新進(jìn)行系統(tǒng)校準(zhǔn)

3.4 如果參考標(biāo)記LED不能單按按鈕移動(dòng)，或者參考標(biāo)記LED可以通過(guò)多個(gè)按鈕移動(dòng)多個(gè)位置

排除方法：

更換迎角計(jì)算機(jī)

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)分析迎角指示系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)和原理，總結(jié)出一些常見(jiàn)的故障現(xiàn)象（開(kāi)機(jī)自檢后空白、燈不亮，燈不能隨按鍵移動(dòng)等），并對(duì)其進(jìn)行分析相應(yīng)的解決方法，在今后的維護(hù)實(shí)踐中，需要進(jìn)一步加強(qiáng)迎角計(jì)算機(jī)插頭的清潔，迎角傳感器葉片的檢查，進(jìn)一步減少故障率。

參考文獻(xiàn)

[1] CESSNA172S Maintainance Manual.

作者簡(jiǎn)介：邱嘯（1991-），男，浙江衢州人，現(xiàn)職稱(chēng)：助理工程師，學(xué)歷：大學(xué)本科，現(xiàn)就職單位：中國(guó)民航飛行學(xué)院新津分院，研究方向： 機(jī)務(wù)維修

基金項(xiàng)目：中國(guó)民航飛行學(xué)院青年基金項(xiàng)目，項(xiàng)目立項(xiàng)編號(hào) Q2020-231。