淺談民航快速存取記錄器QAR工作原理及維修

徐鵬 孟慶文

摘 要：快速存取記錄器（QAR）是民航飛機(jī)電子艙部件。QAR是Quick Access Recorder（快速存取記錄器）的簡(jiǎn)稱?？焖俅嫒∮涗浧鳎≦UICK ACCESS RECORDER-QAR）能記錄航空器在運(yùn)行階段的各種參數(shù)，如空速、飛行高度、舵面位置、發(fā)動(dòng)機(jī)推力等等，其包羅的數(shù)據(jù)是航空公司用于飛行品質(zhì)監(jiān)控、故障判斷排除等工作的重要基礎(chǔ)工具。

關(guān)鍵詞：快速存取;電路板;收發(fā)模塊;數(shù)據(jù)存儲(chǔ)卡;飛行數(shù)據(jù)

1 民航快速存取記錄器使用情況

飛機(jī)上使用過(guò)兩種QAR，一種是光盤(pán)式快速存取記錄器。由于采用的記錄介質(zhì)為光盤(pán)，也稱其為光盤(pán)式快速存取記錄器（Optical Quick Access Recorder），簡(jiǎn)稱OQAR;目前主流的記錄儀為可以無(wú)限發(fā)送數(shù)據(jù)的WQAR（WIRELESS QUICK ACCESS RECORDER）。光盤(pán)式快速存取記錄器受制于硬件不足，只能在飛機(jī)航后才能獲得數(shù)據(jù)，目前僅有CRJ機(jī)型飛機(jī)裝用。而無(wú)線快速存取記錄器（WIRELESS QUICK ACCESS RECORDER-WQAR）則將數(shù)據(jù)獲取功能發(fā)揮到了極致，每次航空器落地后，WQAR都能基于移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商2G/3G/4G信號(hào)自動(dòng)將數(shù)據(jù)傳輸給航空公司，大大提高了信息的傳遞效率，為飛行品質(zhì)調(diào)查、故障的提前判斷提供了極大的便利。目前光盤(pán)式快速存取記錄器已被WQAR淘汰。因此，本文以目前通用于空客和波音兩大主流機(jī)型的2243800-XX型的WQAR討論。

2 快速存取記錄器的結(jié)構(gòu)及功能原理

2.1 WQAR的電路結(jié)構(gòu)主要由6部分組成

（1）電源電路板，將機(jī)載115V交流電壓轉(zhuǎn)換為內(nèi)部電路需要的多種直流電壓。

（2）CPU電路板，部件的操作和控制系統(tǒng)。

（3）控制和采集電路板A2，用于完成數(shù)據(jù)采集及格式轉(zhuǎn)換。

（4）G18/G24 Radio控制板A4/A5，用于無(wú)線數(shù)據(jù)的發(fā)射，可裝載4張手機(jī)收發(fā)模塊，模塊裝載SIM卡即可以類似手機(jī)短信的形式進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送。

（5）射頻互鎖電路板A9：為無(wú)限控制模塊控制提供啟用和控制輸入，RF互鎖CCA將外部飛機(jī)傳感器的狀態(tài)采集到，發(fā)送給采集控制板A2，決定工作模式的切換。當(dāng)A9采集到飛機(jī)落地關(guān)車的狀態(tài)后，傳輸給A2板，啟動(dòng)數(shù)據(jù)壓縮，打開(kāi)RADIO模塊電源，啟動(dòng)無(wú)線發(fā)送。

（6）ARINC 600電路板：提供飛機(jī)外部系統(tǒng)與部件內(nèi)部其他電路的連接。在部件內(nèi)部與射頻互鎖電路板直接相連。

（7）WQAR硬件還包括左右數(shù)據(jù)存儲(chǔ)卡，4個(gè)操作按鍵及兩行液晶顯示器，天線及連接器等。

2.2 快速存取記錄器的工作原理

2.2.1 裝機(jī)使用方式

WQAR在空中像普通WQAR一樣工作，把飛行數(shù)據(jù)記錄到內(nèi)置的PCMCIA卡固態(tài)緩存中。飛機(jī)落地關(guān)車五分鐘后，WQAR首先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮和加密，再通過(guò)手機(jī)網(wǎng)絡(luò)，自動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)到航空公司的無(wú)線QAR地面基站（WGBS）。航空公司安全管理部門下屬的QAR辦公室可以直接獲取到WQAR的數(shù)據(jù)，可以及時(shí)準(zhǔn)確地對(duì)飛機(jī)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控。部件從ARINC600接口接收飛行數(shù)據(jù)，在CPU的控制下，經(jīng)過(guò)采集和控制電路處理后，儲(chǔ)存在FIFO存儲(chǔ)器中，在互鎖模塊輸出飛機(jī)落地關(guān)車的狀態(tài)后，打開(kāi)發(fā)射（radio）模塊電路板電源，將數(shù)據(jù)由天線經(jīng)過(guò)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)射給航司航安部地面基站進(jìn)行譯碼分析，若數(shù)據(jù)無(wú)法發(fā)送將在CPU控制電路的控制下存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)卡中。

2.2.2 部件的兼容性

2243800系列WQAR能夠以符合Teledyne控件OQAR和任何輸出ARINC 717飛行數(shù)據(jù)的獲取組件的方式記錄數(shù)據(jù)。WQAR能夠在商業(yè)無(wú)線數(shù)據(jù)鏈路上自動(dòng)傳輸記錄的數(shù)據(jù)，同時(shí)它還提供使用可移動(dòng)的PCMCIA PC閃存數(shù)據(jù)卡手動(dòng)刪除記錄數(shù)據(jù)。目前，該鏈接由摩托羅拉的原始設(shè)備制造商（OEM）GSM/GPRS RADIO模塊組成，但其體系結(jié)構(gòu)也支持其他商業(yè)RADIO技術(shù)的模塊。

2.2.3 機(jī)載測(cè)試及維護(hù)操作

一旦部件裝入PCMCIA PC卡并加電，WQAR的記錄就由飛行數(shù)據(jù)記錄器系統(tǒng)（FDRS）控制，幾乎不需要操作員交互。但是，通過(guò)前面板顯示屏和鍵盤(pán)提供功能選擇，使用戶能夠監(jiān)視LRU的操作并對(duì)部件的配置進(jìn)行某些更改。通過(guò)訪問(wèn)一系列的功能菜單，這些菜單將顯示在WQAR的顯示屏上。通過(guò)按下+、-鍵而切換菜單項(xiàng)。通過(guò)按SEL鍵選擇菜單項(xiàng)。菜單或子菜單的退出由MODE鍵控制，將WQAR返回顯示到高級(jí)子菜單或主菜單（視情況而定）。WQAR的一級(jí)功能菜單一共九項(xiàng)，分別管控記錄儀的各個(gè)重要功能。航線維護(hù)人員可以根據(jù)各航司的客戶化參數(shù)配置記錄儀，方便各航司航安部根據(jù)實(shí)際情況接收飛行記錄數(shù)據(jù)。WQAR附件維修人員可以通過(guò)選擇功能菜單，進(jìn)行排故維修。

2.2.4 軟件結(jié)構(gòu)

WQAR的軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大致分為：由486CPU為核心架構(gòu)，左側(cè)PC卡為系統(tǒng)緩存和配置參數(shù)備份，A2板上FIFO存儲(chǔ)控制電路為系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理器，右側(cè)PC卡為記錄數(shù)據(jù)備份存儲(chǔ)器。前面板功能按鍵和顯示屏提供輸入輸出。

3 WQAR常見(jiàn)故障及修理

3.1 WQAR硬件故障

（1）天線或天線連接器彎折斷裂，多為移動(dòng)部件或操作不當(dāng)導(dǎo)致，及時(shí)更換即可。

（2）電源故障：原因：電源板或其他電路板電容，保險(xiǎn)等損壞;

修理措施：依據(jù)線路圖進(jìn)行故障隔離及修理。

（3）內(nèi)部電池電量不足：控制采集電路板和CPU電路板各有一個(gè)電池，用于數(shù)據(jù)和參數(shù)的記錄保持，電壓過(guò)低會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，無(wú)法正常工作。

（4）SIM卡網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行商欠費(fèi)或未開(kāi)通漫游導(dǎo)致無(wú)法發(fā)送，部件內(nèi)部使用的SIM卡由各航司自行控制并充值。另外，SIM卡損壞也曾出現(xiàn)多次。

3.2 WQAR軟件故障

（1）時(shí)間錯(cuò)誤：部件系統(tǒng)時(shí)間過(guò)于滯后導(dǎo)致現(xiàn)有數(shù)據(jù)“不合法”，互鎖模塊故障，導(dǎo)致無(wú)法顯示ILOFF，無(wú)法打開(kāi)radio。

（2）參數(shù)配置錯(cuò)誤：部件內(nèi)部操作界面有參數(shù)配置功能，根據(jù)不同的機(jī)型，機(jī)號(hào)，各航司的基站網(wǎng)址以及其他參數(shù)要求需要參數(shù)設(shè)置正確才可正常。如果選錯(cuò)參數(shù)會(huì)導(dǎo)致地面基站無(wú)法接收數(shù)據(jù)。

（3）數(shù)據(jù)堵塞：檢查Capacity Menu菜單，查看RAW PERCENTAGE，正常應(yīng)為100%，否則就是有記錄數(shù)據(jù)未發(fā)送完。 內(nèi)部應(yīng)用軟件故障，無(wú)法完成數(shù)據(jù)收發(fā)功能，對(duì)部件進(jìn)行重裝或升級(jí)應(yīng)用軟件709445，根據(jù)各航空公司的客戶化配置參數(shù)重新配置。

（4）左側(cè)數(shù)據(jù)卡故障：格式化修復(fù)或更換左側(cè)PCMCIA數(shù)據(jù)卡，更改部件數(shù)據(jù)記錄的配置參數(shù)。

（5）右側(cè)數(shù)據(jù)卡故障：格式化修復(fù)或更換右側(cè)PCMCIA數(shù)據(jù)卡，重新寫(xiě)入配置文件，更改部件數(shù)據(jù)記錄的配置參數(shù)。

（6）部件自動(dòng)重啟：CPU電路板內(nèi)部故障，對(duì)板上存儲(chǔ)芯片進(jìn)行重新刷寫(xiě)程序。

（7）其他故障：因部件使用2G無(wú)限網(wǎng)絡(luò)，而目前國(guó)內(nèi)基站對(duì)2G網(wǎng)絡(luò)的限制，在某些機(jī)場(chǎng)停機(jī)坪，網(wǎng)絡(luò)會(huì)比較差，也會(huì)導(dǎo)致部件無(wú)法聯(lián)網(wǎng)而導(dǎo)致無(wú)法向基站發(fā)送數(shù)據(jù)。

目前無(wú)線快速存取記錄器（WQAR）將數(shù)據(jù)獲取發(fā)送功能發(fā)揮到了極致，工作性能穩(wěn)定可靠，普遍應(yīng)用于空客和波音兩大主流機(jī)型的民航飛機(jī)。隨著無(wú)限網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)，2G網(wǎng)絡(luò)向3G，4G，5G網(wǎng)絡(luò)升級(jí)，TELEDYNE廠家也已更新?lián)Q代，出現(xiàn)了243800-364，-464等新型記錄儀。多數(shù)航司也隨之不斷地更新產(chǎn)品。

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