GARMIN1000系統維修平臺搭建預研究

劉媛媛

摘 要：飛行訓練是一項造價極高，同時極具危險性的活動，在國內外所有的飛行訓練中都是由專業(yè)教員帶領學員在同一架飛行器上進行的。有經驗的教員除了需要糾正飛行學員的操作故障之外，也起到監(jiān)督保護飛行員和設備安全的職責。由于飛行器是由學員操縱的，在飛行器中還設置有專門的設備和軟件，以輔助飛行教員進行更加詳細完善的數據判斷。目前市場針對這一需求也推出了很多解決方案，方案形式主要為計算機輔助系統，希望通過系統輔助提高人員對于信息的感知效率。GARMIN1000系統是此類系統中的佼佼者，其對于飛行安全至關重要的數據通過整合排列顯示在兩至三塊顯示屏上，幫助飛行員和維修保養(yǎng)人員更好地掌握必要數據。

關鍵詞：GARMIN1000；機務人員；飛行數據

中圖分類號：V243 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）35-0028-02

Abstract： Flight training is a very costly and dangerous activity， which is carried out on the same aircraft by professional instructors in all flight training at home and abroad. In addition to the need to correct the operational problems of the pilot cadets， experienced instructors are also responsible for supervising the safety of pilots and equipment. As the aircraft is operated by cadets， special equipment and software are also installed in the aircraft to assist flight instructors in making more detailed and sophisticated data judgments. At present， the market for this need has also introduced a lot of solutions， mainly in the form of computer-aided systems， so as to improve the efficiency of personnel perception of information through the system assistance. The GARMIN1000 system is one of the best of its kind， where data critical to flight safety are displayed on two or three screens in an integrated array to help pilots and maintenance personnel better grasp the necessary data.

Keywords： GARMIN1000； crew； flight data

1 訓練飛機維護難點

在日常進行的飛行訓練過程中，飛行教員不但要將注意力集中在飛行姿態(tài)和設備工作狀態(tài)上，同時還要分心去注意學員在操作中是否具有不規(guī)范的情況，這對于其注意力是極大的挑戰(zhàn)，而且勢必會出現一部分精力分散的情況。在分散精力的工作狀態(tài)下，飛行教員可能難以及時發(fā)現一些細小的參數變化情況，而作為飛行器的駕駛者，飛行學員對于設備的性能了解和駕駛技巧掌握程度都不夠，在日常飛行過程中其主要精力都集中于基本的飛行姿態(tài)和一些大致的參數，高壓緊張的心理狀態(tài)導致飛行員有時會忽略一些參數變化，而這些參數實際上是反映整個飛行器工作狀態(tài)的重要參考，很多時候一些潛在的安全隱患都會通過這些數據參數顯現出來，提醒飛行員注意進行控制。而由于飛行教員和飛行學員的精力限制，導致其不能準確及時的發(fā)現這些參數變化，從而對一些隱藏較深的可能故障不能及時處理。同時由于飛行員的飛行經驗較淺，所以在面對突發(fā)事件時無法及時準確的做出正確判斷，在相應的操作時可能會出現一些問題。對于飛行器處于飛行過程中的一些隱形故障和算術故障，飛行教員和學員都可能由于各方面原因而無法及時的發(fā)現，造成這些故障無法被及時的排除。諸如空中發(fā)動機瞬間抖動，這一類發(fā)動機的瞬間故障只有通過仔細觀察相應的參數，才能發(fā)現，而由于飛行教員和學員此時的狀態(tài)，可能會導致對于這些數據參數的變化，無法及時的發(fā)現。甚至在給機務人員反映故障時連故障現象都描述不清楚。這就給機務維護人員排除故障帶來了極大的挑戰(zhàn)。

與普通飛機相比，訓練機的日常使用頻率更高，而且由于飛行學員對于飛機性能和飛行姿態(tài)的掌握還不夠熟練，在訓練過程中，可能出現一些加大飛機損耗的習慣和操作，進一步減少了訓練飛機的使用壽命。在頻繁的訓練過程中起落次數較多，對于飛行器的發(fā)動機和起落架部分的使用和磨損情況較為嚴重，長時間的使用磨損使起落架和發(fā)動機成為了該類機型故障發(fā)生的重點區(qū)域，而這兩部分對于飛機使用安全又有著非常重要的影響作用，如果在飛行訓練之前不能及時排除該區(qū)域存在的安全隱患，對于飛行安全就會造成嚴重的威脅。

CESSNA172R型飛機是我國培養(yǎng)飛行員的常用機型，在大多數訓練基地都有改型飛機的入場，其搭載的GARMIN1000系統在一開始就支持自檢功能和故障提示功能。雖然在原始設計階段就已經考慮到了自動檢查和故障提醒的功能，但事實上其能夠檢測的范圍有限，在日常使用過程中其能夠起到的提示作用僅僅作用于電子設備，而對于飛機機械設備的故障情況無法進行檢測和告警，使得飛機在工作狀態(tài)下仍然有安全隱患排查盲區(qū)。由于這一類故障無法被數據進行準確的概括和體現，所以無論是飛行人員還是飛機維修人員，在面對相應故障時，可能都需要花費較多的時間才能夠發(fā)現，雖然其維修成本很小，但是由于在日常的維修和飛行過程中難以被工作人員所發(fā)現，所以發(fā)現此類問題只能依靠例行檢查使工作人員按照規(guī)范和工作順序進行全面檢查時才會被發(fā)現。而在這個時間差內的飛行過程，都會存在一定的安全隱患。目前相應的提醒裝置在對于發(fā)動機損失故障的發(fā)現率上，還存在著不足，無法及時準確的告知飛行人員和檢修人員關于發(fā)動機損失故障方面所存在的問題，而機組維護人員由于缺乏準確的數據支持，在發(fā)現和確定故障過程中需要花費很多的時間和精力，而最終進行這一問題的維修，所需要花費的成本卻是極小的，兩者之間的投入和產出極不平衡。

2 飛行數據記錄功能的實現

在不斷的使用過程中，飛行員和地勤保障人員也將自己對于該系統的使用經驗和建議提供給了系統供應商，在結合使用情況的調查后，該系統也在不斷升級以彌補之前存在的技術問題。在最新一次系統大的升級中，又有一些新功能的問世。例如此次的系統升級內容中有一項是為飛機提供格式記錄飛行數據的功能，在原有的系統中，位于駕駛艙內的兩塊數據顯示屏的主要任務是為飛行人員提供飛機實時的導航、飛行姿態(tài)、發(fā)動機重要參數、電子檢查單……為了能夠保存相應的數據，系統在顯示器中內置了可以安裝SD卡的專門插槽，以方便隨時記錄飛機的重要數據，在飛行任務結束后地勤人員通過檢查SD卡中的相應參數就可以對飛機飛行過程中留下的各個時間段的情況進行了解，達到掌握飛機工作狀態(tài)的目的。存儲系統由飛機電門控制，當飛機電子系統啟動后會激動激活存儲系統，系統開始記錄工作，數據記錄的時間間隔為一秒，所記錄的數據包括了大部分導航數據和所有的發(fā)動機數據。當飛機關閉電子設備總電門后，數據的記錄功能就立即停止。這樣的機制可以幫助后期維護保養(yǎng)人員在進行設備維護的過程中能夠更好的掌握飛機飛行階段發(fā)動機區(qū)域的數據記錄，通過分析以上數據反向得出飛行設備的發(fā)動機在使用過程中反映出的所有參數，幫助工作人員更好的還原當時設備的工作狀態(tài)，以更好地掌握發(fā)動機的使用狀態(tài)，并根據某些特征數值判斷發(fā)動機是否出現故障或疑似出現故障。

3 運行機理

該系統的運行機理為，當飛機電子設備總電門接通以后，就會自動激活系統運作，系統在開啟階段會自動篩選飛行數據并進行記錄，為了保證數據記錄的精度，設置的記錄間隔時間為1s，系統篩選的數據主要集中在導航和發(fā)動機兩方面。

（1）當機務人員需要對飛行數據進行查看時，只需要取出SD卡，用任意的讀卡器都可以對其進行讀取。文件名格式設置為記錄時間，例如文件名為“l(fā)og_130421_173630_zuuu”，就表示飛機電子設備于2013年4月21日17點36分30秒開始接通電源并工作，后面的四位字母表示離飛機最近的機場，同時該系統與Excel軟件的兼容性極好，可以采用直接導入的方式利用Excel對任意時間段記錄下的飛行數據進行查看，極大的提高了工作人員的工作效率和使用平臺兼容性。

（2）在飛行器飛行過程中有多種原因可能會導致發(fā)動機產生瞬時抖動的情況，假設是由于火花塞所引起的故障之前在沒有相應飛行數據的支持下，工作人員所要面臨的排查范圍是所有會涉及到發(fā)動機瞬時抖動的情況，這是一個非常巨大的工程量，要想對所有可能造成發(fā)動機損失抖動的因素進行一一排查，會占用大量的工作時間，在很大程度上限制了工作人員的工作效率。而且有些故障在短時間內可能不會重復出現，即使工作人員進行地面試車的操作，可能該故障的情況也不會再次出現，這就會誤導維修人員。針對這種情況，機務人員要將所有的火花塞進行拆除，逐一對其進行檢查，而且判斷依據只能靠工作人員長期工作所積累下的經驗，由于不同原因所造成的故障，可能會超過工作人員的工作經驗，造成工作人員判斷失誤。這樣的處理辦法沒有工作效率，并且缺乏可靠性，而現在有了相應的飛行數據，工作人員只需要在電腦上進行操作，就可以對所有在飛行過程中出現故障的區(qū)域進行鎖定，極大的壓縮工作人員用于排查所需的工作時間，大幅度提升了工作效率，并減輕了工作強度。

（3）除了可以對飛行數據進行記錄和排查之外，工作人員還可以結合EGVIEW軟件繪制出直觀的發(fā)動機工作狀態(tài)變化規(guī)律曲線幫助工作人員了解在整個飛行過程中發(fā)動機所處于的工作狀態(tài)，這樣直觀的方式能夠更好的幫助工作人員進行工作狀態(tài)判斷。而且這樣的曲線可以同時表示機群的發(fā)動機工作狀態(tài)，這樣可以將原來出現幾率較小但確實存在機械故障通過擴大數量級的方式表現出來。

4 結束語

綜上所述，該平臺開發(fā)可實現拆換件次數的降低，可以使故障診斷速度得到有效提高，進而達到人力成本節(jié)約的目的，還可進一步減少在更換過程中發(fā)生人為錯誤的情況。同時分析儀有故障的特點，并且作出應急措施可使故障重復性發(fā)生的可能性降低，減少維修所用的成本。培訓系統維護人員，幫助其了解g1000系統的特點以及故障排除方法等，可以提高整個維護隊伍人員的相關技術水平，實現維護工作的可靠性。最為重要的則是使飛行安全系數得到增加，在飛機上天前把已有故障全部解決，甚至可以采取一些措施規(guī)避故障的發(fā)生。

參考文獻：

[1]任可，茍江.GARMIN1000航空電子系統原理及維護方法[J].自動化與儀器儀表，2009（2）：87-89.

[2]呂偉，馮斌，魏麟.GARMIN G1000系統維修平臺設計[J].中國民航飛行學院學報，2013（5）：5-7，11.

[3]周小猗.Garmin1000系統存儲數據應用研究[J].數字化用戶，2017，（27）：142-143.

[4]門義舉.GARMIN G1000排故專家系統開發(fā)[D].電子科技大學，2009.

[5]張磊，林榮超，王國東，等.小型飛機先進綜合座艙電子系統架構研究[J].航空計算技術，2010（5）：122-125，130.

[6]邱嘯.G1000系統中GMA1347部件及其常見故障分析[J].科學與信息化，2018（6）：75-76.