儀表著陸系統(tǒng)（ILS）運(yùn)行數(shù)據(jù)研究及分析

韓楠

摘 要：本文針對(duì)某機(jī)場(chǎng)儀表著陸系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行研究和分析，圍繞ILS設(shè)備的使用時(shí)長(zhǎng)、DME運(yùn)行故障、設(shè)備監(jiān)控參數(shù)和外場(chǎng)測(cè)試四方面展開(kāi)研究，分析引起參數(shù)變化的原因，希望對(duì)以后的維護(hù)工作有一定的幫助。

關(guān)鍵詞：儀表著陸系統(tǒng);DME;外場(chǎng)測(cè)試

中圖分類(lèi)號(hào)：V351.37 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? 文章編號(hào)：1003-5168（2021）30-0037-03

Abstract： This paper makes a detailed research and analysis on the operation data of an airport instrument landing system. Four aspects are focused on： service time of ILS equipment， DME operation fault， equipment monitoring parameters and field test， the causes of parameter changes are analyzed， which hopes to be helpful for future maintenance.

Keywords： instrument landing system; DME; field test

儀表著陸系統(tǒng)，作為民航界各大運(yùn)輸機(jī)場(chǎng)的非目視進(jìn)近和著陸系統(tǒng)，又被業(yè)內(nèi)人士稱(chēng)為盲降系統(tǒng)[1]。自1949年以來(lái)，該系統(tǒng)一直是世界上應(yīng)用最廣泛的精密進(jìn)近系統(tǒng)[2]，對(duì)飛機(jī)的安全著陸、機(jī)場(chǎng)的安全運(yùn)行、航班正點(diǎn)率的保障都有著巨大的影響。儀表著陸系統(tǒng)發(fā)生故障將會(huì)導(dǎo)致航班大面積延誤，影響機(jī)場(chǎng)的安全運(yùn)行，因此對(duì)儀表著陸系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行研究和分析具有重要的意義。某機(jī)場(chǎng)包括南北跑道12L、12R、30L、30R四套導(dǎo)航設(shè)備，其型號(hào)均為NORMARC7000B。本文針對(duì)該機(jī)場(chǎng)儀表著陸系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，研究其變化規(guī)律，分析引起參數(shù)變化的原因。

1 不同導(dǎo)航設(shè)備使用時(shí)長(zhǎng)分析比較

該機(jī)場(chǎng)運(yùn)行至今，南跑道導(dǎo)航設(shè)備受二平滑施工影響，其余時(shí)間均處于開(kāi)放狀態(tài);北跑道導(dǎo)航設(shè)備受換頭影響，始終有一套導(dǎo)航設(shè)備處于關(guān)閉狀態(tài)。南北跑道導(dǎo)航設(shè)備自安裝以來(lái)，運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，數(shù)據(jù)量較大，不便于統(tǒng)計(jì)，因此本文以2020年全年數(shù)據(jù)為例，對(duì)該機(jī)場(chǎng)導(dǎo)航設(shè)備的使用時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，如表1所示。

由表1統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出，3—9月由于南跑道導(dǎo)航設(shè)備關(guān)閉，只使用北跑道降落，因此南跑道兩套導(dǎo)航設(shè)備的使用時(shí)長(zhǎng)均為0;北跑道導(dǎo)航設(shè)備12L的使用時(shí)長(zhǎng)大于30R的使用時(shí)長(zhǎng)，南跑道導(dǎo)航設(shè)備12R的使用時(shí)長(zhǎng)大于30L的使用時(shí)長(zhǎng)。以上數(shù)據(jù)分析表明，該機(jī)場(chǎng)東風(fēng)居多，主用北跑道12L方向。因此，在此后的安全保障工作中，導(dǎo)航監(jiān)控人員和設(shè)備維護(hù)人員應(yīng)在正常維護(hù)四套盲降設(shè)備的同時(shí)，增加對(duì)12L的維護(hù)頻次。

2 DME運(yùn)行故障原因分析

2020年全年DME運(yùn)行平穩(wěn)，未出現(xiàn)重大故障。然而，在南跑道關(guān)閉期間，先后出現(xiàn)三次故障，其中兩起自動(dòng)恢復(fù)正常，一起設(shè)備維護(hù)人員去現(xiàn)場(chǎng)查看后設(shè)備恢復(fù)正常。故障現(xiàn)象描述：南跑道巡臺(tái)期間發(fā)現(xiàn)30L下滑DME1號(hào)監(jiān)控器中DELAY指示燈熄滅，PRIMARY指示燈告警，設(shè)備參數(shù)中1號(hào)監(jiān)控器系統(tǒng)延時(shí)為48.7 us。經(jīng)主備機(jī)轉(zhuǎn)換、互換1號(hào)、2號(hào)測(cè)試詢(xún)問(wèn)器后，判斷為1號(hào)測(cè)試詢(xún)問(wèn)器波形不穩(wěn)定導(dǎo)致故障，更換備件調(diào)試后恢復(fù)正常。故障原因分析：南跑道30 LDME設(shè)備已連續(xù)運(yùn)行近十年，設(shè)備板件有老化趨勢(shì)，建議逐步儲(chǔ)備關(guān)鍵備品備件，確保發(fā)生故障后能夠迅速更換備件恢復(fù)運(yùn)行。

3 不同導(dǎo)航設(shè)備監(jiān)控主參數(shù)運(yùn)行分析

ILS設(shè)備的航向信標(biāo)和下滑信標(biāo)使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，設(shè)備參數(shù)也會(huì)產(chǎn)生漂移，進(jìn)而造成安全隱患。根據(jù)儀表著陸系統(tǒng)設(shè)備的原理可知，CL、DS、CLR是從每一根發(fā)射天線(xiàn)耦合取樣射頻信號(hào)，然后傳入監(jiān)控混合網(wǎng)絡(luò)MCU，再由監(jiān)控混合網(wǎng)絡(luò)MCU傳回到ILS設(shè)備中，因此基本不受外界干擾[3]。然而，近場(chǎng)監(jiān)控信號(hào)NF從天線(xiàn)輻射的信號(hào)進(jìn)行取樣，再經(jīng)過(guò)120 m的射頻電纜傳輸，送至設(shè)備主機(jī)監(jiān)控單元[4]。該設(shè)備主機(jī)近場(chǎng)參數(shù)變化與外界的場(chǎng)型變化有重大關(guān)系，因此監(jiān)控信號(hào)會(huì)產(chǎn)生較大的波動(dòng)。本文分別對(duì)該機(jī)場(chǎng)的四套盲降設(shè)備的CL、DS、CLR、NF四個(gè)信號(hào)的DDM、SDM、RF進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。結(jié)果表明，四個(gè)監(jiān)控信號(hào)的主參數(shù)均在正常范圍內(nèi)波動(dòng)，沒(méi)有發(fā)生參數(shù)預(yù)警和告警。圖1～3為該機(jī)場(chǎng)2021年1—6月12L下滑盲降設(shè)備CL、DS、CLR、NF的DDM、SDM、RF參數(shù)的變化曲線(xiàn)，由曲線(xiàn)可以看出NF的DDM有明顯變化，其他參數(shù)相對(duì)穩(wěn)定。

由圖1至圖3可以看出，12L下滑盲降設(shè)備的CL、DS、CLR、NF四個(gè)信號(hào)的DDM、SDM、RF參數(shù)指標(biāo)保持穩(wěn)定且偏差在正常范圍內(nèi)，能夠保障設(shè)備正常運(yùn)行。但是該套導(dǎo)航設(shè)備的NF信號(hào)的DDM和RF參數(shù)隨著時(shí)間的增加，波動(dòng)較大。長(zhǎng)此以往，可能會(huì)導(dǎo)致12L下滑導(dǎo)航設(shè)備發(fā)生故障，造成安全事故。參數(shù)波動(dòng)的原因分析：①在北跑道綜合養(yǎng)護(hù)期間，導(dǎo)航設(shè)備維護(hù)人員對(duì)12L下滑的ILS機(jī)柜進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)DDM、SDM值均正常，因此排除發(fā)射機(jī)故障;②利用PIR對(duì)天線(xiàn)分配單元和監(jiān)控混合網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)示數(shù)均正常，因此確定這兩個(gè)模塊正?？捎?③通過(guò)拍打及遮擋上、中、下天線(xiàn)，排查是否為天線(xiàn)故障，多次試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果表明，在寒冷的夜晚，拍打及遮擋下天線(xiàn)，導(dǎo)航設(shè)備參數(shù)會(huì)發(fā)生波動(dòng)，甚至?xí)霈F(xiàn)關(guān)機(jī)現(xiàn)象，因此，初步判定為下天線(xiàn)故障?？紤]到航班運(yùn)行的安全，在2021年7月以后對(duì)12L下滑設(shè)備進(jìn)行持續(xù)觀察，如參數(shù)繼續(xù)增大，則考慮更換天線(xiàn)配件，并進(jìn)行投產(chǎn)校驗(yàn)。

4 外場(chǎng)測(cè)試

為保證儀表著陸系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，除了對(duì)必要的內(nèi)部參數(shù)測(cè)試分析外，還需要定時(shí)對(duì)機(jī)場(chǎng)著陸點(diǎn)進(jìn)行外場(chǎng)測(cè)試[5]。外場(chǎng)測(cè)試運(yùn)用外場(chǎng)測(cè)試儀，選定所測(cè)航向臺(tái)的對(duì)應(yīng)頻率后，對(duì)地面發(fā)射臺(tái)的調(diào)制度、調(diào)制度差進(jìn)行測(cè)量[6]。設(shè)備維護(hù)人員每次對(duì)外場(chǎng)測(cè)試點(diǎn)的調(diào)制度差進(jìn)行詳細(xì)記錄，圖4為該機(jī)場(chǎng)在2021年某月對(duì)南北跑道12L、30R、12R、30L四套航向設(shè)備的月外場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)。

從圖4可以看出，四套盲降設(shè)備外場(chǎng)測(cè)試的調(diào)制度差在0.00DDM到0.18DDM范圍內(nèi)變動(dòng)。角位移和調(diào)制度差基本成線(xiàn)形關(guān)系：從0度到±10度，調(diào)制度差均大于0.18DDM;±10度到±35度范圍內(nèi)，調(diào)制度差均大于0.155DDM，所有數(shù)據(jù)均符合外場(chǎng)測(cè)試要求。

5 總結(jié)

本文對(duì)某機(jī)場(chǎng)日常維護(hù)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析，重點(diǎn)圍繞不同盲降設(shè)備的運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)、DME運(yùn)行故障、盲降監(jiān)控主參數(shù)變動(dòng)、外場(chǎng)測(cè)試四個(gè)方面進(jìn)行研究。本文的研究數(shù)據(jù)可以為導(dǎo)航維護(hù)人員提供重點(diǎn)維護(hù)的方向，盡早規(guī)避出現(xiàn)門(mén)限告警造成設(shè)備關(guān)機(jī)的可能。

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