某型飛機近地告警系統(tǒng)自檢故障分析

叢志民 王棟 陳燕/凌云科技集團有限責任公司

1 故障現象

某型飛機近地告警系統(tǒng)在測試時出現了自檢不合格故障，多次檢查均出現同樣現象。對故障進行分析與研究，發(fā)現該系統(tǒng)邏輯計算機內部邏輯裝置上芯片損壞，無告警信號輸出。

對該系統(tǒng)出現的故障進行統(tǒng)計，發(fā)現近地告警系統(tǒng)發(fā)生過多起類似故障，均為邏輯計算機內部邏輯裝置無信號輸出引起自檢不合格。

2 近地告警系統(tǒng)基本工作原理

近地告警系統(tǒng)由ВВC 垂直速度計算機、ВЛ 邏輯計算機和БДЛУ1-3 線性加速度傳感器等機件組成。該系統(tǒng)通過燈光信號器、警報器等方式發(fā)出告警信號，警告飛行人員有關飛機危險接地速度的情況，使飛行員及時采取有效措施。近地告警系統(tǒng)的告警方式包括過大的下降率、過大的接近地形率、起飛或復飛掉高度、不安全離地高度、低于下滑道太多、無線電高度和決斷高度報告等。危險接地速度有以下幾種情況：

1）當起落架已收起和飛機下降速度大于1.6m/s 時，真實高度在50 ～ 250m 范圍內起飛。

2）當真實高度在250 ～50m 范圍內下降（著陸）而起落架已收起時。

3）當真實高度在400 ～50m 范圍內，飛機以很大的無線電慣性垂直速度接地，飛機的真實高度小于或等于程序高度時。

4）當真實高度在600～50m范圍內，飛機以很大的氣壓垂直速度下降，飛機的真實高度小于或等于程序高度時。

近地告警系統(tǒng)與機上其他系統(tǒng)交聯關系見圖1。該系統(tǒng)的原始信號源為無線電高度表、線性加速度傳感器、靜壓受感器、起落架位置信號和迎角自動器。根據原始信號傳感器來的信號在垂直速度計算機中形成垂直速度、相對高度、濾波器正常和計算機正常信號。垂直速度計算機輸出的垂直速度、相對高度、濾波器正常、計算機正常信號與無線電高度表、起落架位置信號器、迎角自動器來的信號一起，加載至邏輯計算機進行邏輯判斷，當邏輯計算機的輸入信號滿足告警條件時，系統(tǒng)發(fā)出告警信號。在沒有無線電高度表正常信號或存在相當于臨界迎角的情況下，系統(tǒng)閉鎖無告警信號輸出。

3 內場通電檢查情況

圖1 近地告警系統(tǒng)交聯關系圖

利用專用測試設備對近地告警系統(tǒng)進行通電測試，檢查直流電壓28V、功率不大于25W，交流電壓115V、功率不大于80VA；系統(tǒng)在通電后工作準備時間不大于3min，濾波器正常、計算機正常信號燈亮。以下為按順序對內檢Ⅰ、內檢Ⅱ和內檢Ⅲ三種自檢方式進行的檢查：內檢Ⅰ的工作檢查，將傳感器箭頭方朝下垂直放置，接通專用測試設備上“ΔP?！薄皟葯zⅠ”開關，系統(tǒng)無輸出，斷開“內檢Ⅰ”開關。接通“內檢Ⅱ”開關，在不晚于25s 時，ΔOCC笛、ΔOCC 光、ΔCAPПП 燈閃亮，ΔTК燈常亮，同時可聽見機件內部繼電器周期性的吸合聲。斷開“內檢Ⅱ”開關，上述燈滅，繼電器無吸合聲。在25s 后接通“內檢Ⅲ”開關，在不晚于25s時，ΔOCC 笛、ΔOCC 光、ΔCAPПП 燈閃亮，ΔTК 燈常亮，同時可聽見機件內部繼電器周期性的吸合聲。斷開“內檢Ⅲ”開關，上述燈滅，繼電器無吸 合聲。

從上述自檢結果可以看出，內檢Ⅰ輸出狀態(tài)與技術要求的狀態(tài)不一致，輸出不合格，內檢Ⅱ和內檢Ⅲ輸出狀態(tài)正常。內檢Ⅰ的工作檢查正常情況為，接通專用測試設備上“ΔP?！薄皟葯zⅠ”開關，在不晚于5s 時，ΔOCC 笛、ΔOCC 光、ΔCAPПП 燈閃亮，ΔTК 燈常亮，同時可聽見機件內部繼電器周期性的吸合聲，斷開“內檢Ⅰ”開關，上述燈滅，繼電器無吸合聲。

4 故障原因分析

該系統(tǒng)自檢分為內檢Ⅰ、內檢Ⅱ和內檢Ⅲ三種狀態(tài)，每種自檢方式檢查系統(tǒng)的一部分電路的功能是否正常。為了進一步分析自檢不合格的原因，應明確自檢的三種狀態(tài)的邏輯關系，從而縮小排故范圍。內檢Ⅰ用于檢查邏輯計算機中高度比較器、程序比較器和邏輯裝置等功能；內檢Ⅱ用于檢查垂直速度計算機中信號產生裝置УФC 輸出的Hpвc 無線電高度信號和Vyбpи 速度信號是否正常，同時檢查邏輯計算機內部分電路是否正常；內檢Ⅲ用于檢查垂直速度計算機中信號產生裝置УФC 輸出的Hpвc 無線電高度信號和Vyби 速度信號是否正常，同時檢查邏輯計算機內部分電路是否正常。內檢Ⅰ作用在邏輯計算機上，邏輯計算機原理框圖見 圖2。

由圖2 可以看出，該系統(tǒng)涉及到的信號多，邏輯關系復雜。其中，高度比較器、程序比較器、高度比較器匹配裝置和程序比較器匹配裝置等主要組件的功能如下：高度比較器用來接收從垂直速度計算機輸入的Hpвc 無線電高度信號，產生飛機穿越相應高度的一次性信號，當飛機真實高度低于程序比較器內部公式的程序高度時，高度比較器輸出邏輯“1”，反之，輸出邏輯“0”，送往邏輯裝置；程序比較器用于接收Hpвc 無線電高度信號和Vyби、Vyбpи速度信號，產生一次性信號，當無線電高度低于程序比較器內部公式的程序高度時，程序比較器輸出邏輯“1”，反之，輸出邏輯“0”，送往邏輯裝置；高度比較器匹配裝置用于將高度比較器輸出的一次性信號轉換后送往邏輯裝置；程序比較器匹配裝置用于將程序比較器輸出的一次性信號轉換后送往邏輯裝 置。

圖2 邏輯計算機原理框圖

此次自檢不合格為內檢Ⅰ無輸出所致，詳細分析內檢Ⅰ的工作過程，內檢Ⅰ原理圖見圖3。使用內檢Ⅰ對系統(tǒng)進行自檢時，由于內檢輸出的無線電高度信號小于50m，一次性信號2К400、2К250、2К150、2К50 均為邏輯“1”。由于內檢輸出的氣壓升降速度較小，從而使2К 和2ПК1 信號為邏輯“0”。一次性信號加到И-HE10 電路輸入端，輸出邏輯“0”信號經HE6 電路將邏輯“1”加到И-HE11 輸入端；2К1 邏輯“0”加到HE7 電路輸入端；2ПК1 邏輯“0”加到HE8 電路輸入端，E7 電路和HE8電路都輸出邏輯“1”加到И-HE11 電路的輸入端，垂直速度計算機正常信號加到И-HE11 電路的輸入端，在上述幾種信號的作用下，И-HE11 電路輸出端形成檢查信號邏輯“0”。檢查信號邏輯“0”經過電路HE4 轉換為邏輯“1”，加到И-HE9 電路輸入端；當來自內檢Ⅰ的自檢信號邏輯“1”加到И-HE9 電路的另一輸入端后，此時И-HE9 電路輸出邏輯“0”，則電路И-HE8輸出邏輯“1”，加到И-HE2 輸入端。系統(tǒng)此時沒有閉鎖信號，則ΔPВ 為邏輯“1”，ΔAУACП為邏輯“0”時，轉換后分別將邏輯“1”加到И-HE2 輸入端。當垂直速度計算機和邏輯計算機供電正常，則檢查電路輸出系統(tǒng)正常ΔИC 邏輯“1”信號，加到И-HE2 的另一個輸入端，這樣И-HE2輸出信號邏輯“0”，危險信號CП邏輯“0”經過延時裝置B3、警報比較器TК、速度和警報比較器匹配裝置CУ8 后，產生+27V 信號觸發(fā)信號形成裝置УФ，最后產生ΔOCC 笛、ΔOCC 光、ΔCAPПП燈告警信號。

檢查自檢信號的輸入狀態(tài)，內檢Ⅰ涉及到的輸入信號有一次性信號2К400、2К250、2К150、2К50、2К 和2ПК1、ΔPВ 無線電高度表良好信號、ΔAУACП 臨界迎角自動裝置接通閉鎖信號、CИФ 濾波器正常信號、ΔИC 系統(tǒng)正常信號、內檢Ⅰ信號等。在進行一次性信號檢查之前，首先確認上述良好信號及正常信號均符合27V±2.7V 的要求。由于內檢Ⅰ輸出的無線電高度信號小于50m，一次性信號2К400、2К250、2К150、2К50 均為邏輯“1”，測試為高電平，符合要求。由于內檢Ⅰ輸出的升降速度較小，從而使2К 和2ПК1 信號為邏輯“0”測試為低電平，符合要求。根據圖3 內檢Ⅰ原理圖逐級對輸出信號進行檢測發(fā)現И-HE11 的四個輸入端均為高電平，輸出為高電平，不符合與非門電路的邏輯關系。更換該邏輯電路芯片133ЛA1 后，檢查邏輯電路輸出信號正常，自檢合格。該芯片老化損壞造成檢查信號輸出為邏輯“1”高電平輸入到HE4 的輸入端，HE4 輸出邏輯“0”電平到И-HE9，И-HE9 的另一端輸入為內檢Ⅰ。由于И-HE9 的兩個輸入端中，一個是邏輯“0”低電平，另一個是內檢Ⅰ，因此，輸入的邏輯“0”使И-HE9 的輸出始終為邏輯“1”，內檢Ⅰ的輸入邏輯狀態(tài)對И-HE9的輸出無任何影響，導致系統(tǒng)自檢不合 格。

圖3 內檢Ⅰ原理圖

5 結論

通過以上分析及故障排除過程可以得出，本次故障原因是由于邏輯裝置上與非門電路故障，使得輸入自檢信號后輸出不變化，自檢不合格。在今后近地告警系統(tǒng)修理中發(fā)現類似的故障現象時，可以根據故障情況首先檢查該芯片輸出是否符合邏輯關系、輸出信號是否正確，從而更準確地對故障進行定位。實踐證明，該方法大大提高了工作效 率。