某型機無線電高度表“跳變”分析與解決措施

楊 陽

（中航工業(yè)直升機設(shè)計研究所，江西景德鎮(zhèn) 333001）

0 引言

無線電高度表用于測量飛機距離地面的相對高度，向飛行員提供符合精度要求的穩(wěn)定的高度信息。如果在飛行過程中，無線電高度表不能穩(wěn)定、正確的顯示離地高度，將會給飛行安全帶來巨大隱患。結(jié)合某型機無線電高度表的故障信息，給出故障排查的方法和決絕措施。

1 故障情況

根據(jù)用戶反饋，某型直升機在飛行過程中，無線電高度數(shù)據(jù)跳變并觸發(fā)直升機航電系統(tǒng)高度告警，經(jīng)查看飛參數(shù)據(jù)，無線電高度表存在高度數(shù)值跳變情況，高度數(shù)據(jù)呈瀑布狀且數(shù)據(jù)可恢復(fù)。

1.1 故障規(guī)律總結(jié)

根據(jù)用戶反饋的高度跳變故障現(xiàn)象，結(jié)飛參數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)故障規(guī)律如下：

（1）飛行數(shù)據(jù)表明，某型直升機出現(xiàn)無線電高度表跳變問題與特定直升機無明顯關(guān)系。

（2）出現(xiàn)跳變情況并無明顯的時刻規(guī)律，早中晚均有跳變情況發(fā)生，晚間發(fā)生次數(shù)相對較多。

（3）高度跳變故障在機群飛行的直升機中表現(xiàn)為集中出現(xiàn)或集中不出現(xiàn)。

1.2 故障定位

根據(jù)故障現(xiàn)象，結(jié)合產(chǎn)品工作原理，列出故障樹，高度表跳變問題故障樹如圖1 所示。

圖1 高度表跳變問題故障樹

1.2.1 抗耦合干擾能力

無線電高度表針對耦合干擾采用五面體精密鑄造的基座和蓋板的形式安裝，此種結(jié)構(gòu)形式減少了殼體上的縫隙泄漏，提高了電磁兼容性能。同時此種結(jié)構(gòu)形式廣泛應(yīng)用于該系列無線電高度表，應(yīng)用范圍覆蓋了國內(nèi)大部分飛行器平臺。根據(jù)目前的統(tǒng)計情況，采用此種結(jié)構(gòu)形式的無線電高度表在10 余年使用過程中，未出現(xiàn)過由于耦合干擾導(dǎo)致的高度跳變情況，因此因耦合干擾導(dǎo)致高度表跳變可能性較小。

1.2.2 抗低頻傳導(dǎo)干擾能力

無線電高度表內(nèi)部設(shè)計了電源濾波器和多級LC、RC 濾波電路，能夠有效濾除低頻傳導(dǎo)干擾信號，并通過了電磁兼容試驗驗證，因此無線電高度表因低頻傳導(dǎo)干擾能力導(dǎo)致高度表跳變的可能性也不大。

1.2.3 抗射頻傳導(dǎo)干擾能力

對無線電高度表檢查過程中發(fā)現(xiàn)，在射頻回路中并未設(shè)計射頻濾波器，抗射頻傳導(dǎo)干擾能力較弱，可能是導(dǎo)致高度表數(shù)據(jù)跳變的主要原因，具體還需要試驗驗證。

干擾信號將有可能通過天線口面進入高度表射頻回路對高度表測高造成影響。而調(diào)頻系列其他無線電高度表均在射頻回路上安裝了射頻濾波器，用于對高度表工作頻段（4.2～4.4 GHz）外的干擾信號進行濾除。在試驗室通過信號源向射頻回路內(nèi)部人為注入干擾信號，進行對比試驗，試驗結(jié)果見表1。

表1 射頻回路注入試驗

通過上述分析和試驗表明，認為導(dǎo)致高度表出現(xiàn)高度跳變的原因有可能是射頻傳導(dǎo)干擾，無線電高度表抗射頻干擾能力較差，可能導(dǎo)致在復(fù)雜電磁環(huán)境下高度表輸出數(shù)據(jù)不穩(wěn)定。

2 糾正措施和驗證情況

2.1 糾正措施

根據(jù)故障分析，在無線電高度表射頻回路增加帶通濾波器組件，安裝示意如圖2 所示，可以有效地將4.3±0.1 GHz 以外的射頻傳導(dǎo)干擾信號進行濾除，提高射頻回路抗傳導(dǎo)干擾能力，確保高度表正常工作。

圖2 安裝示意圖

2.2 驗證情況

為驗證加裝射頻濾波器后的無線電高度表抗射頻傳導(dǎo)干擾能力能夠滿足要求，在試驗室進行了射頻回路注入干擾試驗，通過微波信號源直接向射頻回路注入干擾信號，干擾波形為正弦波，干擾頻段為1～5.5 GHz，試驗布局如圖3 所示。

圖3 設(shè)備交聯(lián)圖

通過微波信號源向射頻回路注入干擾信號，避開無線電高度表的工作頻率4.2～4.4 GHz，設(shè)定干擾信號幅度為-17.8 dBm，改變注入干擾信號頻率，無線電高度表全程工作正常。

而在移除射頻濾波器之后，再次進行射頻注入干擾試驗，當干擾信號強度僅為-30 dBm，干擾頻率范圍為3～5.2 GHz 時，無線電高度表頻繁出現(xiàn)精度超差、丟失、跳變等情況。

為進一步充分驗證，在某基地開展了試飛驗證，驗證期間共組織試驗飛行7 個場次，其中加裝濾波器的直升機飛行11 架次，未加裝濾波器的直升機飛行23 架次，通過飛行后下載飛參對無線電高度數(shù)據(jù)判讀發(fā)現(xiàn)，加裝濾波器直升機未出現(xiàn)高度跳變情況，未加裝濾波器的直升機出現(xiàn)了高度跳變情況，對比效果明顯，證明了加裝射頻濾波器的措施有效。