敖文翔,余榮良,吳靈偉
(中國直升機設(shè)計研究所,景德鎮(zhèn),333001)
2017年9月,云南駝峰用戶在MTC首次會議上反映某型直升機在執(zhí)行完電氣設(shè)備盒接線更改服務(wù)通告后仍存在拔出地面電源時ICDS-8A型綜顯和ICDS-6A型發(fā)參顯黑屏現(xiàn)象。經(jīng)咨詢客戶支援部,發(fā)現(xiàn)除云南駝峰外,該型直升機其他用戶在也存在類似現(xiàn)象。
通過查找近些年關(guān)于飛機綜顯、發(fā)參顯黑屏故障的相關(guān)文獻,發(fā)現(xiàn)相關(guān)文獻較少。文獻[1]根據(jù)任務(wù)管理系統(tǒng)(MMS)工作原理將黑屏故障定位在三個方面,然后進行逐一分析排除,首先通過耗時三天的故障現(xiàn)象觀察排除任務(wù)管理計算機中圖形產(chǎn)生模塊(GGM)故障;然后通過串換顯示器排除綜顯產(chǎn)品質(zhì)量因素;最后通過對綜顯供電電路進行原理分析,判斷右卸載匯流條電路故障,對電路進行排查后發(fā)現(xiàn)卸載開關(guān)阻值跳變,更換開關(guān)后故障消失;文獻[2]綜顯黑屏故障的原因是接觸器失效;文獻[3]綜顯黑屏故障的原因是接觸器損壞;文獻[4]故障原因跟文獻[1]類似,最終故障定位在供電電路的問題。
而通過對本次故障機進行排查,并未發(fā)現(xiàn)ICDS-8A型綜顯和ICDS-6A型發(fā)參顯硬件存在質(zhì)量問題,也未發(fā)現(xiàn)供電電路中元器件和線路通斷存在問題。根據(jù)故障現(xiàn)象,只有在拔出地面電源時才會出現(xiàn)黑屏故障,考慮到DO160E[5]中電子元器件抗50ms電源中斷時間的要求,建立故障樹進行原理分析。
針對拔出地面電源時ICDS-8A型綜顯和ICDS-6A型發(fā)參顯黑屏現(xiàn)象,考慮到DO160E中電子元器件抗50ms電源中斷時間的要求,故障原因包括:
(1)供電電路系統(tǒng)設(shè)計存在問題,電源中斷時間超過50ms,不滿足DO160E要求;
(2)電源中斷時間不超過50ms,但ICDS-8A型綜顯和ICDS-6A型發(fā)參顯無法抗住50ms斷電,不滿足DO160E要求。
根據(jù)理論分析建立故障樹,如圖1所示。
通過故障樹分析,ICDS-8A型綜顯和ICDS-6A型發(fā)參顯黑屏現(xiàn)象有兩個底事件,分別為“B1:電源中斷時間超過50ms,不滿足DO160E要求”和“B2:綜顯、發(fā)參顯無法抗住50ms電源中斷時間,不滿足DO160E要求”。
圖1 綜顯、發(fā)參顯黑屏現(xiàn)象故障樹
2019年8月23日,在呂蒙機場對某架科研樣機電源中斷時間進行測試,測試設(shè)備為示波器。試驗在開車狀態(tài)下快速拔出地面電源5次,結(jié)果如下:
5次測試均未出現(xiàn)黑屏現(xiàn)象,電壓波形基本一致,如圖2所示。拔出地面電源時,電源轉(zhuǎn)換時間約8ms,電壓最低掉到23.2V左右,已實現(xiàn)不間斷供電。
圖2 電壓波形圖
2019年9月18日,在呂蒙機場對和利通航某架機電源中斷時間進行測試,測試設(shè)備為電氣參數(shù)綜合測試系統(tǒng),試驗在未開車狀態(tài)下拔出地面電源7次,模擬了各種拔出情況,結(jié)果如下:
第1次~第2次測試數(shù)據(jù)無效,第3次~第7次測試均未出現(xiàn)黑屏現(xiàn)象,電壓波形基本一致,如圖3所示。拔出地面電源時,電源轉(zhuǎn)換時間為19.58ms,電壓最低掉到18.65V,已實現(xiàn)不間斷供電。
圖3 電壓波形圖
2019年9月20日,在呂蒙機場對和利通航某架機電源中斷時間進行測試,測試設(shè)備為電氣參數(shù)綜合測試系統(tǒng),試驗在未開車狀態(tài)下拔出地面電源13次,開車狀態(tài)下拔出地面電源3次,模擬了各種拔出情況,結(jié)果如下:
第7次和第9次地面測試,拔出地面電源時刻意搖晃,右綜顯和發(fā)參顯黑屏,左綜顯工作正常,兩次電壓波形基本一致,如圖4所示。
圖4 電壓波形圖
分析波形可知,由于拔出地面電源時刻意搖晃,機上實際共轉(zhuǎn)電3次,分別為:
(1)地面電源轉(zhuǎn)至機載電源供電,波形放大后基本與圖3一致,已實現(xiàn)不間斷供電;
(2)機載電源轉(zhuǎn)至地面電源供電,波形放大后如圖5。電源轉(zhuǎn)換時間為26.37ms,電壓低于18V的時間約14ms,電壓最低掉到5.53V,右綜顯和發(fā)參顯未能抗住本次電源轉(zhuǎn)換,黑屏重啟;
(3)地面電源轉(zhuǎn)至機載電源供電,波形放大后基本與圖3一致,已實現(xiàn)不間斷供電。
圖5 電壓波形圖
第1次開車測試,拔出地面電源時刻意搖晃,左綜顯、右綜顯和發(fā)參顯均黑屏,電壓波形如圖6。電源轉(zhuǎn)換時間為35.28ms,電壓低于18V的時間約22ms,電壓最低掉到5.77V,左綜顯、右綜顯和發(fā)參顯均未能抗住本次電源轉(zhuǎn)換,黑屏重啟。
圖6 電壓波形圖
本日其余13次測試均未出現(xiàn)黑屏現(xiàn)象,電壓波形基本與圖3一致。
通過3日,共計28次電源中斷時間測試,發(fā)現(xiàn)無論是否出現(xiàn)黑屏現(xiàn)象,電源中斷時間均未超過50ms,因此故障樹“B1:電源中斷時間超過50ms,不滿足DO160E要求”可以排除。
根據(jù)綜顯和發(fā)參顯手冊相關(guān)描述,綜顯和發(fā)參顯均滿足DO160E中第16章電源輸入相關(guān)要求,如圖7所示。
圖7 綜顯和發(fā)參顯手冊相關(guān)描述
2019年10月8日,將和利通航某架機左綜顯、右綜顯和發(fā)參顯送至301所環(huán)境與可靠性試驗研究中心進行第三方測試,其中50ms瞬時電源中斷測試輸入電壓波形如圖8所示。
圖8 50ms瞬時電源中斷測試輸入電壓波形
測試結(jié)果如下:左綜顯、右綜顯和發(fā)參顯在50ms瞬時電源中斷期間均黑屏重啟,重啟后可以正常工作。
測試結(jié)果表明,左綜顯、右綜顯和發(fā)參顯均不滿足DO160E第16章電源輸入中的直流瞬時電源中斷要求。因此故障樹“B2:綜顯、發(fā)參顯無法抗住50ms電源中斷時間,不滿足DO160E要求”無法排除。
針對ICDS-8A型綜顯和ICDS-6A型發(fā)參顯無法抗住50ms電源中斷時間,拔出地面電源時黑屏的問題,可通過改進ICDS-8A型綜顯和ICDS-6A型發(fā)參顯內(nèi)部相關(guān)電路進行糾正。
此項措施需將綜顯和發(fā)參顯返給供應(yīng)商,要求供應(yīng)商對其內(nèi)部相關(guān)電路進行升級,使其滿足DO160E標(biāo)準(zhǔn)中電源中斷相關(guān)要求。
拔出地面電源時綜顯、發(fā)參顯黑屏現(xiàn)象是由于ICDS-8A型綜顯和ICDS-6A型發(fā)參顯自身未能滿足DO160E第16章電源輸入中的直流瞬時電源中斷要求(相關(guān)章節(jié)號:16.6.1.3),導(dǎo)致拔出地面電源時綜顯、發(fā)參顯偶爾有黑屏現(xiàn)象。