儀表著陸系統(tǒng)航向天線陣維修程序探討

王澎

(中國民用航空局華北地區(qū)空中交通管理局，北京 100621)

0 引言

儀表著陸系統(tǒng)作為保障飛機(jī)起飛與著陸安全的重要環(huán)節(jié)，是相關(guān)領(lǐng)域科研學(xué)者的重點(diǎn)關(guān)注課題[1]。航向天線陣的作用是為了形成特定的、具有良好方向性的著陸場(chǎng)型。研究?jī)x表著陸系統(tǒng)航向天線陣維修程序有著十分重要的意義，然而傳統(tǒng)維修程序面臨著維修人員與維修任務(wù)匹配度較低的困境，因此，此問題值得進(jìn)一步深入探討。

1 設(shè)計(jì)儀表著陸系統(tǒng)航向天線陣維修程序

1.1 計(jì)算航向天線陣信息

某機(jī)場(chǎng)20單元的航向天線陣工作數(shù)據(jù)如下表所示：

其中字母L表示航向左天線，字母R表示航向右天線。計(jì)算航向天線陣的遠(yuǎn)場(chǎng)信號(hào)波長(zhǎng)，計(jì)算公式為：

其中，PRi和PLi默認(rèn)為二者是平行關(guān)系，D表示距離，且P≥10D，在此條件下，第i列天線的方向函數(shù)計(jì)算公式為：

其中，Yi是第i列天線的信號(hào)幅值，θθ為航向角度，ψ1和ψ2分別代表的是左天線信號(hào)和右天線信號(hào)的相位，λ表示航向信號(hào)的諧波波長(zhǎng)，t為速度，則計(jì)算公式為：

得出航向信號(hào)波長(zhǎng)為1.8km，根據(jù)表1中航向角范圍為-45°-135°，其數(shù)值符合國際民航組織附件中的各項(xiàng)正常指標(biāo)。

表1 天線陣信息表

1.2 驗(yàn)證儀表著陸系統(tǒng)功能參數(shù)

經(jīng)過計(jì)算航向天線陣的波長(zhǎng)長(zhǎng)度為1.8km，將數(shù)值與正常參數(shù)進(jìn)行比對(duì)后，需驗(yàn)證儀表著陸系統(tǒng)的功能參數(shù)是否正常。對(duì)儀表著陸地面設(shè)備的位置、精度以及功率等方面等系統(tǒng)功能參數(shù)進(jìn)行收集，參數(shù)如下：

表2 儀表著陸地面設(shè)備功能參數(shù)

根據(jù)上表可知，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)值是0或1時(shí)，經(jīng)對(duì)比，參數(shù)結(jié)果顯示為負(fù)數(shù)的時(shí)候，儀表著陸系統(tǒng)功能的參數(shù)需要進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。儀表著陸系統(tǒng)的電能中頻帶寬指標(biāo)為110KHz，相鄰抑制頻道數(shù)值為75dB，頻率外圍信號(hào)范圍是4800～13000MHz，設(shè)備動(dòng)態(tài)軌跡范圍是-60dBm～30dBm，設(shè)備內(nèi)部阻抗為45Ω，設(shè)備與地面角度為45°-90°，設(shè)備運(yùn)行高度在1200m～3000m。選取儀表著陸系統(tǒng)的地面設(shè)備的半下滑寬度與下滑寬度部分?jǐn)?shù)值進(jìn)行測(cè)試，數(shù)據(jù)如下表所示：

表3 著陸設(shè)備驗(yàn)證結(jié)果

驗(yàn)證結(jié)果顯示，儀表著陸系統(tǒng)的地面設(shè)備下滑寬度與半下滑寬度的相對(duì)誤差范圍保持在1%以內(nèi)，當(dāng)誤差范圍超過1%時(shí)，則需要對(duì)著陸設(shè)備進(jìn)行故障檢修工作。

1.3 維修儀表著陸系統(tǒng)航向天線故障

在故障維修工作中，首先需要對(duì)維修任務(wù)的難度進(jìn)行維修難度評(píng)估，然后進(jìn)行維修任務(wù)計(jì)劃單的制定，由專業(yè)的維修管理部門和維修器材管理部門進(jìn)行任務(wù)劃分與執(zhí)行[2]。將航向天線陣波長(zhǎng)信息的計(jì)算結(jié)果與儀表著陸系統(tǒng)的功能參數(shù)驗(yàn)證結(jié)果，應(yīng)用到故障維修故障中。準(zhǔn)備工作完成后，將所需信息反饋給維修人員[3]。對(duì)維修任務(wù)進(jìn)行難度劃分，有助于提高維修效率，根據(jù)以下維修原則進(jìn)行具體操作，第一，在沒有時(shí)間限制的條件下，用維修節(jié)點(diǎn)的進(jìn)度安排維修的順序，若有時(shí)間條件限制，則優(yōu)先按時(shí)間要求執(zhí)行。第二，在同一難度層面的維修任務(wù)，按照時(shí)間先后順序執(zhí)行；第三，維修任務(wù)之間的邏輯關(guān)系要理順清晰，并將這種關(guān)系儲(chǔ)存到維修設(shè)備中。將任務(wù)信息從維修數(shù)據(jù)庫中提取出來，然后在檢索端口與已經(jīng)存在的維修實(shí)例進(jìn)行匹配，若存在檢索信息則輸出維修任務(wù)，若數(shù)據(jù)庫沒有相關(guān)任務(wù)信息，則新建維修任務(wù)。

在維修過程中涉及到維修人員的諸多方面，例如維修人員的技術(shù)水平以及工作狀態(tài)等。將技術(shù)人員與維修任務(wù)之間建立函數(shù)關(guān)系，具體公式為：

2 實(shí)驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

準(zhǔn)備四組需要維修的儀表著陸系統(tǒng)航向天線陣，保證實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地內(nèi)部地面高于外地面，以防滲水；選用閥控式的鋰離子電池作為設(shè)備電源，將三種傳統(tǒng)維修程序與文中維修程序進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：

表4 維修人員與維修任務(wù)匹配度實(shí)驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出本文提出的維修程序中，維修人員與維修任務(wù)的匹配度更高，均高于傳統(tǒng)維修程序4.24%～15.02%不等，因此，說明設(shè)計(jì)的維修程序更加可行，適用于實(shí)際維修。

3 結(jié)語

本文通過分析儀表著陸系統(tǒng)航向天線陣維修程序，提出了具體可行的辦法，為相關(guān)領(lǐng)域研究提供了理論基礎(chǔ)與實(shí)踐分析，同時(shí)，還推動(dòng)了整個(gè)航空事業(yè)的發(fā)展。但由于研究條件有限，文章還有一些細(xì)節(jié)之處有待提高。