E190 飛機AVNX MAU FAULT/FAIL故障模式分析

■ 彭遠為/廣西北部灣航空有限責任公司

0 引言

MAU（模塊化電子裝置）系統(tǒng)故障在飛機運行中發(fā)生的頻率較高，該故障無法放行，如果處置不當將嚴重影響飛機的運行品質。本文基于某E190 機隊過去四年的運行數(shù)據(jù)，飛行小時數(shù)為278184.39，飛行循環(huán)數(shù)為201048，統(tǒng)計MAU 系統(tǒng)故障模式并進行研究，為日常維護和排故提供參考。

1 MAU 系統(tǒng)原理

MAU 又稱E190 飛機的大腦，接收來自飛機各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，處理后傳遞給各系統(tǒng)用于控制和顯示。飛機上共裝有3 個MAU，每個MAU 內部集成了多個LRM（航線可更換件），這些LRM 通過MAU 內部的底板相連。每個MAU中都包括兩個NIC+PROC（網(wǎng)絡接口控制和處理器）、兩個或三個POWER SUPPLY、一個BACKPLANE（底板）。MAU 底板上有A 和B 兩個通道，分別由不同的電源供電。每個通道都有一個NIC 直接與ASCB（航空電子標準通信總線）通信，通道內的LRM 不能直接與ASCB 通信，只能通過NIC 中轉與ASCB 通信。某些重要部件如FCM（飛行控制組件）、GENERIC I/O（通用輸入/輸出組件）和CUSTOM I/O 為雙通道工作的部件。MAU1/2 系統(tǒng)原理圖如圖1 所示。

圖1 MAU1/2系統(tǒng)原理圖

2 故障模式及分析

統(tǒng)計某E190 機隊過去四年的運行 數(shù) 據(jù)，AVNX MAU “XY” FAULT和AVNX MAU “XY” FAIL 故 障 信息失效部件數(shù)據(jù)統(tǒng)計如圖2、圖3 所示，下文對這兩種故障模式進行分類分析。

圖2 AVNX MAU FAULT失效部件數(shù)據(jù)統(tǒng)計

圖3 AVNX MAU FAIL失效部件數(shù)據(jù)統(tǒng)計

2.1 AVNX MAU “XY” FAULT

AVNX MAU “XY” FAULT 表 示某個MAU 內部A 通道或B 通道存在故障，但并不影響MAU 組件內該通道的通信功能。出現(xiàn)此信息時，通常為通道內的某一組件的硬件或軟件故障，影響該組件所涉及的相關系統(tǒng)正常工作。

該信息出現(xiàn)時，可以根據(jù)具體的故障代碼進行排故，如果維護信息指向NIC 或PROC，優(yōu)先隔離NIC+PROC 組件，同時這種情況也可能引起該通道內其他組件報告故障。若無NIC 或PROC故障信息，則根據(jù)具體的維護信息隔離對應的組件。某E190 機隊過去四年共發(fā)生20 起維護信息指向NIC 或PROC的案例，其中19 起在更換NIC+PROC組件后正常，1 起最終更換了MAU卡柜后正常；共發(fā)生79 起無NIC 或PROC 維護信息的案例，其中78 起在更換對應維護信息組件后正常，1 起無任何維護信息，最終更換CONTROL I/O 后正常。手冊中沒有無任何維護信息對應的排故程序，理論上通道內的所有系統(tǒng)組件、NIC+PROC 和卡柜都可能是故障源，機隊從2008 年至今一共出現(xiàn)了四次，分別是AVNX MAU 1A FAULT 兩次和AVNX MAU 2B FAULT兩次，最終均在更換CONTROL I/O 后正常。廠家分析后表示，E190 飛機可能存在設計缺陷，CMC（中央維護計算機）無法對CONTROL I/O 組件的這種失效形式進行有效識別，因此沒有相關的維護信息。因此，再遇到無對應維護信息的情況，應優(yōu)先隔離CONTROL I/O 組件。

雖然沒有出現(xiàn)因電源組件故障導致的AVNX MAU FAULT，但如果遇到AVNX MAU 1A FAULT 信息，也應考慮PS2（POWER SUPPLY 2）故障的可能性。飛機上所裝的三個MAU 除MAU1A 通道是由兩個電源組件供電外，其余通道均為單獨電源組件供電。單獨電源組件供電情況下，若供電組件故障會出現(xiàn)AVNX MAU FAIL 信 息。MAU1A 通 道由PS1 和PS2 供 電，其 中NIC+PROC由PS1 供電，拔出PS1 的供電跳開關會 出 現(xiàn)AVNX MAU1A FAIL 信 息，拔出PS2 的供電跳開關會出現(xiàn)AVNX MAU1A FAULT 信息。若觸發(fā)的AVNX MAU 1A FAULT 及其他故障信息與拔出PS2 供電跳開關后出現(xiàn)的信息一致，應優(yōu)先隔離PS2 組件。

2.2 AVNX MAU “XY” FAIL

AVNX MAU “XY” FAIL 表 示 某MAU 內部A 通道或B 通道失效，無法正常通信。如果伴有通道內全部組件同時報告故障，則說明整個通道失效。該信息出現(xiàn)時，故障信息通常較為復雜，首先應與級聯(lián)效應引起的故障相區(qū)別。如是由電源轉換和GCU（發(fā)電機控制組件）原因觸發(fā)的AVNX MAU FAIL 信息，后續(xù)會自動恢復正常，可以正常執(zhí)行航班。

1）電源轉換引起的故障

在地面或滑行階段，電源轉換期間觸發(fā)AVNX MAU FAIL 信息，由于級聯(lián)效應，MAU 通道內其他系統(tǒng)的故障信息也可能出現(xiàn)，如FLT CTRL NO DISPATCH（ 飛 控 不 能 放 行）、FLT CTRL FAULT、AP FAULT 和 LG NO DISPATCH（起落架不能放行）等。MAU 通道失效的CAS 區(qū)信息通常伴隨著MAU“X”NIC“Y”FAULT 的維護信息。這類信息表示受影響的NIC 暫時失效或內部重置，沒有能力與ASCB 進行通信。若這些信息從出現(xiàn)到消失不經(jīng)任何操作幾秒后自動消失，可以不用處理。E190 飛機具有NBPT（無中斷電源轉換）功能。飛機在地面時，兩個交流電源在進行電源轉換之前最多有50 ms的并聯(lián)供電時間，然后發(fā)生轉換，以確保轉換過程中不發(fā)生中斷。在并聯(lián)供電之前，兩個交流電源需要同步，達到一定的并聯(lián)條件后才能進行并聯(lián)供電。同步的時間根據(jù)涉及的電源不同而有所區(qū)別。其中IDG 的電源轉換需要5s，APU 與GPU（地面電源組件）之間的電源轉換需要15s。如果在規(guī)定時間內沒有達到并聯(lián)供電的條件，電源會中斷，從而引起部分部件的不正常掉電，觸發(fā)不正常的故障信息。

2）GCU 導 致 的AVNX MAU 1B FAIL 故障

GCU 本體存在缺陷，可能在起動發(fā)動機期間觸發(fā)AVNX MAU 1B FAIL等一系列CAS 區(qū)信息，并可能導致DU（顯示組件）黑屏及CCD（光標控制裝置）無法工作。如果信息自動消失，機組可繼續(xù)執(zhí)行航班，這類瞬時狀態(tài)不影響安全運行。由于1 發(fā)起動期間的電氣瞬時轉換，可能會出現(xiàn)暫時的AVNX MAU 1B FAIL 信息，這種瞬時轉換會影響AC BUS 1，AC GND SVC BUS（交流地面勤務匯流條）、DC GND SVC BUS 和DC BUS 1，可能導致GCU 的內部復位。除了與AVNX MAU 1B FAIL情況相關聯(lián)的一系列信息外，顯示單元可能會黑屏。這些影響是暫時的，會在1min 內消失，不影響飛機的安全運行。有時副駕側CCD 會凍結，可復位左側跳開關面板上的B18 跳開關恢復正常。1701321F 件號的GCU 會減少件號為1701321E 的GCU，在左發(fā)起動到50%時觸發(fā)AVNX MAU 1B FAIL 信息。

3）MAU 系統(tǒng)部件故障

NIC+PROC 組件負責讓整個通道的組件與ASCB 總線通信，POWER SUPPLY 給整個通道的組件供電，所以理論上這兩個部件發(fā)生故障的可能性較大，再結合故障率，NIC+PROC 占比高達82%。因此，出現(xiàn)故障時應優(yōu)先隔離NIC+PROC 組件，其次隔離電源組件，若故障依舊，再隔離該通道內的其他組件。為排除其他組件造成通道堵塞引起故障，可通過依次拔出通道內的其他組件并觀察AVNX MAU FAIL 信息是否消失來判斷造成整個通道失效的組件。此時，由于缺少組件，可能會出現(xiàn)AVNX MAU FAULT 信息和由該組件失效引起的相關信息。目前還未發(fā)生過MAU卡柜故障導致AVNX MAU FAIL 的情況，但是從原理分析是可能的。若以上組件隔離后故障依舊，則隔離MAU 卡柜。

3 結束語

雖然MAU 系統(tǒng)故障無法放行，但某些情況下不需要進一步處理，不可盲目換件。本文通過梳理E190 機隊運行數(shù)據(jù)，統(tǒng)計分析了 MAU 系統(tǒng)故障模式及處理措施，為同機型系統(tǒng)如何區(qū)分虛假信息和快速定位故障提供參考。