一起機載無線電羅盤不定向故障分析

■ 趙桂州 王炳輝 任延龍/ 空軍93066 部隊 空軍94347 部隊

1 故障描述

一架某型飛機進行航前機務準備時，通電檢查發(fā)現(xiàn)機載無線電羅盤在第四波段1090kHz 頻率位置時收不到地面廣播電臺信號，無法實現(xiàn)自動定向功能，在其他波段工作正常。

2 工作原理

無線電羅盤是飛機導航系統(tǒng)的重要組成部分，是所有飛機必要的導航設備，主要承擔著引導著陸和近程導航等多重任務，其工作主要依賴于各機場的地面導航臺，以及地面低頻全向無線電信標（NDB）和標準調幅廣播電臺等。飛機的自動定向導航功能建立在無線電羅盤能在搜索定向特定頻率導航臺（提供無線電波）的基礎上，根據(jù)飛機的現(xiàn)行航向和無線電波的相對磁方位，綜合為飛機提供實時航向引導信息。其自動測定地面導航臺（提供特定無線電波的發(fā)射臺）方位角的基本原理利用的是測角器搜索線圈輸出的信號電壓，經過放大、變換和鑒別，驅動伺服電動機轉動，從而帶動搜索線圈旋轉至輸出電壓為零位置。在飛機飛行過程中，隨著導航臺相對方位角的變化，搜索線圈不斷轉動，始終保持輸出電壓為零，并實時驅動跟隨搜索線圈同步轉動的機載航向指示器，實時準確地指示出地面導航臺的相對方位角。具體工作原理方框圖如圖1所示。

圖1 無線電羅盤導航工作原理方框圖

3 機理分析

該型無線電羅盤的工作頻率范圍為100 ～1799.5kHz，控制箱電路設計時將每個工作頻率分成“百位”數(shù)、“十位”數(shù)和“個位”數(shù)三個部分，其中“個位”數(shù)和“十位”數(shù)部分對應的預置數(shù)值分別為0 ～9，“百位”數(shù)部分對應的預置數(shù)值為1 ～17?？刂葡渖系摹鞍傥弧惫ぷ黝l率與所選擇的“百位”晶體頻率及插腳號碼的對應關系如表1 所示。

表1 控制箱工作頻率與晶體頻率和插腳號碼的對應關系

該型無線電羅盤“百位”頻率電路由“百位”振蕩器和“百位”混頻器組成，“百位”振蕩器又由17 個“百位”晶體及相關電路組成，“百位”振蕩器的振蕩頻率決定于對應某一晶體的具體頻率。在振蕩電路結構設計中，17塊“百位”晶體是并聯(lián)關系，另有17 個開關二極管（具體標識為D1 ～D17）分別與“百位”晶體串聯(lián)。當通過“自動”或“手動”方式使無線電羅盤工作在某一工作頻率時，通過頻率控制線使與某一晶體串聯(lián)的開關二極管加上正向偏壓，其他16 個開關二極管均加上反向偏壓，使振蕩器中只有一塊相應的“百位”晶體參加工作。振蕩電路中“十位”和“個位”工作原理與此相似，不同點僅在于晶體與開關二極管的數(shù)量。通過個、十、百位頻率的不同組合，實現(xiàn)無線電羅盤在特定頻率的定向工作。

由典型故障現(xiàn)象可知，除了在第四波段1090kHz 特定頻率外，機載羅盤導航系統(tǒng)在其他預置波段均能正常工作，說明無線電羅盤系統(tǒng)的傳動、協(xié)調電路部分無故障。轉換無線電羅盤定向控制方式，改為“手動”調整方式，人工搜索機場周邊通信范圍內已知數(shù)十個電臺頻率，發(fā)現(xiàn)除少部分頻率工作異常外，絕大多數(shù)工作頻率上均能正常定向。綜合所有測試電臺的工作頻率，對比檢查發(fā)現(xiàn)所有工作異常頻率均集中在1000 ～1100kHz 范圍內。分析該型無線電羅盤的工作機理及結構設計，推斷造成這一現(xiàn)象的最大可能原因是“百位”頻率電路部分工作異常。

4 故障排除

參照該型無線電羅盤頻率工作模式，由已知故障工作頻率1090kHz，可 分 解 為10×100kHz+9×10kHz+0×1kHz，“百位”數(shù)值為10，“十位”數(shù)值為9，“個位”數(shù)值為0。由頻率對應表可知，“百位”數(shù)為10 的頻率對應的晶體頻率為5454kHz，控制箱中兩根接地頻率線的號碼為21 和20。進一步查詢振蕩電路原理圖得知，當“百位”數(shù)為10 的晶體需要通電工作時，由開關二極管D4 加上正向偏壓而導通電路，其余16 個開關二極管負端的頻率控制線均接上9V 的電壓而截止。如果開關二極管D4 被擊穿或電路虛接斷路，則“百位”數(shù)為10 的晶體振蕩電路失效，振蕩器不工作，從而導致羅盤在1090kHz 頻率位不工作。

開機檢查羅盤內部電路，發(fā)現(xiàn)振蕩電路控制板上的開關二極管D4被擊穿。更換開關二極管后，再次通電檢查機載無線電羅盤在第四波道1090kHz 頻率定向工作正常，轉“手動”調整方式，檢查原先工作異常的幾個地方電臺頻率均工作正常，飛機故障排除。

5 排故啟示

無線電羅盤是飛行員最常用的導航設備之一，尤其是在復雜天氣條件下，無線電羅盤對飛機的導航尤為重要。在飛機進行長途運輸或遠距離轉場前，機務人員必須全面檢查無線電羅盤自動定向工作情況，使飛機在全頻率段范圍內都能實現(xiàn)對所有導航臺提供精準指向功能。

對該起故障排查情況進行總結，在對類似型號的無線電羅盤進行通電檢查時，不可以偏概全，機載本場預置波段工作正常并不代表羅盤在全頻率范圍內工作均正常，應借助地方通信電臺或羅盤地面檢查儀等輔助手段，合理設置檢查頻率值（該型羅盤檢測頻率點最少應不低于17 個）進行檢查，以做到整機全頻段、全頻點覆蓋，在確實判定羅盤各頻率晶體及振蕩電路均正常后才能允許飛機參訓。

6 預防措施

無線電羅盤是以接收地面波為基礎的導航設備，自動定向的準確度受山地、“海岸效應”“夜間效應”等因素影響，有時會使定向方位誤差增大，外場維護工作中必須經常性地進行檢查和誤差校準工作。

1）安裝無線電羅盤環(huán)形天線測角器中的伺服電動機、同步發(fā)訊器及傳動齒輪時，應關注齒輪之間的吻合度，并做好傳動機構的潤滑工作。測角器外殼上固定螺釘不能擰得過緊，并應畫上標記。

2）對無線電羅盤進行通電檢查時，盡量減小羅盤遙控調諧機構的工作次數(shù)，以減輕其內部機件的機械磨損。在檢查過程中，應注意觀察并對比定向自動控制電路性能的細微變化，若發(fā)現(xiàn)自動定向速度明顯降低，則應進一步檢查羅盤定向靈敏度是否下降。

3）當無線電羅盤定向靈敏度下降時，往往伴隨著羅盤定向出現(xiàn)“死角”誤差。檢查方法是在自動定向的基礎上，人工操縱航向指示器指針，分別向左、向右偏離導航臺方位2°～3°，每次自動定向指示方位應一致。

4）每飛行25h±5h 工作時后，應打開本場遠、近導航臺通電檢查無線電羅盤工作情況，并檢查“死角”誤差和±1kHz 誤差，對性能漂移誤差及時進行調整修正。

5）飛機長期停放時，應使無線電羅盤指針停在備份波道（未預置頻率）上，以免主動開關長期受頂而產生應力變形，避免在工作過程中因接觸不良影響定向效果。