王颋

DFCS就是數(shù)字式飛行控制系統(tǒng)，習(xí)慣稱之為自動(dòng)駕駛儀系統(tǒng)。

用DFCS A系統(tǒng)進(jìn)近過(guò)程中，突然雙發(fā)油門桿自動(dòng)前移， 發(fā)動(dòng)機(jī)馬力增大， 但不久又恢復(fù)正常。之后該機(jī)又出現(xiàn)類似的用A系統(tǒng)爬升時(shí)，飛行控制板MCP上的自動(dòng)油門預(yù)位燈頻頻閃亮現(xiàn)象。為弄清原因，曾多次對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行檢查和測(cè)試，結(jié)果未見(jiàn)異常。 上述故障出現(xiàn)之后不久，飛行員報(bào)告"用自動(dòng)駕駛A系統(tǒng)爬升時(shí)，馬赫空速表上的目標(biāo)空速游標(biāo)突然下降到170節(jié)，斷開(kāi)A系統(tǒng)后不能再銜接，只能關(guān)掉自動(dòng)油門"。兩個(gè)月后又出現(xiàn)類似的故障現(xiàn)象。從此故障不斷出現(xiàn)，故障現(xiàn)象也日趨復(fù)雜，并出現(xiàn)飛機(jī)返航、停場(chǎng)現(xiàn)象。為了保證安全，決定飛機(jī)停場(chǎng)排故。經(jīng)過(guò)多次分析、研究和討論，最后決定更換襟翼位置傳感器，更換后該系統(tǒng)的工作狀況良好。

DFCS系統(tǒng)的故障特點(diǎn)和現(xiàn)象

1. 故障特點(diǎn) DFCS系統(tǒng)的故障特點(diǎn)有以下4條：

(1) 故障現(xiàn)象復(fù)雜，不統(tǒng)一；

(2) 故障由低重復(fù)率快速向高重復(fù)率發(fā)展；

(3) 飛行中故障時(shí)有時(shí)無(wú)，故障現(xiàn)象存在的時(shí)間短；

(4) 地面做BITE測(cè)試時(shí)，開(kāi)始階段無(wú)故障報(bào)告信息。

2. 故障現(xiàn)象的歸納 DFCS系統(tǒng)的故障現(xiàn)象歸納如下。

(1) 飛機(jī)用DFCS、A通道進(jìn)近時(shí)雙發(fā)油門桿突然前移和DFCS工作在垂直導(dǎo)航V NAV方式，飛機(jī)爬升或巡航飛行時(shí)，MCP板上的自動(dòng)油門預(yù)位閃亮；

(2) DFCS工作在V NAV方式，飛機(jī)爬升或巡航時(shí)，MCP板上出現(xiàn)超速警告信號(hào)，馬赫空速表上的目標(biāo)空速游標(biāo)下降到170節(jié)，在CDU上不能鍵入目標(biāo)空速，同時(shí)上面的目標(biāo)空速數(shù)據(jù)在170節(jié)左右跳變；

(3) 當(dāng)用V NAV方式爬升時(shí)，突然在CDU上出現(xiàn)BUFFET ALERT抖動(dòng)警告信息，同時(shí)正副駕駛員的F/D飛行指引桿立即下降到地平線以下8°，20秒后恢復(fù)正常；

(4) 較典型的一次故障現(xiàn)象是：飛機(jī)用V NAV方式爬升時(shí)，MCP板上突然出現(xiàn)超速警告旗，自動(dòng)油門不能自動(dòng)前移跟蹤高度，甚至有時(shí)收油門，目標(biāo)空速游標(biāo)下降，左F/D指引和飛機(jī)姿態(tài)一致，但右F/D指引卻下沉到地平線以下8°，飛機(jī)不能正常飛行而返航。

排故經(jīng)過(guò)：

自動(dòng)飛行系統(tǒng)是B737－300飛機(jī)最復(fù)雜的部分，自動(dòng)化程度高，各部分之間的信號(hào)交聯(lián)、邏輯控制也相當(dāng)復(fù)雜。正因?yàn)槿绱?，該系統(tǒng)具有良好的故障檢測(cè)、隔離功能，但實(shí)踐證明這種功能并非萬(wàn)能。為了隔離故障，更換了系統(tǒng)中許多部件，但故障依然存在。排故人員經(jīng)過(guò)多次研究、分析和討論，認(rèn)為系統(tǒng)故障很可能就是由一個(gè)部件的故障引起的，而襟翼位置傳感器的故障可能性最大，因?yàn)樗诶碚撋献钅苤С址治鼋Y(jié)果。在沒(méi)有備件的情況下，決定測(cè)量線路，結(jié)果無(wú)論是傳感器本身還是機(jī)身線路都未見(jiàn)異常。如果在做BITE測(cè)試時(shí)CDU上能出現(xiàn)結(jié)果，就說(shuō)明排故人員的分析是準(zhǔn)確的。設(shè)想用振動(dòng)傳感器的方法誘發(fā)故障出現(xiàn)，從而在CDU上顯示結(jié)果。于是，振動(dòng)傳感器后再做BITE測(cè)試，CDU上顯示了結(jié)果“測(cè)試失敗，左襟翼傳感器故障”。由此確定了故障根源。

對(duì)故障原因的討論：

為什么襟翼傳感器能引起如此多的故障現(xiàn)象?為什么DFCS工作不正常時(shí)，左側(cè)F/D指引和飛機(jī)姿態(tài)相符而右側(cè)F/D指引卻沉到地平線以下?解釋這些問(wèn)題應(yīng)抓住兩個(gè)故障現(xiàn)象，一是MCP板上出現(xiàn)超速警告旗，二是馬赫空速表上的目標(biāo)空速游標(biāo)下降到170節(jié)。這兩個(gè)故障現(xiàn)象本質(zhì)上是一樣的。

超速旗警告的出現(xiàn)有三條解釋：

(1) 飛機(jī)速度在最大工作速度/最大工作馬赫數(shù)；

(2) A/P－F/D因襟翼和起落架限止不能達(dá)到選擇速度；

(3)飛機(jī)在10000英尺以下高度在V NAV方式下降超速飛行。

實(shí)際飛行中，當(dāng)準(zhǔn)備接通自動(dòng)駕駛儀之前，襟翼一定收到零度，起落架一定在全收上位，更不可能達(dá)到最大允許速度飛行?；谶@種情況，可以判斷出引起超速警告的原因是在系統(tǒng)內(nèi)部。目標(biāo)空速游標(biāo)下降與警告旗密切相關(guān)。我們知道，DFCS工作在V NAV方式是飛機(jī)全自動(dòng)飛行的唯一方式，這時(shí)飛機(jī)的速度是FMC速度，也就是飛行管理計(jì)算機(jī)FMC自動(dòng)計(jì)算出飛機(jī)應(yīng)飛的速度，這個(gè)速度稱為目標(biāo)空速。正常情況下，飛機(jī)的實(shí)際速度應(yīng)與目標(biāo)空速一致。目標(biāo)空速游標(biāo)是由FMC計(jì)算、由FCC飛行控制計(jì)算機(jī)直接控制的。飛行中游標(biāo)突然由常態(tài)下降到170節(jié)，說(shuō)明FMC計(jì)算機(jī)受到不正常因素的影響，重新計(jì)算出了新的目標(biāo)空速。當(dāng)使用自動(dòng)駕駛時(shí)，自駕系統(tǒng)會(huì)考慮各種因素自動(dòng)計(jì)算目標(biāo)空速并進(jìn)行指引，使飛機(jī)保持正確姿態(tài)。起落架、襟翼位置可以通過(guò)儀表及信號(hào)系統(tǒng)直觀看到，但襟翼位置傳感器中向FCC、自動(dòng)油門系統(tǒng)發(fā)送信號(hào)的同步器工作狀態(tài)不能夠直觀看到，只能根據(jù)自駕系統(tǒng)的工作情況去分析，因此其功能有一定的隱蔽性。襟翼位置傳感器內(nèi)部有三組同步器，當(dāng)向自駕系統(tǒng)發(fā)送信號(hào)的同步器發(fā)生故障，如襟翼是收上零度，而實(shí)際發(fā)出的信號(hào)卻是放下位置，這時(shí)FMC計(jì)算機(jī)計(jì)算出的目標(biāo)空速一定會(huì)小于飛機(jī)的實(shí)際速度，因此FCC會(huì)發(fā)出超速警告旗信號(hào)，同時(shí)使目標(biāo)空速游標(biāo)移到新的位置。傳感器信號(hào)流動(dòng)順序?yàn)椋?/p>

目標(biāo)空速的信號(hào)流動(dòng)順序?yàn)椋?這時(shí)，自動(dòng)油門會(huì)回收。當(dāng)襟翼位置信號(hào)小于實(shí)際襟翼位置時(shí)，F(xiàn)MC目標(biāo)空速會(huì)增加，所以飛機(jī)以單通道自駕進(jìn)近過(guò)程中突然出現(xiàn)雙發(fā)油門桿前移。同樣，前文提到其他各種故障現(xiàn)象也都能得到合理的解釋。

關(guān)于F/D飛行指引問(wèn)題，其原理并不復(fù)雜，但左右之間的邏輯控制關(guān)系有時(shí)比較微妙。當(dāng)F/D指引和自駕同時(shí)使用時(shí)，飛行指引可以監(jiān)視自駕的工作情況，自駕應(yīng)跟蹤飛行指引，因此飛行指引桿總處于中心位置，左右飛行指引數(shù)據(jù)互相傳輸并進(jìn)行比較。當(dāng)F/D指引在TO (TAKE OFF)方式時(shí)，雙側(cè)的F/D指引都是為主的，因此兩側(cè)F/D的MA燈都亮，但當(dāng)左F/D指引不顯示時(shí)，右側(cè)也不會(huì)有指引桿出現(xiàn)，相互間受到邏輯控制。當(dāng)單通道自駕工作時(shí)，F(xiàn)/D指引則有主從關(guān)系。若傳感器發(fā)生故障，襟翼雖全收卻相當(dāng)于帶襟翼飛行時(shí)，F(xiàn)MC速度會(huì)減少，自動(dòng)油門回收，這時(shí)F/D指引桿降到地平線以下，目的是防止失速，但飛行員要使DFCS以V NAV方式爬升，這時(shí)會(huì)出現(xiàn)飛行指引和自駕工作的不協(xié)調(diào)狀態(tài)。故障中自駕以V NAV方式爬升時(shí)F/D指引左右不一致，左側(cè)和飛機(jī)姿態(tài)相符，右側(cè)卻下沉到地平線以下8°，這種不一致的現(xiàn)象只能是受襟翼位置傳感器影響的結(jié)果。當(dāng)時(shí)左F/D指引應(yīng)該下沉而沒(méi)有下沉，但左側(cè)FCC將正確的控制邏輯送到了右側(cè)，右側(cè)F/D指引就指到地平線以下?？梢杂上旅鎯蓚€(gè)事實(shí)得到證明。一是單獨(dú)使用B通道自駕時(shí)F/D指引和自駕功能都一直正常；二是將F/D指引桿下沉到地平線以下的FCC送美國(guó)檢測(cè)，結(jié)果是無(wú)故障。后來(lái)這部FCC又裝回到飛機(jī)原位，經(jīng)8個(gè)月飛行考驗(yàn)一直都工作正常，這說(shuō)明當(dāng)時(shí)右F/D指引桿下沉是受襟翼位置傳感器影響的結(jié)果，實(shí)際上也是受左F/D指引邏輯控制的結(jié)果。

當(dāng)自駕系統(tǒng)工作在MCP速度方式時(shí)，同樣因襟翼位置傳感器故障也能引起系統(tǒng)故障。這時(shí)的情況略有區(qū)別。因?yàn)槟繕?biāo)空速是人給定的，所以目標(biāo)空速游標(biāo)就不發(fā)生變化。但襟翼位置信號(hào)要送到自動(dòng)油門系統(tǒng)和FCC計(jì)算機(jī)，自動(dòng)油門計(jì)算機(jī)要進(jìn)行計(jì)算，使空速限止在一個(gè)最大和最小的范圍內(nèi)而使飛機(jī)不失速。這時(shí)，由于襟翼傳感器故障，自動(dòng)油門必然回收，F(xiàn)/D指引也要下降到地平線以下，如此會(huì)產(chǎn)生飛機(jī)速度不能跟蹤MCP目標(biāo)空速的現(xiàn)象。所以超速警告旗也會(huì)出現(xiàn)，自動(dòng)駕駛儀的工作也不會(huì)正常。

結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)排除DFCS系統(tǒng)故障，主要體會(huì)如下：一是面對(duì)復(fù)雜的故障現(xiàn)象時(shí)，一定抓住典型故障現(xiàn)象進(jìn)行理論分析，不被復(fù)雜現(xiàn)象所迷惑。二是正確使用DFCS系統(tǒng)自檢功能。在自檢無(wú)故障信息時(shí)，要充分發(fā)揮人的因素，使理論分析充分支持故障現(xiàn)象，從而隔離故障；當(dāng)故障信息和實(shí)際不符時(shí)，一定在CDU提示的范圍內(nèi)進(jìn)行分析，從而找到故障原因。三是系統(tǒng)客觀存在故障而排故時(shí)故障現(xiàn)象已消失時(shí)，可以采取振動(dòng)、溫度等模擬手段誘發(fā)故障出現(xiàn)，但是由于機(jī)上設(shè)備價(jià)格昂貴又嬌氣，不可粗魯。

以上是對(duì)這起DFCS系統(tǒng)故障的分析。由于自動(dòng)飛行系統(tǒng)的原理、 構(gòu)造較為復(fù)雜，對(duì)該系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)有待進(jìn)一步提高。

參考資料

SSM 22;WDM 22；AMM22章。