李勇軍 王瑋 丁兆宇

摘要：通過(guò)對(duì)某型飛機(jī)自動(dòng)著陸狀態(tài)的工作過(guò)程進(jìn)行論述，對(duì)一起自動(dòng)著陸故障進(jìn)行具體的故障分析和總結(jié)，并提出此類故障的排故思路和方法，以提高排故效率。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)著陸;工作狀態(tài);故障分析

0引言

國(guó)際飛行安全基金會(huì)根據(jù)長(zhǎng)期以來(lái)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)指出，飛機(jī)運(yùn)行過(guò)程中近一半的事故發(fā)生在進(jìn)近著陸階段，飛行進(jìn)近著陸是航空飛行器最易發(fā)生重大事故的階段Ⅲ。由于這一階段飛行高度低，飛行的所有狀態(tài)都必須保持高精度，直到準(zhǔn)確在跑道上接地，所以也是最復(fù)雜的飛行階段。為提高進(jìn)近著陸階段的安全性，現(xiàn)代飛機(jī)都加裝了自動(dòng)著陸控制系統(tǒng)。本文通過(guò)對(duì)一架某型飛機(jī)自動(dòng)著陸狀態(tài)接不通故障的分析和排除，論述了自動(dòng)著陸狀態(tài)的控制和工作過(guò)程，并總結(jié)排故經(jīng)驗(yàn)。

1故障現(xiàn)象

一架某型飛機(jī)在結(jié)束作訓(xùn)任務(wù)完成返航下滑飛行時(shí)，系統(tǒng)無(wú)法進(jìn)入自動(dòng)著陸工作狀態(tài)，飛機(jī)保持當(dāng)前飛行高度650m和航向0°不變，并伴隨偏航200m。飛行員重新拉升飛機(jī)后再次進(jìn)入對(duì)應(yīng)空域范圍，仍然無(wú)法進(jìn)入自動(dòng)著陸狀態(tài)，而后通過(guò)執(zhí)行指引控制方式由飛行員手動(dòng)操縱飛機(jī)安全著陸。

2自動(dòng)著陸飛行階段的工作過(guò)程

2.1“自動(dòng)著陸”接通準(zhǔn)備狀態(tài)

該型飛機(jī)自動(dòng)著陸過(guò)程涉及飛控自動(dòng)控制系統(tǒng)、無(wú)線電近距導(dǎo)航系統(tǒng)、導(dǎo)航計(jì)算機(jī)以及各種信號(hào)交聯(lián)轉(zhuǎn)換部件和顯示、控制儀表，信號(hào)交聯(lián)情況較為復(fù)雜。飛機(jī)自動(dòng)著陸工作過(guò)程如圖1所示，要進(jìn)入自動(dòng)著陸狀態(tài)，首先飛機(jī)的飛行狀態(tài)需要滿足以下條件：

·相對(duì)高度為35～850m;

·側(cè)向偏差不大于±1600m;

·距離跑道中心不大于16km;

·航向偏差φ不大于30°。

以上條件滿足后，在座艙綜合控制臺(tái)的信號(hào)盤上顯示信號(hào)30HA（空域），飛機(jī)便轉(zhuǎn)入自動(dòng)返場(chǎng)狀態(tài)。當(dāng)飛機(jī)飛過(guò)第二轉(zhuǎn)彎點(diǎn)后，就自動(dòng)進(jìn)入著陸狀態(tài)。接通自動(dòng)著陸信號(hào)控制流程如圖2所示，導(dǎo)航計(jì)算機(jī)向無(wú)線電近距導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)出“接通著陸”指令，接通航向、下滑通道，由無(wú)線電近距導(dǎo)航系統(tǒng)先后生成一次性指令K、r，并向自動(dòng)控制系統(tǒng)輸出，使其工作在自動(dòng)著陸狀態(tài)，同時(shí)送往航道羅盤，使K、r故障旗收起。然后無(wú)線電近距導(dǎo)航系統(tǒng)向自動(dòng)控制系統(tǒng)、航道羅盤提供±EK、±Er信號(hào)，由自動(dòng)控制系統(tǒng)根據(jù)偏轉(zhuǎn)信號(hào)控制飛機(jī)下滑軌跡。

2.2“自動(dòng)著陸”接通工作狀態(tài)

當(dāng)飛機(jī)在自動(dòng)返場(chǎng)狀態(tài)下飛過(guò)第二轉(zhuǎn)彎點(diǎn)后，在接通“自動(dòng)著陸”工作狀態(tài)條件均已具備的前提下，由計(jì)算機(jī)控制無(wú)線電近距導(dǎo)航進(jìn)行“導(dǎo)航/著陸"32作狀態(tài)轉(zhuǎn)換，并由無(wú)線電近距導(dǎo)航系統(tǒng)依據(jù)接收的機(jī)場(chǎng)著陸信標(biāo)臺(tái)信號(hào)，先后提供一次性K、r信號(hào)，控制自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)入自動(dòng)著陸工作狀態(tài)。隨即，無(wú)線電近距導(dǎo)航系統(tǒng)輸出±EK航向偏差信號(hào)、±Er下滑道偏差信號(hào)，由自動(dòng)控制系統(tǒng)控制飛機(jī)進(jìn)行自動(dòng)著陸工作?！白詣?dòng)著陸”工作狀態(tài)接通后，著陸控制信號(hào)的傳輸和產(chǎn)生如圖3所示。

其中，一次性指令K、r和±EK、±Er偏差信號(hào)等著陸控制信號(hào)的產(chǎn)生過(guò)程分為三個(gè)階段：

1）在階段1中，機(jī)場(chǎng)著陸信標(biāo)天線按一定的區(qū)域、角度發(fā)射著陸控制信號(hào)，由飛機(jī)接收處理，最終形成著陸控制信號(hào)控制飛機(jī)著陸。

2）在階段2中，機(jī)場(chǎng)著陸信標(biāo)信號(hào)經(jīng)天線饋線系統(tǒng)接收，再送往無(wú)線電近距導(dǎo)航系統(tǒng)。機(jī)場(chǎng)著陸信標(biāo)信號(hào)經(jīng)Ⅲ波段前天線接收，經(jīng)波道隔離組件進(jìn)行接收、發(fā)射通道轉(zhuǎn)換后，送往無(wú)線電近距導(dǎo)航系統(tǒng)。該信號(hào)在此階段傳遞過(guò)程中未被處理，其通道的衰減大小直接決定該信號(hào)的作用效果。

3）在階段3中，天線饋線系統(tǒng)傳輸?shù)闹懶盘?hào)由射頻通道送往飛機(jī)距離詢問(wèn)機(jī)，再由其“三通”經(jīng)“4φ1 2φ5”射頻連接電纜傳輸給方位距離接收機(jī)處理后，向航道羅盤和自動(dòng)控制系統(tǒng)輸出著陸控制信號(hào)。在此階段，僅有方位距離接收機(jī)進(jìn)行信號(hào)處理。

3故障分析與排除

根據(jù)飛行員反饋的故障情況，首先通過(guò)視頻回放設(shè)備察看了最后飛行階段攝錄的座艙顯示畫面。根據(jù)自動(dòng)著陸系統(tǒng)工作過(guò)程可知，直觀上看，由自動(dòng)返航成功轉(zhuǎn)換為自動(dòng)著陸模式的標(biāo)志是儀表上的K和r信號(hào)旗應(yīng)先落下，當(dāng)收到“r準(zhǔn)備好”和“K準(zhǔn)備好”信號(hào)時(shí)儀表上的K和r1信號(hào)旗再收起?；胤女嬅骘@示返航階段沒(méi)有出現(xiàn)K和r信號(hào)旗落下再收起的過(guò)程，說(shuō)明飛機(jī)確實(shí)未轉(zhuǎn)入自動(dòng)著陸狀態(tài)。查看飛參記錄，“自動(dòng)控制系統(tǒng)良好信號(hào)（CAY良好）”和“接通自動(dòng)操縱信號(hào)（AY）”均正常，且未打印故障代碼，說(shuō)明飛行過(guò)程中自動(dòng)控制系統(tǒng)工作正常。

由于在地面無(wú)法真實(shí)模擬飛機(jī)自動(dòng)著陸狀態(tài)的全過(guò)程，首先安排相關(guān)專業(yè)人員通過(guò)系統(tǒng)自檢和專業(yè)檢測(cè)設(shè)備對(duì)各相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行性能檢測(cè)，以便發(fā)現(xiàn)故障產(chǎn)品。檢測(cè)結(jié)果為：

1）通過(guò)導(dǎo)航/著陸設(shè)備模擬器檢查飛機(jī)近距導(dǎo)航系統(tǒng)，導(dǎo)航、著陸等各種工作狀態(tài)性能指標(biāo)均正常，航向EK、下滑Er、方位角KYP、距離Ⅱ等各種信號(hào)指示偏轉(zhuǎn)正常，K和r信號(hào)旗落下和收上檢查均正常。

3）對(duì)天饋系統(tǒng)、導(dǎo)航計(jì)算機(jī)等相關(guān)無(wú)線電綜合導(dǎo)航系統(tǒng)和飛控專業(yè)自動(dòng)控制、電傳操縱、航行駕駛系統(tǒng)進(jìn)行檢查，均未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。

由于地面檢查自動(dòng)著陸各相關(guān)系統(tǒng)性能均正常，因此懷疑是交聯(lián)控制方面故障?？紤]到自動(dòng)著陸狀態(tài)的接通由導(dǎo)航計(jì)算機(jī)根據(jù)各飛行參數(shù)條件判斷，并發(fā)出一次性指令，因此不排除導(dǎo)航計(jì)算機(jī)故障而導(dǎo)致故障現(xiàn)象的情況。由于正好有其他科目需要試飛，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)串裝導(dǎo)航計(jì)算機(jī)后飛行，故障依舊。因此，排除了導(dǎo)航計(jì)算機(jī)故障。

根據(jù)飛機(jī)自動(dòng)著陸相關(guān)交聯(lián)控制關(guān)系（見圖4），對(duì)數(shù)據(jù)交換部件、信息交換部件、轉(zhuǎn)換部件、輸入輸出接口等部件返內(nèi)場(chǎng)檢測(cè)，均未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。隨后對(duì)相關(guān)機(jī)上線路進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量過(guò)程中發(fā)現(xiàn)導(dǎo)航計(jì)算機(jī)3Ⅲ4：23號(hào)線到導(dǎo)航臺(tái)架上x8B：50線路導(dǎo)通異常。進(jìn)一步檢測(cè)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)航臺(tái)架上2x6：21號(hào)到臺(tái)架內(nèi)部x8B：50導(dǎo)通電阻值變化不定，最低時(shí)顯示5（）左右，而正常飛機(jī)測(cè)量阻值應(yīng)該在1Q以內(nèi)。打開臺(tái)架2x6插頭，發(fā)現(xiàn)21號(hào)導(dǎo)線已接近脫開狀態(tài)，只有一根線芯搭在接線柱上。重新焊接導(dǎo)線后進(jìn)行試飛，故障現(xiàn)象消失。

4排故經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

自動(dòng)著陸相關(guān)故障由于故障率高、危險(xiǎn)性大，且系統(tǒng)信號(hào)交聯(lián)復(fù)雜，故障現(xiàn)象在地面難以復(fù)現(xiàn)，故障排除往往需要多個(gè)架次的試飛驗(yàn)證，一直是該型飛機(jī)飛行保障的難點(diǎn)，因此科學(xué)合理地組織開展排故工作尤為重要。

1）全面掌握空中故障現(xiàn)象

排故人員需全面了解飛行員所描述的空中故障現(xiàn)象，掌握飛機(jī)技術(shù)狀態(tài)，同時(shí)，為避免信息傳遞時(shí)的理解誤差，應(yīng)充分利用技術(shù)手段科學(xué)分析故障現(xiàn)象，便于確定排除方向。該故障分析過(guò)程中利用視頻回放和飛參記錄系統(tǒng)記載的K、r1信號(hào)旗正常、cAy良好、Ay信號(hào)正常等飛行信息，第一時(shí)間確定了故障現(xiàn)象為自動(dòng)著陸未接通而不是自動(dòng)著陸狀態(tài)工作不正常，避免了將排故重點(diǎn)引入近距導(dǎo)航系統(tǒng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)這一誤區(qū)，為后續(xù)排故起到了事半功倍的作用。

2）合理開展地面試驗(yàn)驗(yàn)證

在掌握故障現(xiàn)象之后，盡可能全面地開展相關(guān)地面試驗(yàn)驗(yàn)證工作，通過(guò)系統(tǒng)自檢和設(shè)備檢查的方法，檢測(cè)相關(guān)機(jī)載系統(tǒng)產(chǎn)品的性能，部分故障可以在地面試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)，另一方面也可以通過(guò)地面試驗(yàn)工作縮小排故范圍。

3）全面把握系統(tǒng)工作原理

自動(dòng)著陸狀態(tài)工作涉及多個(gè)系統(tǒng)、多個(gè)專業(yè)幾十件產(chǎn)品，信號(hào)交聯(lián)控制關(guān)系復(fù)雜，了解掌握其工作原理和狀態(tài)是分析排除故障的基礎(chǔ)。以此次排故為例，如果不清楚進(jìn)入自動(dòng)著陸狀態(tài)時(shí)K、r信號(hào)旗需有“落下”再“收上”的過(guò)程，則很難弄清故障本質(zhì);另外，線路測(cè)量過(guò)程中5Ω左右阻值很容易被忽略，雖然5Ω阻值不會(huì)導(dǎo)致此故障的發(fā)生，但飛機(jī)在空中飛行振動(dòng)環(huán)境中可能會(huì)導(dǎo)致搭在接線柱上的導(dǎo)線處于斷開狀態(tài)，從而使“接通著陸”指令無(wú)法發(fā)出，最終造成自動(dòng)著陸狀態(tài)無(wú)法接通。