楊向東

（民航西南空管局云南分局，云南 昆明 650206）

1 測(cè)試詢問器X/Y 波道開關(guān)接觸不良，導(dǎo)致系統(tǒng)延時(shí)、脈沖間隔、應(yīng)答效率三參數(shù)告警

1.1 故障現(xiàn)象

2015年至2016年6月期間，昆明西山導(dǎo)航臺(tái)DME 2#機(jī)監(jiān)視器偶發(fā)系統(tǒng)延時(shí)、脈沖間隔、應(yīng)答效率三參數(shù)告警，或者只出現(xiàn)應(yīng)答效率低告警，告警時(shí)間無規(guī)律且間隔時(shí)間較長的問題，重啟后又可以正常工作一段時(shí)間，而1#機(jī)監(jiān)視器各參數(shù)正常，顯示正常。

1.2 故障處理

交換1#、2#機(jī)監(jiān)視器后觀察了相當(dāng)長時(shí)間發(fā)現(xiàn)故障沒有轉(zhuǎn)移，說明故障不在監(jiān)視器，隨后交換1#、2#機(jī)測(cè)試詢問器繼續(xù)觀察很長一段時(shí)間，發(fā)現(xiàn)故障轉(zhuǎn)移，說明故障發(fā)生在2#測(cè)試詢問器。為了盡快判斷故障部位，修復(fù)故障的測(cè)試詢問器組件，我們采取替換法，交換1#、2#機(jī)測(cè)試詢問器主板進(jìn)行判斷，觀察了一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)故障轉(zhuǎn)移，說明2#測(cè)試詢問器主板內(nèi)存在故障。接延伸板外掛故障的測(cè)試詢問器后設(shè)備又工作正常，2#監(jiān)視器各參數(shù)正常，指示燈顯示正常，用示波器檢查外掛的2#測(cè)試詢問器主板相關(guān)測(cè)試端口，顯示參數(shù)均正常，這樣外掛2#測(cè)試詢問器組件很長時(shí)間工作均正常，隨后將2#測(cè)試詢問器恢復(fù)至機(jī)柜內(nèi)工作，一段時(shí)間后故障再現(xiàn)。

該故障是隨機(jī)性發(fā)生的，且外掛故障的2#測(cè)試詢問器組件又工作正常，因此懷疑是元器件熱穩(wěn)定性不良導(dǎo)致故障隨機(jī)發(fā)生。采用靜態(tài)阻抗測(cè)試法，根據(jù)設(shè)備原理和圖紙結(jié)合告警現(xiàn)象分析，在檢查X/Y 波道開關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)X波道電阻值在30~500 Ω 之間變化，反復(fù)撥動(dòng)該開關(guān)測(cè)量，X 波道阻值不能穩(wěn)定在0 Ω，始終在幾歐姆至幾百歐姆間變動(dòng)，Y 波道則正常為穩(wěn)定的0 Ω。正常情況下X/Y波道開關(guān)僅為通斷作用，接通時(shí)使用萬用表測(cè)量電阻值應(yīng)為0 Ω，由此找到了故障偶發(fā)的源頭。焊下X/Y 波道開關(guān)翻轉(zhuǎn)使用，圓滿解決了該故障，使用至今未再出現(xiàn)該告警現(xiàn)象。

2 測(cè)試詢問器主板集成電路熱穩(wěn)定性差引發(fā)故障

2.1 故障現(xiàn)象

2017年5月開始，昆明西山導(dǎo)航臺(tái)DME 2#機(jī)監(jiān)視器偶發(fā)系統(tǒng)延時(shí)、脈沖間隔、應(yīng)答效率三參數(shù)告警故障，重啟后又可以正常工作一段時(shí)間，故障時(shí)間不定，1#機(jī)監(jiān)視器各參數(shù)顯示正常。

2.2 故障處理

從故障現(xiàn)象看該故障與故障1 相同，結(jié)合故障1 的排查經(jīng)驗(yàn)，首先對(duì)X/Y 波道開關(guān)進(jìn)行檢查確認(rèn)，X/Y 波道開關(guān)正常。使用替換法，交換1#、2#機(jī)測(cè)試詢問器主板進(jìn)行觀察，確定2#機(jī)測(cè)試詢問器主板存在故障，接延伸板外掛2#機(jī)測(cè)試詢問器很長時(shí)間設(shè)備又工作正常，后將2#測(cè)試詢問器恢復(fù)至機(jī)柜內(nèi)工作，一段時(shí)間后故障再現(xiàn)，經(jīng)過多次反復(fù)試驗(yàn)，推斷該主板外掛散熱效果較好因此無故障現(xiàn)象發(fā)生，初步判斷該主板有元器件在機(jī)柜內(nèi)因散熱效果差，造成熱穩(wěn)定性不良進(jìn)而導(dǎo)致故障發(fā)生。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)用示波器測(cè)量2#機(jī)測(cè)試詢問器面板測(cè)試孔INTERROGATIONS TIMING 有一對(duì)方波信號(hào)，波形抖動(dòng)幅度超限，同時(shí)測(cè)量REPLY TIMING 測(cè)試孔，發(fā)現(xiàn)無方波信號(hào)，使用延伸板外掛2#機(jī)測(cè)試詢問器，將示波器接到主板XT11 測(cè)試孔觀察，顯示有一對(duì)1 MHz 方波信號(hào)，隨后用熱風(fēng)機(jī)對(duì)主板各個(gè)部位分別加溫，適當(dāng)提高主板各部位的溫度，隨即故障再現(xiàn)，為進(jìn)一步縮小范圍，在熱風(fēng)機(jī)前端加裝一個(gè)較小的導(dǎo)風(fēng)管，并對(duì)該脈沖相關(guān)的元器件逐一進(jìn)行加溫，當(dāng)熱風(fēng)機(jī)吹到集成塊D39 時(shí)，示波器顯示的方波信號(hào)緩慢消失，隨即2#監(jiān)視器的系統(tǒng)延時(shí)、脈沖間隔、應(yīng)答效率三個(gè)綠燈滅，主告警紅燈亮，故障出現(xiàn)，立即將熱風(fēng)機(jī)開關(guān)轉(zhuǎn)換為冷風(fēng)直吹集成塊D39，示波器測(cè)量的方波信號(hào)又緩慢出現(xiàn)，隨即2#監(jiān)視器的系統(tǒng)延時(shí)、脈沖間隔、應(yīng)答效率三個(gè)綠燈亮，主告警紅燈滅，故障消失。經(jīng)過反復(fù)多次試驗(yàn)最終判定為集成塊D39 熱穩(wěn)定性變差導(dǎo)致設(shè)備故障，經(jīng)更換該集成塊后徹底排除故障，至今設(shè)備工作正常。

3 發(fā)射機(jī)100 W 放大器脈沖波形告警

3.1 故障現(xiàn)象

2018年12月，昆明盤龍導(dǎo)航臺(tái)DME 2#機(jī)CTU 面板顯示脈沖波形告警，自動(dòng)切換到1#機(jī)工作。

3.2 故障處理

現(xiàn)場(chǎng)維修時(shí)人工開啟2#機(jī)，工作正常，詢問值班人員得知該故障現(xiàn)象已經(jīng)存在很長時(shí)間，在人工開啟2#機(jī)時(shí)偶爾會(huì)出現(xiàn)，需重啟幾次才能正常工作，這次是第一次發(fā)現(xiàn)在2#機(jī)工作期間發(fā)生告警，并自動(dòng)切換至1#機(jī)工作。

經(jīng)過詳細(xì)分析和觀察2#機(jī)的工作狀態(tài)，初步判斷為100 W 放大器脈沖波形調(diào)整電路存在軟故障，根據(jù)圖紙分析推斷某參數(shù)處于告警門限值邊緣，當(dāng)該信號(hào)稍有變化即超出告警門限導(dǎo)致告警。調(diào)取監(jiān)視電腦數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)告警時(shí)脈沖寬度由3.5 us 變成4.2 us，脈沖上升沿由2.2 us 變成2.7 us，脈沖下降沿由2.2 us 變成2.9 us，發(fā)射機(jī)功率不變?nèi)詾?.21 kW，由此判定告警原因是雙脈沖波形失真造成設(shè)備告警并自動(dòng)換機(jī)工作。

立即對(duì)100 W 發(fā)射機(jī)的脈沖波形進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，總體感覺這次波形調(diào)整很困難，很難調(diào)整到正常指標(biāo)，和正常時(shí)候的調(diào)整不一樣。經(jīng)過反復(fù)調(diào)整R3、R5、R7、R9、R11、R13 等多個(gè)波形變換電位器使脈沖波形基本達(dá)到技術(shù)指標(biāo)要求后，2#機(jī)恢復(fù)正常工作，但2個(gè)小時(shí)后再次發(fā)生告警并自動(dòng)換機(jī)，CTU 同樣顯示脈沖波形告警。用示波器檢查100 W 發(fā)射機(jī)面板測(cè)試孔MODULATION，發(fā)現(xiàn)方波脈沖對(duì)波形不正確，該脈沖寬度為11.5 us，幅度為20 V（正常值應(yīng)為：脈沖寬度10.5 us，幅度11 V 左右）。由此推斷為前級(jí)信號(hào)失真所致，隨后立即調(diào)整100 W 發(fā)射機(jī)主板R85 將脈沖幅度由20 V 降到11 V，然后調(diào)整R36 改變脈沖寬度到10.5 us 后，再仔細(xì)調(diào)整R3、R5、R7、R9、R11、R13 多個(gè)波形變換電位器，這次的調(diào)整感覺很方便，不像之前調(diào)整很困難。經(jīng)過仔細(xì)調(diào)整使脈沖間隔為3.5 us，脈沖上升沿為2.2 us，脈沖下降沿為2.2 us，發(fā)射機(jī)峰值功率為1.21 kW，調(diào)整后再次切換至2#機(jī)，工作正常。然而一段時(shí)間后2#機(jī)再次出現(xiàn)同樣告警，再次檢查發(fā)現(xiàn)方波脈沖幅度由11 V 左右變?yōu)榻咏?0 V，由此推斷100 W 發(fā)射機(jī)主板R85 存在阻值不穩(wěn)定情況，在更換同型號(hào)R85 可變電阻后，2#機(jī)正常工作至今。

4 飛行效驗(yàn)期間機(jī)組發(fā)現(xiàn)DME 1#機(jī)45 海里外無應(yīng)答

4.1 故障現(xiàn)象

2012年底昆明晉寧導(dǎo)航臺(tái)進(jìn)行飛行效驗(yàn)，機(jī)組通報(bào)DME 1#機(jī)40 海里左右測(cè)距誤差突然增大，45 海里以后收不到應(yīng)答信號(hào)，無法提供使用。2#機(jī)應(yīng)答信號(hào)正常，校飛推遲，等待設(shè)備修復(fù)后再進(jìn)行校飛工作。

4.2 故障處理

校飛期間，地面DVOR/DME 臺(tái)的DME 雙機(jī)均工作正常，無任何異常情況，各項(xiàng)參數(shù)也在廠家的要求之內(nèi)。用示波器測(cè)量1#機(jī)前面板各關(guān)鍵點(diǎn)波形，除接收機(jī)視頻組件對(duì)數(shù)視頻信號(hào)相比2#機(jī)過小外，其他均正常。因2#機(jī)工作正常，1#機(jī)故障，說明故障點(diǎn)不在公共部位，用示波器反復(fù)測(cè)量對(duì)比，最終確認(rèn)是1#機(jī)接收信號(hào)較弱，造成接收機(jī)視頻組件的對(duì)數(shù)視頻信號(hào)較弱且不穩(wěn)定，應(yīng)答器不應(yīng)答所致。現(xiàn)場(chǎng)向技術(shù)人員了解到設(shè)備投產(chǎn)校驗(yàn)時(shí)，也曾發(fā)生過30 海里外，飛機(jī)收不到應(yīng)答信號(hào)的情況。

根據(jù)上面的情況并結(jié)合DME 的工作原理來分析，基本可以判定該故障是由于接收機(jī)視頻組件的對(duì)數(shù)視頻信號(hào)過小且不穩(wěn)定，造成40 海里以外飛機(jī)詢問信號(hào)到達(dá)地面DME 接收機(jī)的信號(hào)幅度過小，應(yīng)答器無法識(shí)別，導(dǎo)致飛機(jī)收不到地面應(yīng)答信號(hào)，無法完成有效測(cè)距。立即對(duì)1#機(jī)接收通道進(jìn)行全面排查，先后檢查、互換1#和2#機(jī)環(huán)流器、預(yù)選濾波器、接收機(jī)視頻組件。到此步，1#機(jī)接收機(jī)對(duì)數(shù)視頻信號(hào)依舊過小且不穩(wěn)定，2#機(jī)仍然工作正常。調(diào)整思路，既然相關(guān)可插拔組件沒有問題，問題可能出在連接線上，比如連接的同軸電纜。隨即安排1 人仔細(xì)觀察示波器上顯示的對(duì)數(shù)視頻信號(hào)，另外1 人到機(jī)柜后面敲打和接收機(jī)有關(guān)的各連接電纜，當(dāng)敲打到1#機(jī)接收機(jī)輸入的同軸電纜時(shí)，示波器的對(duì)數(shù)視頻信號(hào)幅度突然增大且不穩(wěn)定，信號(hào)幅度隨敲打的步驟急劇變化，到此已經(jīng)基本判定了是該電纜存在接觸不良的情況，經(jīng)過仔細(xì)觀察，接收機(jī)前端同軸電纜喇叭口有裂紋，用手輕輕一掰就斷了，此時(shí)設(shè)備突然告警關(guān)機(jī)并自動(dòng)交換到2#機(jī)工作，告警的1#機(jī)面板所有告警紅燈長亮。經(jīng)過重新焊接斷口后開機(jī)，設(shè)備工作正常，測(cè)量對(duì)數(shù)視頻信號(hào)幅度將近2 V 且很穩(wěn)定，與2#機(jī)基本一致。第二天飛行校驗(yàn)，作用距離達(dá)到要求。

5 系統(tǒng)延時(shí)線軟故障引發(fā)設(shè)備告警關(guān)機(jī)

5.1 故障現(xiàn)象

2013年7月中旬開始，昆明晉寧導(dǎo)航臺(tái)DME 2#機(jī)CTU 面板顯示所有參數(shù)告警，自動(dòng)切換到1#機(jī)工作，復(fù)位后又正常工作較長時(shí)間，后來情況越來越差，直到2015年底，基本無法開啟。

5.2 故障處理

當(dāng)時(shí)偶發(fā)該故障，研究測(cè)試了一段時(shí)間后，基本判斷為接收機(jī)視頻組件內(nèi)部存在軟故障。由于接收機(jī)信號(hào)處理相當(dāng)復(fù)雜，且故障時(shí)有時(shí)無，基本情況是重啟又能正常工作很長時(shí)間，根本沒有機(jī)會(huì)測(cè)量判斷。原計(jì)劃是返廠維修，但在2013年7月第一次發(fā)生故障后的近3年時(shí)間里，又先后聯(lián)系了北京總代和廠家，將該軟故障情況多次反映，最終得到的答復(fù)是無法解決，因此，科室領(lǐng)導(dǎo)決定成立技術(shù)公關(guān)小組立即進(jìn)行自主維修。

2016年初，臺(tái)站人員報(bào)告該機(jī)故障，經(jīng)過多次重啟均告失敗，設(shè)備已經(jīng)退出保障。

現(xiàn)場(chǎng)開啟設(shè)備，在延時(shí)告警的時(shí)間段里多次反復(fù)確認(rèn)了系統(tǒng)延時(shí)只有47 us 左右，隨后所有告警紅燈長亮，設(shè)備關(guān)機(jī)，由此確認(rèn)了故障原因是系統(tǒng)延時(shí)過低導(dǎo)致設(shè)備告警關(guān)機(jī)。再次開啟設(shè)備，在延時(shí)告警的時(shí)間段里迅速手動(dòng)調(diào)整接收機(jī)視頻組件面板上的系統(tǒng)延時(shí)細(xì)調(diào)電位器，將系統(tǒng)延時(shí)參數(shù)調(diào)整到正常的50 us，此時(shí)剛告警的所有紅燈全滅，所有參數(shù)正常指示綠燈全亮，設(shè)備正常工作。但30 min 后所有告警紅燈長亮，設(shè)備告警關(guān)機(jī)。再次重啟設(shè)備，此時(shí)系統(tǒng)延時(shí)參數(shù)顯示52 us，隨后所有告警紅燈長亮，在延時(shí)告警的時(shí)間段里迅速手動(dòng)調(diào)整接收機(jī)視頻組件面板上的系統(tǒng)延時(shí)細(xì)調(diào)電位器，將系統(tǒng)延時(shí)參數(shù)調(diào)整到正常的50 us，此時(shí)告警的所有紅燈全滅，所有參數(shù)正常指示綠燈全亮，設(shè)備又正常工作。

根據(jù)故障現(xiàn)象推斷，由于設(shè)備冷熱機(jī)變化過程造成系統(tǒng)延時(shí)由47~52 us 超上下告警門限導(dǎo)致告警關(guān)機(jī)，屬系統(tǒng)延時(shí)參數(shù)隨接收機(jī)視頻組件的溫度變化而變化所致。由DME 設(shè)備原理進(jìn)一步分析，鎖定故障范圍在中頻放大器模塊內(nèi)，經(jīng)過仔細(xì)研究，最終確定延時(shí)線模塊的可能性極大，經(jīng)更換延時(shí)線模塊后上機(jī)測(cè)試4 h 左右，期間開關(guān)機(jī)數(shù)次，系統(tǒng)延時(shí)參數(shù)始終穩(wěn)定在50 us 左右，設(shè)備并無告警現(xiàn)象。

6 結(jié)束語

以上5個(gè)故障發(fā)生在不同臺(tái)站的同型號(hào)DME 設(shè)備中，均為元器件軟故障，故障排查過程較為困難，相反維修較為簡(jiǎn)單。

第1個(gè)案例在運(yùn)行中極為罕見，從故障現(xiàn)象看涉及2#機(jī)系統(tǒng)延時(shí)、脈沖間隔、應(yīng)答效率三項(xiàng)告警，時(shí)間跨度較長，應(yīng)結(jié)合故障現(xiàn)象和系統(tǒng)原理分析，逐步縮小排查范圍，清晰記錄排查過程，以便后期分析、排查。

第2、3、5 案例均為元器件性能不穩(wěn)定，故障排查異常困難，需要對(duì)系統(tǒng)原理、圖紙和板件信號(hào)走向足夠熟悉，同時(shí)需要對(duì)該型號(hào)同批次設(shè)備的性能、穩(wěn)定性有較為全面、深入的認(rèn)識(shí)，在偶發(fā)故障排查過程中，合理使用外界干預(yù)手段輔助排查、多次驗(yàn)證，以盡量避免故障排查不徹底。

第4個(gè)案例及其罕見，自2012年初設(shè)備安裝完成并通過投產(chǎn)校驗(yàn)以來，DME 雙機(jī)均工作正常，1#機(jī)工作穩(wěn)定，從來沒有過告警故障的情況。若非本次飛行校驗(yàn)，根本不會(huì)知道1#機(jī)存在應(yīng)答范圍小的嚴(yán)重問題?；仡櫾摴收系慕鉀Q過程及對(duì)原理的深刻領(lǐng)會(huì)，從理論上做出簡(jiǎn)要分析。

為什么設(shè)備沒有出現(xiàn)告警情況？為什么設(shè)備反而顯示工作正常？且CTU 面板各參數(shù)均正常，各指示燈也正常？因?yàn)闇y(cè)試詢問器在不間斷的模擬飛機(jī)詢問。測(cè)試詢問器產(chǎn)生的詢問信號(hào)還要經(jīng)過衰減以后才能由定向耦合器送到接收機(jī)，裂紋的喇叭口是信號(hào)接地端，雖然有裂紋但是并沒有斷開，只是存在接觸電阻，這個(gè)接觸電阻還沒有影響到測(cè)試詢問器輸入到接收機(jī)的最低詢問信號(hào)強(qiáng)度，應(yīng)答器也按要求對(duì)測(cè)試詢問器的詢問脈沖信號(hào)給予了相應(yīng)的應(yīng)答，因此，雙監(jiān)視器都認(rèn)為設(shè)備工作正常。但是，由于接觸電阻的存在，已經(jīng)影響到飛機(jī)對(duì)地面應(yīng)答器的詢問，飛機(jī)距離DME 臺(tái)的距離不同，則飛機(jī)發(fā)出的詢問信號(hào)到達(dá)地面接收機(jī)的強(qiáng)度也不同，近距離的詢問信號(hào)強(qiáng)度高，遠(yuǎn)距離的詢問信號(hào)強(qiáng)度低，加之有接觸電阻的存在，極大地衰減了飛機(jī)對(duì)地面應(yīng)答器的詢問信號(hào)強(qiáng)度，從而導(dǎo)致地面應(yīng)答器對(duì)弱信號(hào)的應(yīng)答。

以上是對(duì)該型號(hào)設(shè)備故障的排查、隱患查找及維修的一些體會(huì)，供大家探討，以達(dá)到總結(jié)交流的目的，不當(dāng)之處請(qǐng)給予批評(píng)指正。