飞机电气系统故障诊断方法

飞机电气系统故障诊断方法

包继圣，高阳

陕西飞机工业有限责任公司 陕西汉中 723000

摘要：飞机的电气系统是飞机的供电系统和各种用电设备的总称，如果飞机电气系统发生故障，直接影响飞机的正常飞行。情节严重时，可能导致严重的飞行事故。因此文章就对飞机电气系统中的常见故障进行了分析，并进一步探讨和总结了相关故障诊断方法，以供参考。

关键词：飞机；电气系统；故障诊断

1飞机电气系统的构成部分

1.1电源系统

飞机电源系统是飞机电气系统的重要组成部分，在中型运输机中由四台涡桨发动机驱动直流发电机与交流发电机为其飞机电子系统的正常运作提供所需电力，同时起到协调、引导、控制电能转换的作用。飞机电源系统是由多个不同功能的电源协同组配而成，布局较为复杂，飞机飞行时由每台发动机上的两台直流发电机与一台交流发电机共同作用发电，四台发动机上的供电通道作为电能传输的主要部分，同时在机身加设控制电能传输设备以及互感器、电源开关等相关设备共同组成中型运输机电源系统。

1.2配电系统

配电系统在飞机电气系统中，承担着管理、控制电能等作用，是保证飞机上电力安全使用的系统。配电系统由电缆线、配电柜、导电设备、相关配件设备等组成，由各种较为零散的配件设备共同为飞机用电部分安全传输电能，控制并维护各种设备用电时的安全。由于飞机配电系统是控制电力使用情况的电气系统，在飞机飞行及起飞着陆过程中可能遇到各种突发状况，为了保证飞机的飞行安全，所以要针对可能出现的各种情况实施不同的应对措施。需根据可能出现的情况进行电气总线监管设置，必要时进行人工监管，其他部分由飞机电气控制系统自动应对。

1.3用电设备

用电设备包括飞机飞行操纵、发动机控制、航空电子、电动机械、生命保障、武器操纵、照明与信号、防冰加温和空勤组生活服务等系统飞机上各种使用电能的设备及装置，包括各种电子仪表、设备、记录器等。不同的设备使用的电压类型与功率也不同，用电设备是电气系统的使用终端设备，只有保证用电设备的各自电气要求时，设备方可正常工作

2电气系统主要故障源分析

由于飞机电气系统在运行过程既有飞机之外的因素，包括外来不明飞行物、大气压力与温度以及恶劣天气等，也有飞机自身的原因，包括负荷性能、产品质量、电网电压以及安装环境等。电气系统故障类型、原因和特点概括如下。

（1）电缆机械损伤以及绝缘老化。机械损伤：工人在施工过程中拉力过大或者拐弯半径过小或者在敷设过程中损坏电缆绝缘层等。还有，电缆与结构或者设备间距过小，飞机在运行过程中，由于电缆与结构或者设备摩擦引起电缆损坏，以及飞机某些部位运动过大，如机翼部分，引起拉力过大而拉伤电缆。绝缘老化：电缆运行一段时间后，其绝缘性能逐渐劣化，并长期受热辐射、过负荷工作，周围有与绝缘材料起不良化学反应等都会导致电缆过早老化。

（2）用电设备故障。包括发动机控制电气系统故障、燃油控制电气系统故障、环境控制电气系统故障以及告警系统故障等。主要原因为电气设备针孔定义错误，设备内部线路故障，供电的电压电流由于传输过程中的损耗等原因导致与用电设备不匹配，造成无法工作，其他用电设备对其用电设备供电电缆的干扰，如电磁干扰等问题，造成不能正常工作等问题。

3飞机电气故障诊断方法

3.1感官诊断法

一般情况下，飞机的电气系统出现故障时，会出现一些比较明显的情况，比如发热、冒烟、导线磨损等，对于这些故障的诊断，一般只需通过人体的视觉、嗅觉等方式就能够准确找出飞机所出现故障的具体部位。

3.2借助于实验设备测量法

方法有电压表、电流表、电线导通绝缘等。当电气系统进行机上功能检查试验时，发现系统不能正常工作时，可能是电缆故障和用电设备故障。判断电缆故障时，可使用绝缘电阻测试仪，分析电缆线芯与屏蔽层或者线芯与地之间的绝缘电阻值变化，判断电缆是否短路或者断路现象发生。判断用电设备故障时可以借助一些设备仪器，根据用电设备的性能判断设备故障原因。

3.3基于小波变换的故障诊断法。

(1)小波变换具有很多特点，小波变换是时间尺度分析和时间-频率分析，它具有多分辨率的特点，且在时频领域具有表征信号局部特征的能力，被誉为分析信号的显微镜。由于良好的视频局部化特征，小波分析呈现动态信号的特征，在动态信号的分析上显示出明显的优势，从而适于电机设备在线故障诊断。

(2)基于小波变换的飞机电气系统故障的诊断。以上描述了小波变化的特点以及出现的各种问题。他也威胁着飞机在电力运输过程中的正常运行。干扰着各个部分的正常使用。它是由各个部分组成的，诊断各个故障影响的飞机电力运输从而导致无法正常运行的各个问题。很好地利用各个组成部分，诊断出精准的故障问题。

3.4基于知识的方法进行故障诊断

（1）基于神经网络的方法

对于神经网络的方法，有比较强的学习能力以及泛化能力还有一定的适应能力，能够比较有效地改善神经网络结构，提高故障诊断的精度和速度，同时还可以拥有降低网络陷入局部极小值的可能性，从而在应用故障诊断专家系统判读故障时能够更加的准确、有效。将BP神经网络算法用于多电飞机整个电气系统的故障诊断，并取得良好的结果。

（2）基于模糊逻辑的方法

在处理基于模糊逻辑的问题上，所有的逻辑问题，能够处理更多的问题。所以一个好的逻辑方法是处理问题的关键。

（3）基于知识与信号处理的故障诊断法的综合运用

第一，基于小波网络的方法。小波网络与精神网络运用到无线网络上。它包含着很大的特点。优点是精准确定，应用性强，而且有很好的识别能力，虽然在构造上仍然需要进一步的研究。

第二，小波变换与基于模糊理论智能诊断的综合运用。对飞机电力运输的系统故障问题，提出了对小波变换与基于模糊理论智能诊断的综合运用。理论上来讲，这两个实际应用提供了进步的作用。即使对飞机运输的逻辑与案例模糊不清。进行了深度的研究，终于得出了我们想要的结果。找出了问题的根源。从而小波变换与基于模糊理论智能诊断的综合运用。起着很重要的引导作用和更好的效果。

3.5基于故障树的飞机电气故障方法分析

故障树分析方法采用自上而下的方法来寻找导致此事件发生的直接原因和间接原因，它从一个可能会发生的事故开始，最终追溯到基本原因事件，并把这些事件的因果关系用逻辑关系图表示出来。故障树是一种特殊逻辑因果关系图，形似倒立树状结构，它用逻辑门、事件和转移等基本符号描述系统中各事件之间存在的因果关系。分析故障树能快速有效地找到此事件发生的基本原因，提高飞机电气系统故障诊断效率。首先，根据故障树逻辑结构图对事件的因果关系能清晰、简洁、全面地表达出来。它从系统开始，通过逻辑符号绘制出的逐渐展开成树状的分支图来分析故障事件发生的概率，使有关人员能全面了解此事件发生的要点和措施。其次，故障树既可以对系统故障做定性分析，又可以做定量的分析，通过定性分析，可以确定各基本事件对顶事件影响的大小，以及对各基本事情所采取安全措施的先后顺序。通过定量分析，能确定各基本事件的概率，进而计算出顶事件发生的概率，有助于事件进行量化处理。不过对于复杂事件，构造故障树的步骤较多，计算也很复杂，编制的故障树体系庞大，给问题的定性和定量分析带来困难。

结语

随着飞机的不断发展和集成开发的不断深化，飞机电气系统将更加智能，功能将更加丰富，而故障的模式也必将呈现多样化。为了提高飞机电气系统运行稳定性，应基于其特点，选择合适的故障诊断方式来确定其运行状态，并针对此来采取相应的措施进行优化，从而提高飞机运行安全性。

参考文献

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[2]秦逸.通用航空飞机机载电子设备故障检测方法探讨[J].中国设备工程,2018,No.408,111-112.

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