飞机大气数据分系统加温故障分析

飞机大气数据分系统加温故障分析

  王凯

中航西安飞机工业集团股份有限公司  

陕西省西安市 710089

【摘  要】飞机在外场试验时发现，自动模式下大气加温失效。针对此种现象，本文对大气系统进行了详细的研究，并对故障排查过程进行了分析与总结。

【关键词】飞机  大气系统  自动  手动  故障

1.系统简介：

1.1 系统组成：

  大气数据分系统由大气数据计算机、全压受感、静压受感、大气温度传感器、攻角检测器、侧滑角检测器、大气加温分系统七个基本部分组成，根据载机配置状态可相应增加备份系统。

1.2 系统功能：

1.2.1静压受感器：静压指飞机静止或匀速运动时表面承受的压力，静压受感器可检测载机当前所在高度的静压数值。

1.2.2全压受感器：全压指空气作用到相对运动的物体表面单位面积的总压力，它是动压与静压之和，全压受感器可检测载机当前所在高度的全压数值。

1.2.3大气温度传感器：大气温度传感器可检测载机当前所处高度的空气温度。

1.2.4攻角传感器：攻角表示载机升力矢量与载机纵轴的夹角，攻角传感器可检测载机当前的攻角。

1.2.5侧滑角传感器：侧滑角表示载机飞行速度矢量与其纵向对称面之间的夹角，侧滑角传感器可检测载机当前的侧滑角。

1.2.6大气加温分系统：为各个传感器下达加温控制及加温状态监控的功能。

1.2.7大气数据计算机：采集各个传感器输出信号，经过解算及修正，输出飞机当前指示空速、真空速、升降速率、攻角、侧滑角等数据，为飞行员提供当前高度信息、输出告警信号，为载机其他分系统提供必要的解算数据。

1.3大气数据分系统加温功能：

飞机大气加温分系统由加温监控盒与加温控制盒组成，加温模式分为自动加温模式和手动加温模式。

自动加温模式下，由大气数据计算机（飞机大气数据计算机共三台，加温功能一致）根据当前空速及起落架状态进行判断，当状态满足触发条件时，大气数据计算机下发加温控制指令至加温监控盒与加温控制盒，并由加温监控盒与加温控制盒向各个传感器下发加温指令。手动加温模式下，打开机上“强制加温”开关后，控制指令直接由“强制加温”开关传输至加温监控盒及加温控制盒，由加温监控盒及加温控制盒控制各个传感器进行加温动作。

加温监控盒不仅具备下发加温控制指令的作用，它还可以实时采集各个传感器的加温状态，反馈至大气数据计算机中，由大气机；加温控制盒为加温备份系统，工作方式为热备份，其设计作用为当加温监控盒失效时，替代加温监控盒接收大气数据计算机下发的加温控制指令，并控制各个传感器进行加温动作，但其并不监控传感器实际加温状态。

2.故障分析：

2.1故障现象：

飞机在飞行过程中飞行员发现，大气数据分系统自动加温模式下告警系统提示“大气加温失效”。

2.2故障现象分析：

自动加温模式下告警系统提示“大气加温失效”存在以下可能：

1.3台大气数据计算机同时故障，告警系统未接收到大气数据计算机上报“加温正常”信息，判断大气加温功能失效；

2.加温监控盒故障、加温控制盒正常：大气数据计算机已正确将加温控制信号下发，但加温监控盒故障，不能正确下发加温控制指令也不能正确采集各个传感器的加温状态并上报至大气数据计算机；

3.加温监控盒故障、加温控制盒故障：加温监控盒与加温控制盒同时故障，各个传感器未收到大气数据计算机下发的加温控制指令。

4.各个传感器同时故障：各个传感器同时故障，大气机接收到加温监控盒采集到的传感器加温状态，对比加温指令，正常上报结果。

5.线路故障：加温控制指令传输中断或加温状态采集信息传输中断。

2.3建立故障树：

3.故障排查：

建立故障树如图2：

图2  故障树

3.1飞机降落后，通过地面模拟空速及起落架状态，对自动加温功能进行检查，发现告警区提示“大气加温失效”，观察各传感器加温状态，发现各个传感器正常执行加温动作，排除底事件X4。

3.2对自动加温功能进行检查，发现此时告警区仍提示“大气加温失效”，但各个传感器加温状态正常，若3台大气机同时故障，则自动加温模式下，各个传感器不可能进行加温动作，且若故障原因为3台大气同时故障，则告警区告警信息应为“1、2、3号大气机失效”，此时不光加温功能失效，机上大气高度、指示空速界面均应为故障状态，故排除底事件X1。

3.3各个传感器可正常实现加温功能，反映加温控制信号可正常下发至各个传感器，故加温监控盒和加温控制盒不可能同时故障，排除底事件X3

3.4将加温模式切换为手动加温，发现告警区仍提示“大气加温失效”，观察各个传感器状态，发现各个传感器正常执行加温动作。此时故障原因集中在“加温监控盒未正常采集各个传感器加温状态或加温监控盒未将各个传感器加温状态正常反馈至大气数据计算机，即可能为加温监控盒故障或加温监控盒下发加温控制指令段线路故障或加温监控盒与大气数据计算机间上报加温状态信息段线路故障”，更换机上加温监控盒设备后，重新进行自动加温，发现故障现象依旧，故排除底事件X2。

3.5 将加温控制线路如下图3进行划分：

图3  加温控制线路划分

由故障现象及上述3.1-3.4分析可得出，图中绿色部分线束性能正常，红色部分线束C1、C2、C3可能存在故障，将加温控制盒断路器断开，进行手动加温，发现各传感器加温动作正常，故C1、C2段线束工作正常，C3段线束可能存在故障，对C3段线束左侧接线端电连接器进行分解检查，发现此时C3段线束已从电连接器中脱出。

对故障线束进行重新收头，恢复机上状态后重新进行自动加温功能检查，此时告警区未出现相应告警，各个传感器加温功能正常；切换手动加温模式进行加温功能检查，此时告警区未出现相应告警，各个传感器加温功能正常，故障排除。故障原因定位为底事件X5线路故障，具体原因为C3段线束从电连接其中脱出。

参考文献

[1]  马银才，张兴媛. 航空机载电子设备2012年7月第一版.清华大学出版社.2012年7月1日.

1