B737NG無線電高度表系統(tǒng)故障分析

呂福根 郭俊

【摘 ?要】本文介紹B737NG無線電高度表系統(tǒng)基本組成及工作原理，對無線電高度表系統(tǒng)常見故障進行分析、總結(jié)。編寫故障隔離流程圖，為快速處理故障提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】B737NG;無線電高度表;故障分析;故障隔離;可靠性提升

1 引言

B737NG飛機無線電高度表系統(tǒng)是飛機近地警告系統(tǒng)的重要組成部份，是一種測量從飛機到地面的垂直距離的機載設(shè)備?，F(xiàn)今B737NG飛機配備的無線電高度表是低高度無線電高度表，一般是航空器進近和著陸階段使用，特別是大霧、大雨等能見度比較低時自動著陸時使用。飛機無線電高度表系統(tǒng)故障率較低，但突發(fā)性強，故障牽扯的相關(guān)部件多等特點。當(dāng)出現(xiàn)故障時對航線機務(wù)人員快速判斷故障，確定故障部件較為困難。本文從具體的案例對無線電高度表系統(tǒng)常見故障進行分析、探討，最后總結(jié)編寫故障隔離流程圖。通過相應(yīng)的故障隔離流程圖指引，提升排故準(zhǔn)確性和效率，避免重復(fù)故障出現(xiàn)，導(dǎo)致航班延誤。

2 無線電高度表的基理

B737NG系列飛機無線電高度表系統(tǒng)由兩套獨立的無線電高度表系統(tǒng)，每套無線電高度表系統(tǒng)由1部無線電高度（RA）收發(fā)機、1個發(fā)射天線、1個接收天線與相關(guān)同軸電纜組成。無線電高度表收發(fā)機產(chǎn)生一個發(fā)向地面并反射回飛機的調(diào)頻連續(xù)波無線電頻率信號。信號從收發(fā)機的發(fā)射電路到達(dá)收發(fā)機的接收電路所花費的時間被轉(zhuǎn)換成絕對高度。系統(tǒng)1高度顯示在機長顯示器上，系統(tǒng)2高度顯示在副駕駛顯示器上。

無線電高度表系統(tǒng)（如圖1）可測量-20英尺至2500英尺離地高度，高度數(shù)據(jù)在駕駛艙內(nèi)的顯示組件（DU）上指示并用兩對ARINC429數(shù)據(jù)總線向其它系統(tǒng)提供無線電高度數(shù)據(jù)。一號數(shù)據(jù)線為飛行控制計算機和自動油門計算機提供數(shù)據(jù)。二號數(shù)據(jù)線為氣象雷達(dá)、近地警告系統(tǒng)、交通警報防撞系統(tǒng)（TCAS）、顯示電子組件（DEU）以及飛行數(shù)據(jù)采集組件（FDAU）系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)。

3 無線電高度表故障現(xiàn)象及分析

3.1 故障現(xiàn)象：

無線電高度表空中閃現(xiàn)無線電高度（RA）故障旗、進近時近地警告系統(tǒng)高度報告不完整以及高度表指示讀數(shù)不準(zhǔn)。

3.2 故障原因分析：

飛行操縱計算機（FCC）接收數(shù)據(jù)用于進近時飛行控制以及低高度飛行計算，通常表現(xiàn)為建立儀表著陸時自動駕駛脫開或者飛行指引桿消失等。數(shù)字飛行控制系統(tǒng)（DFCS）自檢有高度表數(shù)據(jù)無效信息。自動油門計算機接收數(shù)據(jù)用于起飛復(fù)飛計算與著落50英尺改平計算。自動油門低高度時脫開，當(dāng)前狀態(tài)有高度表數(shù)據(jù)無效故障代碼。

氣象雷達(dá)用于預(yù)測式風(fēng)切變（PWS）功能顯示的開啟與關(guān)閉。高度表故障在起飛和著陸時會間接造成PWS FAIL故障旗閃現(xiàn)。交通警報防撞系統(tǒng)（TCAS）計算機使用數(shù)據(jù)設(shè)置入侵咨詢的敏感等級。近地警告系統(tǒng)（GPWS）計算機使用數(shù)據(jù)計算后產(chǎn)生相應(yīng)警告邏輯。一般表現(xiàn)為進近時方式6高度報告不全，地面自檢故障歷史有相應(yīng)高度表故障信息。

顯示電子組件（DEU）將高度數(shù)據(jù)顯示在主飛行顯示（PFD）上用于機組觀察，顯示組件（DU）上僅顯示2500英尺以內(nèi)的數(shù)值。機組通常報告無線電高度（RA）故障旗保持或間歇性閃現(xiàn)或無數(shù)據(jù)顯示等，這是最直觀的高度表系統(tǒng)故障現(xiàn)象。飛行數(shù)據(jù)采集組件（FDAU）接收高度表數(shù)據(jù)，通過分析快速存取記錄器（QAR）數(shù)據(jù)可以分析出哪一套高度表存在故障歷史記錄。高度表故障會引起一個可放行的臨近電門電子組件（PSEU）燈亮，自檢有高度表故障信息，參考SSM34-33-11章節(jié)內(nèi)容。

機務(wù)人員可以使用自動測試設(shè)備通過RS-232串口讀取高度表故障記錄和軟件升級信息。

霍尼韋爾（Honeywell）生產(chǎn)的件號為066-50007-0101/066-50007-0111 的高度表廣泛裝備于某航波音737NG機隊，故障頻發(fā)，現(xiàn)以此構(gòu)型為例。無線電高度（RA）高度表集成度較高采用微帶電路設(shè)計，其核心電路由通用微處理器Intel486SX和兩片TI生產(chǎn)的TMS320C31 數(shù)字信號處理器以及相應(yīng)的可編程邏輯器件CPLD和I/O外設(shè)組成。其故障現(xiàn)象大部分為無線電高度（RA）故障旗空中閃現(xiàn)，回到地面自檢無任何故障記錄，查詢高度表返修記錄其元器件的性能漂移受損占很大一部分，如電容、二極管、場效應(yīng)管等，換件清單各不相同。目前沒有好的預(yù)防性建議，希望霍尼韋爾（Honeywell）能有所改進，提高自檢的靈敏度和記錄故障的能力，方便航線排故，減小由于分立元器件老化漂移和損壞帶來的風(fēng)險。

件號為S67-2002-18的無線電高度（RA）天線更換率較高，查看返修記錄絕大部份是清潔、噴漆后測量駐波比在范圍內(nèi)正常，航線多因?qū)Υ瞻l(fā)機后故障未轉(zhuǎn)移或者天線受潮腐蝕及中心鼓包等外形損傷更換。

當(dāng)遇到同軸插頭損壞、屏蔽層斷裂、中心釘彎折等現(xiàn)象時需要參考SWPM 20-51-15章節(jié)更換件號為126-59-9的同軸插頭，必要時還需更換整根同軸電纜。（BMS13-65T0H、7FT 1INCH）

4 無線電高表系統(tǒng)故障隔離流程

4.1 機組觀察到故障：

機組報告無線電高度表空中閃現(xiàn)故障旗，這是由于其中一部無線電高度表系統(tǒng)探測到一個故障并且高度數(shù)據(jù)無效。當(dāng)飛機處于2500英尺以上或者無線電信號回波太弱的情況會出現(xiàn)NCD無計算數(shù)據(jù)，此時無高度顯示也無無線電高度（RA）故障旗。當(dāng)天線、同軸插頭、機體結(jié)合面受潮會出現(xiàn)高度值指示不準(zhǔn)確。

有時機組會報告進近時高度報告不完全，落地后臨近電門電子組件（PSEU）燈亮，自檢有類似32-62005、27-62102 的代碼，這也是無線電高度（RA）故障的一種表現(xiàn)形式。遇到上述兩種情況航線排故一般是先確定故障存在于哪一套系統(tǒng)，接著做無線電高度（RA）系統(tǒng)操作測試，看是否有代碼，如果出現(xiàn)代碼可按對應(yīng)部件排查，如果自檢正常說明是間歇性故障。此時需要左右對調(diào)無線電高度（RA）收發(fā)機來隔離看故障是否會轉(zhuǎn)移，如轉(zhuǎn)移更換高度表，未轉(zhuǎn)移則更換兩部天線檢查同軸插頭。航后排故時可以測量設(shè)備架后的同軸插頭對應(yīng)天線阻抗進一步分析判斷，如果直流阻值不接近0Ω，建議更換相應(yīng)天線并確保同軸插頭接觸良好。

故障隔離手冊隔離程序使用一套TDR時域反射測試設(shè)備，它由階躍信號發(fā)生儀和示波器組成，在被測的傳輸線上輸入一個階躍信號并用示波器觀察反射電壓波形。可以用來測量并判斷故障存在于同軸電纜還是天線，是排查高度表系統(tǒng)故障的有效手段。

有時機組報告進近時剛建立航向道LOC時，自動駕駛脫開，可以參考故障隔離程序做DFCS自檢，根據(jù)代碼和故障記錄可以很快判斷是由于哪個部件造成此航段故障。如果范圍縮小到某一套高度表系統(tǒng)，則可以按自檢、對串、測量天線直流電阻等手段逐一排查。

4.2 自檢出故障代碼及RA天線拆裝注意事項：

在自檢測試設(shè)備上監(jiān)測出代碼，根據(jù)下表故障代碼表1所對應(yīng)的部件排查，確定故障原因。

無線電高度表（RA）天線拆裝注意事項：不能使用金屬鏟刀以免刮傷結(jié)構(gòu);脫開天線插頭不可旋轉(zhuǎn)天線，應(yīng)用手固定住天線轉(zhuǎn)動同軸固定螺帽同時不要拉拽天線損傷同軸導(dǎo)線;檢查同軸插頭，當(dāng)遇到同軸插頭損壞、屏蔽層斷裂、中心釘彎折、脫落等現(xiàn)象時參考SWPM20-51-15更換同軸插頭，同軸電纜長度不夠時需更換整根同軸電纜;檢查底座腐蝕受潮情況，如果腐蝕需要清潔并做防腐連接天線與同軸插頭后涂抹油脂檢查封圈并按正選的方向打保險絲;按天線表面箭頭方向固定其中三個螺桿，測量接觸電阻在1毫歐范圍內(nèi)，再安裝最后一個螺桿;及時檢查天線封膠情況，短停時間不足可安排到航后完成，膠材料不能覆蓋住天線表面。

4.3 故障隔離流程圖：

根據(jù)上文分析B737NG飛機無線電高度表系統(tǒng)故障，總結(jié)排故思路：首先確定故障現(xiàn)象是否由于高度表系統(tǒng)引起，由哪一套系統(tǒng)引起，可以通過觀察高度表指示和其信號交聯(lián)設(shè)備自檢判斷。其次在故障系統(tǒng)高度表上做自檢，看是否存在故障代碼，根據(jù)故障代碼排查。最后如果沒有故障代碼建議拆下無線電高度表，從設(shè)備架插座用萬用表測量電纜與天線的直流阻抗，如果阻值不為零則更換相應(yīng)的接收天線或發(fā)射天線并檢查頭軸插頭。

最后總結(jié)：為快速處理故障，設(shè)計了以下故障隔離流程

5.可靠性提升：

依據(jù)737-SL-20-045-BR0文件要求，對于波音機隊，在更換LRRA天線時，使用Gasket及其配套封膠方案代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硫化膠封膠方案，這套方案能節(jié)省拆裝時間、很好的保護機身及天線底座、防止天線受水汽影響。

該方案的注意事項：

1、采用Gasket方案封膠時，不可忽略涂施綠色找平膠步驟，請嚴(yán)格按手冊要求施工。請按照AMM TASK 34-33-11-400-802領(lǐng)取和正確涂施綠色找平膠，另外，AMM TASK 34-33-11-400-803程序包含機身外部安裝天 線和機身內(nèi)部安裝天線兩種程序，同樣需要正確涂施綠色找平膠，請工作者選擇正確的操作程序按手冊要求施工。

2、件號S67-2002-28只可以在完全的四個天線成套替換時，替換S67-2002-18;件號S67-2002-28不允許被S67-2002-18替換。

3、依據(jù)波音改裝方案SB737-34-2395文件，墊片（件號：AG723000-40）可以安裝于線號4307以前的飛機;依據(jù)IPC的 適用性和當(dāng)?shù)睾讲膫浼那闆r，兩種件號的墊片均可選擇使用在這架飛機上。

4、涂施氣動整形密封膠要求：為了提高天線的安裝工藝，安裝LRRA天線（應(yīng)用了墊片）時，仍然需要在適當(dāng)時機對天線底座四周和機體之間涂施氣動整形封膠，具體參考AMM Task 34-33-11-400-803。另外，AMM Task 34-33-11-400-802工作程序也同樣要求在適當(dāng)時機涂施氣動整形密封膠，依據(jù)波音Customer Originated Change（COC）增加涂膠要求。

5、綠色找平密封膠在2-3分鐘內(nèi)變粘，10分鐘內(nèi)凝固。工作者涂施膠后，等待至少15分鐘晾干。密封膠 應(yīng)與墊片水平或凸出。

參考文獻(xiàn)：

[1]Boeing B737-600/700/800/900 Aircraft Maintenance Manual [Z]2018.

[2]Boeing B737-600/700/800/900 Fault Isolation Manual [Z]2018.

[3]Boeing B737-600/700/800/900 System Schematics Manual [Z]2018.

[4]Boeing B737-600/700/800/900 Wiring Diagram Manual [Z]2018.

[5]Boeing B737-600/700/800/900 Standard Wiring Practices Manual [Z]2018.