飞机航电系统故障分析方法与故障诊断技术研究

许明轩

（中航通飞研究院有限公司，广东 珠海 519040）

现阶段民航飞机的日常地面维护工作中，绝大多数的飞机航电系统故障问题，都是经过对LRU系统的更换，或者LRM组件的更换，有效排除故障问题。相对来讲此种故障排除方法，思路较为简单，并未对地面维护人员提出较高的技能要求。地面维护人员在对故障分析诊断过程中，只需要掌握熟悉的系统原理构造，并且经查阅有关故障系统的手册，通过航电系统的设备故障代码，就能完成系统故障分析及排除。而飞机航电系统一旦出现故障问题，必然会对飞机的飞行安全造成影响。同时随着科技水平不断创新，飞机航电系统组成逐步复杂化，简单的人工排查难以快速准确的定位故障。因此，对航电系统故障诊断技术加以解决，已经成为现阶段的研究重点。

1 飞机航电系统故障诊断

1.1 通信导航系统故障

飞机通信系统中，包含了诸多功能单元，比如甚高频电台、短波电台、机内通话器以及其他通信设备等，在航电系统运行中，实现对信号的接收处理，同时能够实现对所接收的相应信号，在处理之后发送至显示平台。导航系统更是飞机航电系统中尤为重要的关键组成，比如GPS导航、惯性导航系统、近地告警系统、航向姿态系统、ILS系统等，其为飞机正常飞行提供必不可少的指引和指示。通过维修实践经验总结，通信导航系统中主要存在的故障问题：其一就是COM信号接收/发送过程中存在的故障，此种故障情况主要表现在组件之间的整体信号质量相对较差，无法实现信号的正常传输与沟通；其二就是GPS系统并不能够及时有效的对有关卫星信号加以获取，同时还会出现相应的信号接收故障问题。

1.2 飞行指示系统故障

飞行指示系统综合了众多传感器设备信息，能够准确的对飞机飞行参数加以显示，可以在运行中，将飞机不同飞行状态，以及各类具体飞行参数，精准的传递至中央处理机，并经过有效综合后显示出来。但是由于测量传感器在严酷的工作状态下对其所处的运行状态存在较高要求，因此无论在飞机的运行过程中发生任何问题，都会对飞行指示系统运行造成较大影响而最终导致飞机的飞行参数显示故障。通过维修实践经验总结，飞行指示系统出现的故障，主要存在几个方面原因，包括由于飞机本身振动所致使设备/系统间连接中断、不同设备之间的数据通道失效，以及诸多电子类产品的信号收发受到较大干扰等。

1.3 发动机参数指示系统故障

发动机是飞机在运行过程中的关键动力，发动机系统包含了诸多组件参数，根据维修实践经验来看，发动机系统设备的故障问题，无论是出现于何种环节，都会对其整体运行参数造成干扰。发动机系统的具体运行参数，主要故障问题绝大多数是由发动机内部组件、不同组件/模块之间，数据通道发生失效情况而导致的。

2 飞机航电系统常用故障诊断方法

随着我国航空事业的飞速发展，航电系统故障诊断技术也不断进步，当前针对航电故障问题的诊断方法，主要可以将其归纳为三类：其一是基于解析模型的故障诊断法，在应用该种方法中，能够实现对故障问题的动态化诊断。但是由于在实际的诊断工作中，通常无法获取较为精准的模型，因而使得该诊断方法的应用存在一定局限性；其二是基于信号处理的故障诊断方法，在使用此种方法过程中，无需故障模型即可完成诊断，相对较为简单。但是此种诊断方法往往无法充分利用故障信息，因而致使故障现象之间存在较多的不确定因素；其三是基于知识故障诊断法，此种方法能够模拟人的思维，在无需定量数学模型下完成故障诊断，同时还能够充分合理的利用故障信息。但是此种方法通常具备较高的算法复杂度，先进合理的算法一直在发展。无论运用哪种诊断方法，都应当根据故障问题实际情况而选择针对性的诊断方法。

3 一种故障分析及诊断设计实例

现阶段针对飞机航电系统的运行系统故障问题诊断分析，包括了多种方法。通过借助故障诊断方法，结合飞机的航电系统中的高频通话故障问题，展开故障分析及诊断系统设计。

高频通话故障主要表现为：当飞机工作人员，想要与塔台沟通过程中，始终无法确保两者之间能够有效联系，飞机仍然处于发话状态。而在此通话过程中，塔台无法接收飞机的有关通话信息，完全处于盲区状态，所接收到的全部都是飞机运行中的空中噪音。但是，负责维修的航电系统维修人员并未能够在对地面塔台的系统运行问题监测中发现具体的故障因素。只要飞机一处于飞行状态，那么就会断断续续的出现此种高频通话故障问题。此种工作状态还会时好时坏，最终致使飞机发生故障问题无法飞行。

排除故障问题过程：对于上述所出现的故障问题，在飞机的飞行状态下会时有时无，而处于地面状态的航电系统并不存在任何异常情况，由此在一定程度上加大了故障诊断及排除困难。如果故障问题始终存在，那么必然能够及时确定产生故障问题的主要原因，通过组建航电系统故障诊断小组，在查阅有关维修资料后，对飞机维护手册、飞机航电系统原理图、系统线路图以及飞机图解部件目录手册等有关资料加以查阅分析，同时召开有关专题类研讨会议，通过分析探讨制定如下故障排除诊断方案：首先，应当对串件加以诊断，在该系统中不存在串件危险问题，由此串件后判断正常；再者应当详细检查能够接近的设备和连接件，详细检查后发现不存在问题；其次对有关系统线路加以测量，同样没有发现任何问题；最后通过联系有关生产企业，也没有发现故障问题。

针对该故障问题展开了系列性的诊断排除，但并未在航电系统中发现故障问题。因此需要对飞机的机组和塔台通信之间，使用耳机联系的有关故障因素进行排查。从对耳机话筒组着手，在拆开麦克插口之后，发现内部遗留断裂插头类的铜质碎片。此种碎片遗留在插孔内部，会随着飞机在飞行过程中随机移动，在特定情况下就会导致插孔内部的线路短路问题，从而导致机组和塔台间在通话过程中，出现干扰的情况。

4 结语

本文研究分析了飞机航电系统的故障分析方法，以及诊断系统设计方法。故障诊断更需要飞机设计、使用、维修单位，重视航电系统故障排查定位数据的统计与分析，建立可共享的故障数据库，同时通过提升检修人员的自身经验及技能水平来提高故障诊断效率。只有通过不断的实践、总结、提高，才能逐步提升飞机航电系统的故障诊断效率，促进航空事业的良好发展。