某型飞机平显主显黑屏故障分析

■ 王鹏 赵昊东 尚浩 岳宁博/中国飞行试验研究院

0 引言

显示控制设备作为飞机飞行、作战任务的重要人机接口，能够显示飞行、作战信息及航电系统、飞控系统等主要设备的工作状态信息，并可实现对航电系统、飞控系统等部分设备的控制。平视显示器（平显）以及主显示器（主显）作为最主要的显示设备，具有重要的作用。

平显以及主显是飞机上的主要显示设备，能够与任务处理机、数据管理记录分系统、前舱上前方控制板等设备交联工作，为飞行员显示载机飞行信息、系统工作模式、导航信息、火控系统传感器信息、目标信息等。

1 故障现象

某型飞机试飞过程中，飞行员在空中6.6g法向过载机动时，前舱主显、平显突然同时黑屏，退出机动后，平稳飞行过程中对平显和主显重启无反应，参显、上前方控制板工作正常，后舱主显、辅显正常。

安全着陆后对飞机视频和总线记录信息进行分析，在过载机动时前舱主显由正常画面变为“绿屏”，平显视频记录信息由平显画面变为带有“无视频数据”字样的空白画面。

2 故障原因分析

故障现象为前舱主显、平显同时黑屏，无记录视频输出，且前舱主显黑屏时无背光，原因为前舱主显、平显同时下电。具体分成三种情况：前舱主显、平显开关信号同时断开；前舱主显、平显机上供电电源同时故障；前舱主显、平显设备本身同时故障。

根据故障现象及分析结果建立故障树，如图1所示。

2.1 前舱主显、平显电源开关信号同时断开

1）平显右侧连接器插头与插座连接断开

前舱主显开关信号由上前方控制板的“主显开关”控制，平显开关信号由上前方控制板的“平显开关”控制。前舱主显和平显的开关信号共同经由平显右侧的同一连接器送至前舱主显和平显，此外两型显示器在供电电路上无交集。前舱主显、平显供电电路原理如图2所示。

图1 前舱主显、平显黑屏故障树

平显右侧连接器两端带有锁紧机构，对接成功后可自行锁紧，不易松脱。连接器上针孔排列如图3所示。连接器上端针孔主要为前舱主显的开关信号和平显开关及字符亮度信号。前舱主显开关信号为5、6孔，平显开关信号为22、23孔。连接器下端主要为上前方控制板电源信号（17、18孔）。

若连接器受到拉力，同时插头上部锁紧机构也受到外力作用时，该连接器可能出现上端分离而下端连接的情况，从而导致前舱主显、平显同时黑屏而其余设备仍正常工作的情况。

连接器后端电缆连接51根未包扎的散线，其后电缆由标记套管包扎，有约1m左右的电缆处于未固定的悬空状态，未固定的线缆较重。

根据视频记录显示，飞机在故障发生时刻正在做左右尾盘机动动作，最大法向过载达到6.6g，根据公式（1kg×6.6×10N/kg）÷2=33N，得到连接器的受力值约为33N。法向过载时，连接器锁紧条件下，连接器所受的33N拉力集中在连接器上部锁紧机构处，如图4所示。检查发现该锁紧件已出现变形，进一步的连接锁紧可靠性验证仍需检测。同时，在左右尾盘机动的过程中，连接器后端约1m未固定的电缆出现摆动，可能出现散线缠绕连接器锁紧件的情况。而该锁紧件在受到3N以上力的情况下，连接器将因受拉力而自动解锁，导致连接器上半部分出现分离，从而使前舱主显和平显同时黑屏。

综上，在空中大过载机动过程中，连接器插头和插座如出现连接分离，将导致前舱主显、平显同时黑屏的故障现象。

2）连接器缩针损坏

图2 前舱主显、平显供电电路原理图

若连接器中与前舱主显上电相关的2根插针中至少1根以及与平显上电相关的2根插针中至少1根同时损坏，则将导致前舱主显和平显同时黑屏。外观检查未发现明显缩针或损坏，在连接器连接到位的情况下，地面通电，前舱主显、平显没有出现黑屏现象。

连接器插座随上前方控制板返厂检修，经检查，连接器插座没有缩针损坏。连接器插头端返厂检查，也无缩针损坏现象，因此排除连接器缩针损坏导致故障的可能。

3）上前方控制板上平显、主显开关信号同时断开

若上前方控制板上平显、主显开关信号同时断开，将导致前舱主显和平显同时黑屏。在连接器连接到位的情况下，地面通电，前舱主显、平显没有出现黑屏现象。上前方控制板返厂检查，其上平显、主显的上电信号通路正常，振动条件下功能性能试验正常。因此排除上前方控制板上平显、主显开关信号同时断开导致故障的可能。

2.2 前舱主显、平显供电电源同时故障

由图2可知，前舱主显供电电源由右直流保护配电装置提供，平显供电电源由2号无线电设备直流配电装置提供。两型显示器在两个不同的配电装置上，为两路独立供电。2号无线电设备直流配电装置除了为平显供电外，还为后舱主显、综合控制板供电，当前舱主显、平显黑屏时后舱主显、综合控制板均正常工作。

图3 连接器外形及针孔排列图

拆下主显，断开平显供电插头连接器，飞机上电，测量主显供电插头电源电压正常，平显供电插头电源电压正常，前舱主显断路器和平显断路器工作正常。重新安装前舱主显，连接平显供电插头后，前舱主显、平显上电后可正常工作，没有出现黑屏现象。因此排除前舱主显、平显供电电源同时故障导致前舱主显、平显同时黑屏的可能。

2.3 前舱主显、平显设备本身同时故障

1）前舱主显黑屏故障排查

若液晶屏组件故障，则直接表现为显示器黑屏。拆下主显，使用地面电源给显示器单独供电，显示器能够正常显示画面，因此排除液晶屏组件故障。

主显黑屏的另外一个主要原因为背光电源无输出，可能原因如下：

a.保险丝开路将直接导致背光电源供电异常。将主显拆下后，打开主显示器后盖板，对保险丝进行检测，显示保险丝为未断开状态，因此排除保险丝开路的可能。

图4 连接器装机位置和周围环境示意图

b.滤波器故障。将主显拆下后，对滤波器的输入端和输出端分别进行检测，结果输入端和输出端阻抗均正常，因此排除滤波器故障的可能。

c.浪涌抑制器故障。将主显拆下后，对浪涌抑制器的输入端阻抗进行检测，结果为输入端阻抗正常，因此排除浪涌抑制器故障的可能。

d.光耦GB1工作异常（开关信号）。将主显拆下后，对光耦GB1的输入端阻抗进行检测，结果为输入端阻抗正常，因此排除光耦GB1工作异常。

2）平显黑屏故障排查

平显黑屏的可能原因如下：

a.平显CRT、高压电源故障。若平显内部的CRT、高压电源出现故障，则将导致平显黑屏，且CRT、高压电源导致的平显黑屏故障是不可恢复的。将平显拆下，在地面给平显单独通电，平显能够正常显示画面。

b.辉亮信号中断。平显的辉亮信号若出现中断，则会造成平显无显示亮度，导致黑屏。平显辉亮信号由平显电子组件产生，通过传输电缆送给平显显示组件。将平显拆下，在地面给平显单独通电，在平显显示组件端测量辉亮信号正常，且平显能够正常显示画面。

c.平显SGM模块故障。平显的SGM模块产生X、Y偏转信号，若SGM模块故障则平显会黑屏，并在机上故障清单报出“偏转X故障”“偏转Y故障”“阴极故障”，同时记录视频出现黑屏。将平显拆下，在地面给平显单独通电，平显显示正常，记录视频能够正常显示字符。

3 解决措施及建议

通过排查，最终将导致前舱主显和平显同时黑屏的故障原因定位在空中大过载机动过程中平显右侧连接器插头与插座受力后出现分离所致。为此，对连接器以及所带电缆进行加强保护，具体措施如下：

1）对电缆进行包扎保护。

2）更换上前方控制板上的连接器插座。

3）增加卡箍，将电缆固定，使电缆拉力不会传导到连接器上。

4）加强对连接器连接情况的检查。

通过对故障现象的分析，提出如下建议：

1）相关厂家对平显和上前方控制板硬件进行更改，保证平显在上电回路断开的情况下能够正常显示。

2）厂家重新设计生产连接器所带电缆，将连接器更换为带锁紧保护装置的连接器，提高连接器的连接可靠性。

3）在相关维修资料中明确对锁紧保护机构的检查。