浅谈民航快速存取记录器QAR工作原理及维修

徐鹏 孟庆文

摘 要：快速存取记录器（QAR）是民航飞机电子舱部件。QAR是Quick Access Recorder（快速存取记录器）的简称。快速存取记录器（QUICK ACCESS RECORDER-QAR）能记录航空器在运行阶段的各种参数，如空速、飞行高度、舵面位置、发动机推力等等，其包罗的数据是航空公司用于飞行品质监控、故障判断排除等工作的重要基础工具。

关键词：快速存取;电路板;收发模块;数据存储卡;飞行数据

1 民航快速存取记录器使用情况

飞机上使用过两种QAR，一种是光盘式快速存取记录器。由于采用的记录介质为光盘，也称其为光盘式快速存取记录器（Optical Quick Access Recorder），简称OQAR;目前主流的记录仪为可以无限发送数据的WQAR（WIRELESS QUICK ACCESS RECORDER）。光盘式快速存取记录器受制于硬件不足，只能在飞机航后才能获得数据，目前仅有CRJ机型飞机装用。而无线快速存取记录器（WIRELESS QUICK ACCESS RECORDER-WQAR）则将数据获取功能发挥到了极致，每次航空器落地后，WQAR都能基于移动运营商2G/3G/4G信号自动将数据传输给航空公司，大大提高了信息的传递效率，为飞行品质调查、故障的提前判断提供了极大的便利。目前光盘式快速存取记录器已被WQAR淘汰。因此，本文以目前通用于空客和波音两大主流机型的2243800-XX型的WQAR讨论。

2 快速存取记录器的结构及功能原理

2.1 WQAR的电路结构主要由6部分组成

（1）电源电路板，将机载115V交流电压转换为内部电路需要的多种直流电压。

（2）CPU电路板，部件的操作和控制系统。

（3）控制和采集电路板A2，用于完成数据采集及格式转换。

（4）G18/G24 Radio控制板A4/A5，用于无线数据的发射，可装载4张手机收发模块，模块装载SIM卡即可以类似手机短信的形式进行数据发送。

（5）射频互锁电路板A9：为无限控制模块控制提供启用和控制输入，RF互锁CCA将外部飞机传感器的状态采集到，发送给采集控制板A2，决定工作模式的切换。当A9采集到飞机落地关车的状态后，传输给A2板，启动数据压缩，打开RADIO模块电源，启动无线发送。

（6）ARINC 600电路板：提供飞机外部系统与部件内部其他电路的连接。在部件内部与射频互锁电路板直接相连。

（7）WQAR硬件还包括左右数据存储卡，4个操作按键及两行液晶显示器，天线及连接器等。

2.2 快速存取记录器的工作原理

2.2.1 装机使用方式

WQAR在空中像普通WQAR一样工作，把飞行数据记录到内置的PCMCIA卡固态缓存中。飞机落地关车五分钟后，WQAR首先对数据进行压缩和加密，再通过手机网络，自动发送数据到航空公司的无线QAR地面基站（WGBS）。航空公司安全管理部门下属的QAR办公室可以直接获取到WQAR的数据，可以及时准确地对飞机的运行参数进行监控。部件从ARINC600接口接收飞行数据，在CPU的控制下，经过采集和控制电路处理后，储存在FIFO存储器中，在互锁模块输出飞机落地关车的状态后，打开发射（radio）模块电路板电源，将数据由天线经过互联网发射给航司航安部地面基站进行译码分析，若数据无法发送将在CPU控制电路的控制下存储到数据卡中。

2.2.2 部件的兼容性

2243800系列WQAR能够以符合Teledyne控件OQAR和任何输出ARINC 717飞行数据的获取组件的方式记录数据。WQAR能够在商业无线数据链路上自动传输记录的数据，同时它还提供使用可移动的PCMCIA PC闪存数据卡手动删除记录数据。目前，该链接由摩托罗拉的原始设备制造商（OEM）GSM/GPRS RADIO模块组成，但其体系结构也支持其他商业RADIO技术的模块。

2.2.3 机载测试及维护操作

一旦部件装入PCMCIA PC卡并加电，WQAR的记录就由飞行数据记录器系统（FDRS）控制，几乎不需要操作员交互。但是，通过前面板显示屏和键盘提供功能选择，使用户能够监视LRU的操作并对部件的配置进行某些更改。通过访问一系列的功能菜单，这些菜单将显示在WQAR的显示屏上。通过按下+、-键而切换菜单项。通过按SEL键选择菜单项。菜单或子菜单的退出由MODE键控制，将WQAR返回显示到高级子菜单或主菜单（视情况而定）。WQAR的一级功能菜单一共九项，分别管控记录仪的各个重要功能。航线维护人员可以根据各航司的客户化参数配置记录仪，方便各航司航安部根据实际情况接收飞行记录数据。WQAR附件维修人员可以通过选择功能菜单，进行排故维修。

2.2.4 软件结构

WQAR的软件系统结构大致分为：由486CPU为核心架构，左侧PC卡为系统缓存和配置参数备份，A2板上FIFO存储控制电路为系统数据处理器，右侧PC卡为记录数据备份存储器。前面板功能按键和显示屏提供输入输出。

3 WQAR常见故障及修理

3.1 WQAR硬件故障

（1）天線或天线连接器弯折断裂，多为移动部件或操作不当导致，及时更换即可。

（2）电源故障：原因：电源板或其他电路板电容，保险等损坏;

修理措施：依据线路图进行故障隔离及修理。

（3）内部电池电量不足：控制采集电路板和CPU电路板各有一个电池，用于数据和参数的记录保持，电压过低会导致数据丢失，无法正常工作。

（4）SIM卡网络运行商欠费或未开通漫游导致无法发送，部件内部使用的SIM卡由各航司自行控制并充值。另外，SIM卡损坏也曾出现多次。

3.2 WQAR软件故障

（1）时间错误：部件系统时间过于滞后导致现有数据“不合法”，互锁模块故障，导致无法显示ILOFF，无法打开radio。

（2）参数配置错误：部件内部操作界面有参数配置功能，根据不同的机型，机号，各航司的基站网址以及其他参数要求需要参数设置正确才可正常。如果选错参数会导致地面基站无法接收数据。

（3）数据堵塞：检查Capacity Menu菜单，查看RAW PERCENTAGE，正常应为100%，否则就是有记录数据未发送完。 内部应用软件故障，无法完成数据收发功能，对部件进行重装或升级应用软件709445，根据各航空公司的客户化配置参数重新配置。

（4）左侧数据卡故障：格式化修复或更换左侧PCMCIA数据卡，更改部件数据记录的配置参数。

（5）右侧数据卡故障：格式化修复或更换右侧PCMCIA数据卡，重新写入配置文件，更改部件数据记录的配置参数。

（6）部件自动重启：CPU电路板内部故障，对板上存储芯片进行重新刷写程序。

（7）其他故障：因部件使用2G无限网络，而目前国内基站对2G网络的限制，在某些机场停机坪，网络会比较差，也会导致部件无法联网而导致无法向基站发送数据。

目前无线快速存取记录器（WQAR）将数据获取发送功能发挥到了极致，工作性能稳定可靠，普遍应用于空客和波音两大主流机型的民航飞机。随着无限网络的升级，2G网络向3G，4G，5G网络升级，TELEDYNE厂家也已更新换代，出现了243800-364，-464等新型记录仪。多数航司也随之不断地更新产品。

参考文献：

[1]CMM 31-33-10.2016年09月01日.第六版.TELEDYNE CONTROLS.

[2]OG-2243800操作手册.2008年09月15日.第二版.TELEDYNE CONTROLS.

[3]涡轮发动机飞机结构与系统（AV）.2017年07月01日.第二版（上册）.