某型飞机近地告警系统自检故障分析

丛志民 王栋 陈燕/凌云科技集团有限责任公司

1 故障现象

某型飞机近地告警系统在测试时出现了自检不合格故障，多次检查均出现同样现象。对故障进行分析与研究，发现该系统逻辑计算机内部逻辑装置上芯片损坏，无告警信号输出。

对该系统出现的故障进行统计，发现近地告警系统发生过多起类似故障，均为逻辑计算机内部逻辑装置无信号输出引起自检不合格。

2 近地告警系统基本工作原理

近地告警系统由ВВC 垂直速度计算机、ВЛ 逻辑计算机和БДЛУ1-3 线性加速度传感器等机件组成。该系统通过灯光信号器、警报器等方式发出告警信号，警告飞行人员有关飞机危险接地速度的情况，使飞行员及时采取有效措施。近地告警系统的告警方式包括过大的下降率、过大的接近地形率、起飞或复飞掉高度、不安全离地高度、低于下滑道太多、无线电高度和决断高度报告等。危险接地速度有以下几种情况：

1）当起落架已收起和飞机下降速度大于1.6m/s 时，真实高度在50 ～ 250m 范围内起飞。

2）当真实高度在250 ～50m 范围内下降（着陆）而起落架已收起时。

3）当真实高度在400 ～50m 范围内，飞机以很大的无线电惯性垂直速度接地，飞机的真实高度小于或等于程序高度时。

4）当真实高度在600～50m范围内，飞机以很大的气压垂直速度下降，飞机的真实高度小于或等于程序高度时。

近地告警系统与机上其他系统交联关系见图1。该系统的原始信号源为无线电高度表、线性加速度传感器、静压受感器、起落架位置信号和迎角自动器。根据原始信号传感器来的信号在垂直速度计算机中形成垂直速度、相对高度、滤波器正常和计算机正常信号。垂直速度计算机输出的垂直速度、相对高度、滤波器正常、计算机正常信号与无线电高度表、起落架位置信号器、迎角自动器来的信号一起，加载至逻辑计算机进行逻辑判断，当逻辑计算机的输入信号满足告警条件时，系统发出告警信号。在没有无线电高度表正常信号或存在相当于临界迎角的情况下，系统闭锁无告警信号输出。

3 内场通电检查情况

图1 近地告警系统交联关系图

利用专用测试设备对近地告警系统进行通电测试，检查直流电压28V、功率不大于25W，交流电压115V、功率不大于80VA；系统在通电后工作准备时间不大于3min，滤波器正常、计算机正常信号灯亮。以下为按顺序对内检Ⅰ、内检Ⅱ和内检Ⅲ三种自检方式进行的检查：内检Ⅰ的工作检查，将传感器箭头方朝下垂直放置，接通专用测试设备上“ΔPВ”“内检Ⅰ”开关，系统无输出，断开“内检Ⅰ”开关。接通“内检Ⅱ”开关，在不晚于25s 时，ΔOCC笛、ΔOCC 光、ΔCAPПП 灯闪亮，ΔTК灯常亮，同时可听见机件内部继电器周期性的吸合声。断开“内检Ⅱ”开关，上述灯灭，继电器无吸合声。在25s 后接通“内检Ⅲ”开关，在不晚于25s时，ΔOCC 笛、ΔOCC 光、ΔCAPПП 灯闪亮，ΔTК 灯常亮，同时可听见机件内部继电器周期性的吸合声。断开“内检Ⅲ”开关，上述灯灭，继电器无吸 合声。

从上述自检结果可以看出，内检Ⅰ输出状态与技术要求的状态不一致，输出不合格，内检Ⅱ和内检Ⅲ输出状态正常。内检Ⅰ的工作检查正常情况为，接通专用测试设备上“ΔPВ”“内检Ⅰ”开关，在不晚于5s 时，ΔOCC 笛、ΔOCC 光、ΔCAPПП 灯闪亮，ΔTК 灯常亮，同时可听见机件内部继电器周期性的吸合声，断开“内检Ⅰ”开关，上述灯灭，继电器无吸合声。

4 故障原因分析

该系统自检分为内检Ⅰ、内检Ⅱ和内检Ⅲ三种状态，每种自检方式检查系统的一部分电路的功能是否正常。为了进一步分析自检不合格的原因，应明确自检的三种状态的逻辑关系，从而缩小排故范围。内检Ⅰ用于检查逻辑计算机中高度比较器、程序比较器和逻辑装置等功能；内检Ⅱ用于检查垂直速度计算机中信号产生装置УФC 输出的Hpвc 无线电高度信号和Vyбpи 速度信号是否正常，同时检查逻辑计算机内部分电路是否正常；内检Ⅲ用于检查垂直速度计算机中信号产生装置УФC 输出的Hpвc 无线电高度信号和Vyби 速度信号是否正常，同时检查逻辑计算机内部分电路是否正常。内检Ⅰ作用在逻辑计算机上，逻辑计算机原理框图见 图2。

由图2 可以看出，该系统涉及到的信号多，逻辑关系复杂。其中，高度比较器、程序比较器、高度比较器匹配装置和程序比较器匹配装置等主要组件的功能如下：高度比较器用来接收从垂直速度计算机输入的Hpвc 无线电高度信号，产生飞机穿越相应高度的一次性信号，当飞机真实高度低于程序比较器内部公式的程序高度时，高度比较器输出逻辑“1”，反之，输出逻辑“0”，送往逻辑装置；程序比较器用于接收Hpвc 无线电高度信号和Vyби、Vyбpи速度信号，产生一次性信号，当无线电高度低于程序比较器内部公式的程序高度时，程序比较器输出逻辑“1”，反之，输出逻辑“0”，送往逻辑装置；高度比较器匹配装置用于将高度比较器输出的一次性信号转换后送往逻辑装置；程序比较器匹配装置用于将程序比较器输出的一次性信号转换后送往逻辑装 置。

图2 逻辑计算机原理框图

此次自检不合格为内检Ⅰ无输出所致，详细分析内检Ⅰ的工作过程，内检Ⅰ原理图见图3。使用内检Ⅰ对系统进行自检时，由于内检输出的无线电高度信号小于50m，一次性信号2К400、2К250、2К150、2К50 均为逻辑“1”。由于内检输出的气压升降速度较小，从而使2К 和2ПК1 信号为逻辑“0”。一次性信号加到И-HE10 电路输入端，输出逻辑“0”信号经HE6 电路将逻辑“1”加到И-HE11 输入端；2К1 逻辑“0”加到HE7 电路输入端；2ПК1 逻辑“0”加到HE8 电路输入端，E7 电路和HE8电路都输出逻辑“1”加到И-HE11 电路的输入端，垂直速度计算机正常信号加到И-HE11 电路的输入端，在上述几种信号的作用下，И-HE11 电路输出端形成检查信号逻辑“0”。检查信号逻辑“0”经过电路HE4 转换为逻辑“1”，加到И-HE9 电路输入端；当来自内检Ⅰ的自检信号逻辑“1”加到И-HE9 电路的另一输入端后，此时И-HE9 电路输出逻辑“0”，则电路И-HE8输出逻辑“1”，加到И-HE2 输入端。系统此时没有闭锁信号，则ΔPВ 为逻辑“1”，ΔAУACП为逻辑“0”时，转换后分别将逻辑“1”加到И-HE2 输入端。当垂直速度计算机和逻辑计算机供电正常，则检查电路输出系统正常ΔИC 逻辑“1”信号，加到И-HE2 的另一个输入端，这样И-HE2输出信号逻辑“0”，危险信号CП逻辑“0”经过延时装置B3、警报比较器TК、速度和警报比较器匹配装置CУ8 后，产生+27V 信号触发信号形成装置УФ，最后产生ΔOCC 笛、ΔOCC 光、ΔCAPПП灯告警信号。

检查自检信号的输入状态，内检Ⅰ涉及到的输入信号有一次性信号2К400、2К250、2К150、2К50、2К 和2ПК1、ΔPВ 无线电高度表良好信号、ΔAУACП 临界迎角自动装置接通闭锁信号、CИФ 滤波器正常信号、ΔИC 系统正常信号、内检Ⅰ信号等。在进行一次性信号检查之前，首先确认上述良好信号及正常信号均符合27V±2.7V 的要求。由于内检Ⅰ输出的无线电高度信号小于50m，一次性信号2К400、2К250、2К150、2К50 均为逻辑“1”，测试为高电平，符合要求。由于内检Ⅰ输出的升降速度较小，从而使2К 和2ПК1 信号为逻辑“0”测试为低电平，符合要求。根据图3 内检Ⅰ原理图逐级对输出信号进行检测发现И-HE11 的四个输入端均为高电平，输出为高电平，不符合与非门电路的逻辑关系。更换该逻辑电路芯片133ЛA1 后，检查逻辑电路输出信号正常，自检合格。该芯片老化损坏造成检查信号输出为逻辑“1”高电平输入到HE4 的输入端，HE4 输出逻辑“0”电平到И-HE9，И-HE9 的另一端输入为内检Ⅰ。由于И-HE9 的两个输入端中，一个是逻辑“0”低电平，另一个是内检Ⅰ，因此，输入的逻辑“0”使И-HE9 的输出始终为逻辑“1”，内检Ⅰ的输入逻辑状态对И-HE9的输出无任何影响，导致系统自检不合 格。

图3 内检Ⅰ原理图

5 结论

通过以上分析及故障排除过程可以得出，本次故障原因是由于逻辑装置上与非门电路故障，使得输入自检信号后输出不变化，自检不合格。在今后近地告警系统修理中发现类似的故障现象时，可以根据故障情况首先检查该芯片输出是否符合逻辑关系、输出信号是否正确，从而更准确地对故障进行定位。实践证明，该方法大大提高了工作效 率。