A330 飞机上机载维护系统的特点分析

2012-08-16徐亚军

科技视界 2012年21期

关键词：航段组件飞机

徐亚军

（中国民用航空飞行学院航空工程学院四川广汉 618307）

0 前言

机载维修设备的发展经历了从无到有，从模拟式到数字式，从分布式到集中式的发展，到下载已经发展成为集故障诊断，故障隔离与飞机和发动机状态监控于一体的机载维护系统（Onboard Maintenance System——OMS）。

1 机载维护系统的功能特点

机载维护系统是由电子式中央警告监控系统（Electronic Centralized Aircraft Monitoring system ——ECAM），数字式飞行数据记录系统（the Digital Flight Data Recording System（DFDRS））飞机状态监控系统（Aircraft Condition Monitering System——ACMS）和中央维护系统组合而成的一个综合系统。如图1 所示。

图1 机载维护系统的功能特点

正常使用时，ECAM 长期显示飞机的正常参数，飞机状态监控系统和DFDRS 长期记录飞机系统参数。当探测到飞机系统有不正常的情况时，ECAM 显示不正常的参数或功能以及相关的警告，中央维护系统记录由各系统的BITE 探测到的故障信息，以故障报告的形式显示给维护人员。中央维护系统记录还记录由飞行警告计算机（Flight Warning Computer——FWC）产生的各种警告，以驾驶舱效应报告的形式显示给维护人员。

如果飞机上安装有飞机通讯寻址报告系统（Aircraft Communication Addressing Reporting System——ACARS），ACARS 可以将CMS 形成的维护报告和由ACMS 系统形成的飞机状态参数和发动机状态参数以数据链的形式发送到地面维护基地，形成飞机和发动机的远程故障实时监控诊断系统。如果飞机上安装有多功能磁盘驱动组件，则中央维护系统形成的报告和飞机状态监控系统监控到的飞机和发动机数据可以下载下来，在普通计算机对特定的故障进行进一步的分析和研究，或研究故障的发展趋势。

2 机载维护系统和不同类型的飞机系统的连接特点

机载维护系统的核心是中央维护系统（CMS），中心维护系统（CMS）通过中央维护计算机（Central Maintenance Computer——CMC）和飞机各系统的BITE 连接。在机载维护系统中，根据飞机各系统的能力，将飞机系统分为一类系统，二类系统和三类系统，CMC 与这三类系统与CMC 之间采取了不同的连接方式。如图2 所示。

飞机上的大多数系统都是一类系统。一类系统可以存储最后64 个飞行航段中发生的故障。一类系统与CMCs 之间的连接是双向的，通过ARINC429 输出总线与CMC1 和CMC2连接, 向它们发送BITE 数据，通过ARINC429 输入总线和CMC1 连接，接收由CMC1 每隔120 毫秒发送的航段等信息。这样的连接方式使维修人员自爱地面时能够对一类系统及其组成部件作地面深度维修和交互式测试。

图2 CMC 与不同类型飞机系统之间的连接特点

二类系统只记忆最后航段的故障，二类系统通过ARINC429 输出总线与CMC1 和CMC2 连接，向它们发送BITE数据，CMC1 和CMC2 则通过离散信号向二类系统发送起始系统测试的请求。

三类系统是简单系统，与CMCs 之间仅通过两个离散信号连接。该类系统不能记忆故障信息，输入的离散信号用于启动系统的测试或对系统进行复位，输出的离散信号用于显示系统正常或不正常。

3 CMC 对内部故障和外部故障的处理特点

每个BITE 能够区分内部故障和外部故障。内部故障发生在系统内部，外部故障是指本系统以外的组件发生的故障，但是，该组件的故障对本系统的工作产生了影响。比如，迎角传感器属于大气数据计算机系统的组成部件，若该组件故障，对大气数据计算机来说来说就是内部故障。大气数据计算机将CMC 发送内部故障的信息。由于该组件故障后会影响到系统A，系统B 和系统C 工作，所以，对系统A，系统B 和系统C 来说该故障就是外部故障。所以，系统A，系统B 和系统C 将向CMC 发送一个外部故障的信息。如图3所示。这样处理的目的是能够将故障归到相应的系统，便于在地面进行深度维修和系统测试时准确地找到对应的工卡。

图3 内部故障和外部故障

4 CMC 对不同威胁程度故障的处理特点

根据系统的功能和故障对飞行安全的影响程度， CMC将故障分为一级故障，二级故障和三级故障。

一级故障是最严重的故障，该类故障对飞机目前的运行有直接影响，要求根据最低设备清单（the Minimum Equipment List （MEL）.）立刻对故障进行维修。一级故障发生时，发动机/警告显示器（Engine/Warning Display——EWD）上有警告信息，主飞行显示器和/或导航显示器上和/或系统显示器上警告旗。驾驶舱内有警告。

二级故障（Class 2 failures），该类故障不会对飞机目前的运行产生影响，但是，如果该故障再次发生，将会对飞机运行产生影响。这类故障会在地面时，通过ECAM 报告出来。

三级故障，该类故障对飞行安全没有影响，在下一次定检之前都可以不进行维修。这类故障不会显示给飞行机组，它们可以无时间限制的保留下来。

5 系统BITE 的报告的特点

BITE 的报告只能在地面上才能获得。这些报告会为维护操作提供一些补充的数据。报告的类别是依照系统的类型和各个系统的维护需求的不同来划分的。这些报告都可以被打印出来，或者传输到磁盘上。

5.1 一类系统的BITE 报告的特点

一类系统的报告分为基本的和选装的。其基本的包含：最后航段报告、之前航段报告、地面报告、测试、航线可更换组件标识符、排故数据和三级故障。选装的有地面扫描和特殊数据两类。

最后航段报告的作用是在地面显示在最后一次飞行中系统的内部和外部数据故障数据。在这些故障数据中包含了故障LRU 的名称、故障发生的时间、故障的等级（一级或二级）以及ATA 号。

之前航段报告的作用是在地面显示出在之前64 个航段中出现的内部和外部故障的信息。它是之前飞行的最后航段报告的总结。这些故障信息同样也包含了故障LRU 的名称、故障发生时间、故障等级（一级或二级）、ATA 号以及航段号（1 到64）。飞机识别信息也会包含在报告的开头。

排故数据是用来显示故障的补充数据的。该信息包含数据产生的日期和时间、故障出现时系统环境的快照、或计算机内部参数、代码生成的格式等（如飞机构型、活门位置等）。

测试报告有两个作用：从MCDU 上开启系统的测试、在MCDU 上显示测试结果。如果测试时间超过1 秒钟，那么在屏幕中央会显示TEST IN PROGRESS XXS，以告诉操作者所需等待的最多时间。如果测试有故障，那么包含故障LRU 名称、ATA 号和故障等级的故障信息将会被显示出来。

5.2 二类系统BITE 报告的特点

与一类系统不同，二类系统是没有菜单模式的，其在MCDU 上的显示是通过CMC 来实现的（伪菜单模式）。在操作者在MCDU 上选着了系统以后，工作的CMC 会将所选的系统的数据显示在MCDU 上。二类系统的报告的内容与一类报告是相同的。这些系统也有如下的功能：最后航段与地面报告、三级故障、测试和航线可更换组件标识符。