NM7000型仪表着陆系统故障分析与维护

邢晓东

（内蒙古赤峰民航机场有限责任公司，内蒙古 赤峰 024413）

NM7000型仪表着陆系统故障分析与维护

邢晓东

（内蒙古赤峰民航机场有限责任公司，内蒙古 赤峰 024413）

NM7000型仪表着陆系统是现今国内应用比较多的一种盲降系统.该系统由于常年处于24小时不间断工作状态，随着时间的积累，出现的一系列老化现象会造成系统的参数精度降低，严重的话系统会出现故障，从而影响飞行器的飞行安全.本文详细介绍了NM7000型仪表着陆系统的工作原理，并就该系统出现的一些故障进行分析与研究，介绍了故障排除的方法.

NM7000；仪表着陆系统（ILS）；航向天线；下滑台

1 引言

仪表着陆系统（简称ILS）是现今全球民用机场使用最广泛的航空器进近引导设施，能够在复杂气象条件下为航空器提供决断高度以上的精密引导，指引航空器安全进近并着陆.NM7000是INDRA公司在挪威生产的较为先进的软硬一体的盲降设备系统，系统性能优异，目前已成为国内机场重要的仪表着陆设备.它担负着引导进近航空器对准跑道上下以及左右中心线的重要作用，因此做好系统的维护工作是保障民用机场安全平稳运行的重要基础.一套完整的仪表着陆系统由航向信标、下滑信标、测距仪组成，下面介绍其工作原理.

2 NM7000型仪表着陆系统工作原理

2.1 航向信标原理

航向信标为飞行器提供覆盖跑道及跑道延长线的水平方向上的引导信号，这个信号是合成的，分别由两个辐射场（150Hz/90Hz）共同完成（如图1）.在跑道中心线和跑道延长线上一定范围内，150Hz和90Hz调制的幅度是一样的（即调制度相等），这个范围称为“航道”.飞机在航道上时机载设备的接收机会给出一个正确的指示，而当飞机处在航道的左侧时，也就是90赫兹占优势的辐射场内，会得到“向右纠正”的指示，同样，位于航道的右侧时，处于150赫兹占优势的辐射场内，会得到“向左纠正”的指示.航向信标主要由航向主机、天线阵系统、电源、遥控单元及远程监控维护系统组成.

图1 航向信标原理

2.2 下滑信标原理

下滑信标的主要作用是给进近和着陆的飞机提供与地面成一定角度的下滑道(仰角)信息，这个角度称为下滑角（一般为3°），为飞行器提供覆盖跑道及跑道延长线的垂直方向上的引导信号，这个信号同样也由两个辐射场（150Hz/90Hz）共同完成（如图2）.飞机在下滑道上时机载设备的接收机会给出一个正确的指示，而当飞机处在下滑道的上方时，也就是90赫兹占优势的辐射场内，会得到“向下纠正”的指示，同样，位于下滑道的下方时，处于150赫兹占优势的辐射场内，会得到“向左上纠正”的指示.下滑信标主要由下滑主机、天线系统、电源、遥控单元及远程监控维护系统组成.

图2 下滑信标原理

2.3 测距仪原理

测距仪主要是为飞行器提供它相距于测距仪的距离，一般测距仪都与下滑信标合装在下滑台内，赤峰机场测距仪为意大利泰勒斯公司生产的DME.测距仪分为地面设备和机载设备，其原理就是通过测量脉冲信号的发射和接收时差而获得飞行器到地面台的斜距（如图3）.当飞行器高度远小于到台的斜距时，可将测得的斜距视作飞行器到地面台的平距.

图3 测距仪原理

3 NM7000型仪表着陆系统故障分析与维护

3.1 航向天线阵DC-LOOP故障

3.1.1 故障现象

航向信标双监控器MON1、MON2的DCLOOP显示告警，参数值达到45.0/44.0，超过告警门限设置的42，设备自动换机，告警依然存在，设备自动关机.航道CL-DDM、宽度DS-DDM、近场CLR-DDM监控参数正常.如表1所示.

表1 DCLOOP故障监控值

3.1.2 故障分析

DC-LOOP具有来检测天线、发射及监控电缆的功能，当其中一根或多根天线故障或电缆断开时，会触发该参数告警，提醒维护人员检修设备.该故障中仅有DC-LOOP告警，其余主要监控参数如CL、DS、NF、CLR均正常，说明天线本身发射和监控都没有故障，由此判断告警原因应为DC-LOOP检测电路本身故障.

3.1.3 故障排查

从设备机柜的接口板CI1210开始倒排查找，依次检查CI1210板上DC-LOOP连接端、机柜至天线分配单元的DC-LOOP检测电缆、天线分配单元内DC-LOOP的连接端以及天线分配单元本身.根据DC-LOOP接线对应表，对DC-LOOP线路进行排查.表2所示为天线分配单元至CI1210板的DCLOOP配线对应关系.

其中，设备RMS监控软件中对DC-LOOP的标注分别为：DCLOOP0-DCLOOP3,而CI1210板上的接口为DCLOOP1-DCLOOP4，因此，软件中的DCLOOP1参数实际对应线路中的DCLOOP2连接.分别对线路两端的接头和线路本身进行检测，发现在天线分配单元端的接头E脱焊，进行重新焊接后，DCLOOP恢复为正常值39，系统恢复正常.

表2 天线分配单元至CI1210板的DCLOOP配线表

3.2 航向天线监控部分故障

3.2.1 故障现象

航向信标双机监控器MON1、MON2的CLDDM、DS-DDM、CLR-DDM参数偏离正常值较大，如表3所示.

表3 天线监控部分故障时主要参数的监控值

3.2.2 故障分析

由于双机双监控器均出现参数波动，说明公共部分存在故障，而近场NF正常说明发射信号是正常的，故障点为天线单元的监控部分或监控合成单元，由于航道CL、宽度DS和余隙CLR同时波动，而监控合成单元对各通道是分别进行检测的，因此监控合成单元故障的可能性较小.故障排查着重于各个天线单元的监控耦合板和监控电缆的检查.

3.2.3 故障排查

使用万用表逐个测量各天线电缆的信号馈入线与屏蔽之间的相对电阻，发现第5根天线阻止较其它天线明显过低，为30Ω（其它天线为48-50Ω，理论值50Ω），初步确定故障点为第5根天线的监控通道.依次对内置监控天线（即双钢丝线）与前后端天线匹配电路板 FB1526A和监控耦合板MO1525的连接进行检查，钢丝线与两块电路板上的固定螺杆直接为氩氟焊接，通过敲击晃动，未发现接触不良情况.对监控耦合板MO1525电路检查，该板在两路输入点处为压片接触式设计，长时间使用后，镀银接触面形成氧化，降低信号传导性，对该两处压片点进行防氧化挂锡处理并增加弹簧垫圈后，宽度DS上升为-0.4/-0.4，设备参数有所好转，但仍未恢复正常，测量天线阻值在30-50Ω浮动，说明仍存在接触不良.将整个天线卸下后发现，监控耦合板MO1525输出监控电缆在天线单元下方导管内一电缆接头的内部铜芯存在松动，对该电缆接头进行维修加固后，参数稳定，设备恢复正常.

3.3 下滑台备机故障

3.3.1 故障现象

在飞行校验过程中，地面设备调试人员按照机组校验员的指示，需要将下滑设备由1号机换至2号机工作，以对设备参数进行检测，在换机过程中发现设备备机发生告警，无法换至2号机工作，在1号机工作未换机时设备工作正常.地面调试人员将2号发射机设定为主用，1号机设定为备用，发现设备自动转换至1号机工作并正常.

吴元梁认为，中国特色社会主义“不是马克思恩格斯当年所设想的社会主义，也不是“欧美国家的资本主义或别的什么主义”，而是“科学社会主义基本原理与当今时代特征和我国国情相结合的产物，是一种特殊的社会形态。它凝结了几代中国共产党人带领人民不懈探索实践的智慧和心血，是马克思主义中国化的最新成果。”［21］

3.3.2 故障分析

由上述现象可以判定2号机发生了故障.技术人员通过设定开关在MANUAL位，以保证设备发生故障不会自动换机.强制开启2号机，通过观察，面板显示PARAM灯和红色ALARM灯亮，监控软件中显示射频电平RF（射频）数值只有2V（正常3V），SDM（调制度和）只有72%（正常80%）.将示波器接C S B输出口，测量波形图正常.将示波器接S B O输出口，发现其波形图不正常，由此可以判定2号发射机的某器件出现故障，需要进一步查明.

3.3.3 故障排查

NM7000仪表着陆系统下滑台备机发生故障，不能实现正常启动，但是主机在正常运作状态下，双监控器系统能够同时监控主机与备机，所以，问题多发生于备机发射系统，因此对备机发射系统进行故障分析.通过相关技术的研究与分析发现，可能导致备机无法正常运行的原因包括以下几个方面：

(1)制信号产生器信号板LF1576出现故障：经检测发现该位置不存在故障.

(3)混合网络出现故障：混合网络主要是将调制信号产生器产对频率合成部分进行调制合成时的信号进行处理生成能够检测的CSB信号.通过检测CSB信号的功率是否能够符合标准值来判断其是否出现故障.在设备正常运作过程中监控器旁路.经过测试，功率计显示备机功率值正常，切换至TX2，进行测试显示结果一致，证明该位置不存在故障.

(4)射频转换器出现故障：在之前进行功率测试过程中，主机与备机可以进行自由切换，所以可以证实转换器不存在故障.

(5)功放板GPA1581(GPcourse)和 GPA1582A (GPclearance)出现故障：将主机TX1的GPA板切换至备机，监控器旁路，将备机进行强制启动.测试功率值，显示功率值达到标准值.将备机的GPA板切换至主机，测量SBO信号功率，显示功率值为2W（正常3W至7W），过低，所以一次性判断出故障出现在备机的GPA板.此故障首先应进行故障板的更换，为了能有保障仪表着陆系统下滑台以最短的时间恢复职能，需要迅速的对故障板件进行置换.其中一种方式可以更换故障元器件，通过板件的检测发现，GPA板内部没有出现烧毁的元器件，由此可以认为，部分元器件使用时间过程，致使性能有所下降，进而形成的GPA板故障.将正常状态下的GPA板与出现故障的GPA板进行对比，对GPA板内部的各个元器件进行数值检测，同时对元器件的前端与后端的数值进行检测，最后判定故障位置为耦合器N49位置，对耦合器进行重新调整，重新安装到GPA板内部，完成元器件置换，恢复仪表着陆系统下滑台的功能.

4 总结

仪表着陆系统作为民航飞行保障的重要组成部分，常年不间断运行，难免会出现老化现象.当设备因老化出现故障时，应通过检查软件告警参数，从发射机、监控器以及功能板件几方面分析故障原因，并结合设备工作原理及信号走向，快速定位故障点进行维修.日常维护中要及时保存设备参数并进行比对，发现参数出现较大幅度波动应及时开展“预防性维修”，提前将故障隐患排除，以提高设备保障率.

〔1〕Indra Company.NM7013 Instrument Landing System Instruction Manual[M].Oslo Norway, 2013.

〔2〕童克文,郑青竹,陶然.NM7000航向天线故障排除[J].空中交通管理，2009(5):40,49.

〔3〕张贵兴.NORMARC ILS天线系统的安装调整[J].中国无线电管理，2001(7):18-19,23.

〔4〕陈康.仪表着陆系统航向信标的分析与研究[J].信息通信,2011,8(6):9-11.

〔5〕荣锋,苗长云,徐伟.仪表着陆系统信号监视仪的研制[J]电子测量与仪器学报,2010,3(9):872-877.

TN911

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1673-260X（2017）02-0064-03

2016-12-12