飞控系统故障排解实施方案分析及应用

崔锋

摘 要：飞机飞控系统故障在民用飞机试飞期间时有发生，快速有效的定位故障原因对试飞的时效性尤为重要，而安全可靠的故障排解方案又直接影响故障定位的准确度。本文结合某型飞机的排故经验，总结出一套切实有效的排故方案，并给出实例，该方案是对后续型号飞控系统排故工作具有一定的参考价值。

关键词：飞控系统 故障排解

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2017）06-0-02

引言

民机试飞验证是项目投产前的重点工作，而在前期飞控系统由于自身稳定性以及和机上其它系统的交联匹配性，会导致试飞过程中时有出现飞控系统故障，而正常的飞控系统作为民机试飞的先决条件，保障飞控系统的正常和及时合理有效排解系统故障，对试飞工作顺利快速推进尤为重要。

本文基于某型飞机试验试飞经验，提出一套有效的故障排解实施方案，并给出案例分析，表明该排故方案能够快速有效的解决飞控系统故障的定位，保障试飞工作的时效性。

一、飞控系统故障定位和排解方案简述

当试飞中出现飞控系统故障，故障定位和排解方案实施步骤如下：

1.首先需要确认故障出现时的飞机状态，包括飞机源状态，进行了哪些工作或操作；

2.采集所有相关的故障信息和监控信息，有必要进行再次故障复现；

3.查看所有故障信息，并结合故障出现的时机，基于系统架构和原理，分析所有可能的原因，并针对每个原因找出对应的设备，梳理故障树；

4.根据故障树，结合机上操作的难易度和故障定位设备的可能性，排出排故次序，并预想每次排解后可能的状况，每种状况又对应何种结论，依次进行最终定位并解决故障。

二、案例分析和排故方案运用

1.案例描述

某型飞机在试飞过程中曾经出现左副翼报故，经地面检查，确认如下CMS

信息触发：

P-ACE 3-1 LOB Ail PCU Press Exc Interface

P-ACE 3-1 LOB Ail PCU Retract Press Interface

P-ACE 3-1 LOB Ail PCU Extend Press Interface

P-ACE 3-1 LOB Ail PCU SOV Interface

P-ACE 3-1

Ail LOB PCU

P-ACE 5-1 LIB Ail PCU Press Exc Interface

P-ACE 5-1 LIB Ail PCU Retract Press Interface

P-ACE 5-1 LIB Ail PCU Extend Press Interface

P-ACE 5-1 LIB Ail PCU SOV Interface

P-ACE 5-1

Pil LIB PCU

上述信息直接显示，左侧副翼两个作动器进油压、出油压及作动器激励接口数据异常，后通过地面长时间的试验复现了该故障。

2.原因分析

根据上述现象分析，故障复现极其困难，并非稳定出现，地面检查，出现该故障时触发了系统力纷争监控器。根据飞控系统设计原理，分析导致该故障的可能原因如图1所示。

3.故障排查

根据故障时捕捉到的数据，首先分析了駕驶舱模块发出的指令、飞控系统

计算机发出的增益调节指令，结果表明故障瞬间系统指令均正常，可排除驾驶舱模块和飞控计算机发出的指令异常的可能。

再通过对比左右副翼作动器RAM位置数据及左右副翼舵面位置数据，发现左侧副翼两个通道RAM位置与副翼位置不能实现很好的同步，如图2和图3。同时，通过对比左右侧副翼作动器压力数据可知，左侧副翼力纷争补偿值明显大于右侧副翼。

图1 力纷争可能原因故障树

图2 左右侧副翼零位时舵面位置参数

数据分析又排除了指令源故障的可能，包括驾驶舱模块和飞控计算机输出故障，综合上述情况分析，可以认为，左侧副翼两个P-ACE与作动器回路中，存在一定的干扰源，影响了力纷争补偿算法，所以可以定位可能的故障源，包括：作动器故障、P-ACE故障和线路故障。

因力纷争问题的特殊性，同一舵面任意一通道故障，都可能引起该舵面力纷争，故存在左侧副翼两个通道都发生故障的可能性。

三、排故方案实施及结果

1.排故方案实施步骤

根据设备更换的难易程度，及设备故障的可能性高低，采用先易后难的原则，按顺序执行如下排故工作：

1） 排查P-ACE3-1 和P-ACE5-1与作动器之间的连接情况，包括线缆导通、插头连接和插针情况；

2） 对3#P-ACE和5#P-ACE与其它PACE进行对调；

3）分别依次更换左外和左内作动器。

上述任意一项排故工作完成后，均需进行系统检查，确认故障是否消除，以决定排故工作是否仍需进行下一步。

2.排查结果

1）地面线路排查时发现，P-ACE 5-1通道对应作动器电器接头J2孔5针脚弯曲虚接触（如图4所示），未发现其他线路异常情况。

该针脚与P-ACE 5-1回油压力针脚相邻，其弯曲可能会对P-ACE 5-1回油压产生影响，并导致力纷争。

图3 左右侧副翼满行程时舵面位置参数

图4 左内副翼作动器电器接头J2孔5针脚弯曲（见上图红圈区）

更换该作动器后，系统检查发现故障仍然存在，故可判断故障源未清除完全。

2）将3#P-ACE和5#P-ACE分别与1#P-ACE和2#P-ACE对调，完成后检查系统，发现3#P-ACE故障信息跟随到1#P-ACE位置，故可判断机上原3#P-ACE存在故障，对其进行换新，完成后检查系统恢复正常，故障清除，至此可判断本次排故工作完成。

结论

飞控系统由于其与机上多个系统的综合交联特性，致使其出现故障的可能相较其它系统要高，故高效的排故方案和流程对系统恢复，以及支持型号项目进程尤其重要。本文总结的排故实施方案经过长期多次实践，具有很高的执行性，对后续工作或其它型号相关系统工作也具有一定的指导借鉴作用。