波音737—800飞机VHFl INOP指示故障分析

默鑫 丁尧 李强

摘要：针对一起波音737-800飞机VHFl INOP故障，从系统原理、部件功能、数据传输以及ARINC429传输特性等角度出发，分析故障产生原因，并提出排故建议，为类似故障的排除提供参考。

关键词：无线电通信面板；收发机；航线可更换件；ARINC429

甚高频通信系统为机组提供声音与数据的视距通信，可用于飞机与飞机之间、飞机与地面之间的短距离通信。其工作的频率范围为118.00～136.975MHz，主要部件包括无线电通信面板（RCP）、甚高频收发机（VHF transceiver）和甚高频天线（VHF antenna），并使用ARINC429总线作为数据传输的主要介质。

1 ARINC429总线简介

ARINC429总线是美国航空无线电公司（ARINC）制定的一种单向广播式民用航空数字总线传输标准。ARINC429是定义航空电子设备和系统、且彼此之间相互通信的一种规范，设备或系统之间是通过双绞屏蔽电缆线来传输的（一股红色，一股蓝色，屏蔽接地），其结构简单，性能稳定，抗烦扰性强，最大优势在于可靠性高，错误隔离性好。ARINC429总线系统的结构由某一设备的发送装置和另一设备的接收装置及总线组成。数据一般从数据源的发送端流入单个接收端或多个并联的接收端（最多为20个）。此外，信息不能倒流至已规定为发送端的接口中，只能单方向传输。总线数据的传输速率分为高低两档，高速工作状态的位速率为lOOkb/s，低速工作状态的位速率为12～14.5kb/s。

ARINC429协议规定数据传输采用双极性归零制模式，即调制信号由“高”、“零”和“低”状态组成。双极性归零码的基本信号波形中携带了位同步信息，位同步是通过由零状态变至“高”或“低”的状态变化来识别的。传输的基本单位为字，每个字由32位组成，包括标号位（LABEL）、源终端识别（SDI）、数据组（Data Field）、符号状态位（SSM）和奇偶校验位（P）。总之，飞机采用ARINC429数据总线的优点是克服了模拟传输带来的高成本、传输线多、可靠性差等缺点，在减轻了飞机和设备重量的同时又提高了信息传输的精确度，现已广泛应用于民航飞机。

2 故障描述

执行波音737-800飞机定检时，在后期通电测试阶段发现VHF1不工作。在驾驶舱RCP1选择VHF1，有效频率窗口（ACTIVE）显示INOP；在RCP2和RCP3也选择VHF1，RCP2和RCP3的有效频率窗口（ACTIVE）同样显示INOP。无线电通信面板和状态显示图如图1所示。此时，飞机供电正常，VHF2和VHF3系统工作正常。在本架飞机定检之前，机组未提出VHF存在任何使用问题和故障现象。

针对此故障进行排故，过程如下：

1）断开VHF1跳开关，复位VHF1系统，参考TASK 23-12-41-800-802执行无线电调谐面板的显示转换程序。通过对LRU内部模块的复位，IONP消失，RCPACTIVE窗口显示正常频率，VHF1系统工作正常。但是，VHF1系统在长时间通电后，再次显示INOP信息，VHF1不工作。此故障信息可以被复位，但是时有时无，属于间歇性故障。

2）按压RCP上的TEST电门，对VHF收发机进行可靠性检查。当按压TEST电门时，停止收发机的干扰抑制，可听到静电干扰的声音。在VHF收发机上按压TEST电门，起始甚高频系统自测试，测试包括收发机自测试、输入串行调谐测试、天线VSWR电压驻波比测试。VHF收发机的LED指示正常，没有显示当前存在任何故障，但RCP上的INOP依然存在。

3）由于当时没有新的LRU，也没有条件从其他飞机上串件，只能进行系统之间相同LRU的对调。分别进行了如下部件对调：VHF1收发机与VHF2收发机，RCP1与RCP2，RCP1与RCP3。但是无论怎样互换，做相同的操作和测试，在任何RCP上选择VHF1，还是会出现INOP信息，且VHF2和VHF3始终工作正常，显示正确。因此，对调LRU也无法确定故障源。

4）分析VHF系统原理，当RCP接收不到VHF收发机信号时会显示INOP。出现此情况的主要原因包括：a.没有安装VHF收发机.b.VHF收发机无电源；c.VHF收发机不能发送ARINC 429数据到RCP；d.RCP无法接收到来自VHF收发机的ARINC 429信号；e.连接VHF收发机和RCP之间的线路存在问题。通过之前的检查可以推断相关LRU供电正常，并且收发机本身无故障，下一步重点工作是全面检查导线通路，检查是否有断路或短路的情况。根据线路图手册，检查VHF1收发机的OMS DATA OUTPUT、FREQ SEL PORTA& PORT B、PORT SEL DISCRETE与RCP1之间的数据传输导线；检查VHF1收发机与RCP2，RCP3和VHF 2号收发机之间数据传输交联的导线。检查结果表明，所有导线通路正常，并没有任何的断路或短路情况。

5）根据SSM，进一步分析甚高频通信系统原理和信号传输特性，发现VHF收发机将状态数据（VHFl STATUS 429PORT IN）同时提供至3个RCP（见图2）。VHF COMM l TRANSCEIVER的C14和D14连接RCPl D10601的1钉和2钉；连接RCP2 D10603的1钉和2钉；连接RCP3D10605的1釘和2钉。因此，3个RCP应该是同时接收到VHFl STATUS信息，设备之间的传输介质为ARINC 429总线。通过量线，确定线路没有问题。执行VHF自测试，确定收发机本身无故障。因此推断，很可能是由于某一个RCP内部模块的间隙性故障导致了出现INOP信息。由于对调RCP不能确定故障件，所以必须使用可用件进行排故，最后发现其中一个RCP存在故障，其1钉和2钉短路。鉴于ARINC 429单向传输的特性，以及3个RCP并联关系，判定故障原因为：一个RCP内部模块间隙性短路，使ARINC 429总线短路，又由于并联关系，导致连接3个RCP的线路都存在短路问题，因此在任何RCP上选择VHF1，都会显示INOP信息。由于ARINC429的单向传输特性，RCP短路并不会影响收发机发射输出数据，更不会影响收发机的自测试。

3总结

在条件允许的情况下，排故时最好使用已知、可用的LRU，或者使用其他飞机系统工作正常的LRU，尽量避免在有潜在故障或有不确定因素的情况下，同一架飞机系统间相同LRU的对调。ARINC 429已广泛应用在民航客机中，且越来越多的航空电子设备采用了数字化技术，数字传输成为设备之间主要的传输途径。在分析电路和原理时，一定要考虑ARINC 429的单向传输特性。