波音737-800 飞机惯性基准系统故障统计分析

2020-09-18郭纪春山东航空股份有限公司工程技术公司

航空维修与工程 2020年7期

郭纪春/山东航空股份有限公司工程技术公司

0 引言

惯性基准系统（IRS）是飞机的重要系统，与之交联的系统很多。虽然MEL中有一部IRS 发生故障时的相关放行条款，但这样自动驾驶就无法使用，因此，为了减轻机组负担，IRS 故障通常不能按MEL 保留放行。近几年来IRS 故障率一直居高不下，有必要对故障进行分析研究，以提高排故的准确性，降低飞机延误率。

1 IRS 故障统计

IRS 是大气数据惯性基准系统（ADIRU）的一个子系统，主要为飞机提供姿态、当前位置、地速、航向等数据。经统计，山航波音737-800 机队2015 ～2019 年出现IRS 故障115 起，各类故障占比如图1 所示。

图1 IRS故障统计

从统计数据来看，IRS 故障主要集中在FAULT 灯亮、MAP 故障旗和位置漂移三类，占比高达83%。

2 IRS 系统FAULT 灯亮故障分析

在上述故障统计中，FAULT 灯亮故障的占比为37%，高居首位，是IRS 系统最常见的故障。无论是地面还是空中，ADIRU 的IR 功能失效时FAULT 灯都会点亮，故障部件一般就是ADIRU。即使对其重新校准，但因ADIRU 故障影响的系统较多，因此只要是在航材保障和时间充足的情况下一般都会将其换掉。ADIRU 平均装机两年即需要更换一次，可靠性不高，而且部分件号的ADIRU 还存在硬件缺陷。

ADIRU 目前没有实质性的升级改装措施，故障主要由内部激光陀螺性能衰减造成，送修时厂家会进行检测并视情更换激光陀螺。

3 IRS 系统位置漂移故障分析

IRS 位置漂移也是ADIRS 的常见故障，故障时会在CDU 触发“VERIFY POS：IRS-FMC”或“VERIFY POS：IRSIRS”信息。在FIM34-21TASK836 中有排故程序，首先应根据AMM 手册完成IR 径向位置误差检查和剩余地速检查，如果超出手册范围则需更换设备，如果未超出手册范围且故障首次出现，可以先飞行观察。

件号为HG2050BC02 的ADIRU，由于设计缺陷，经常会出现较大的位置漂移和地速误差。波音公司为此下发737NG-FTD-34-16009 对此情况进行了说明，除非检测有硬件故障、位置漂移或地速误差超出手册标准，否则不更换ADIRU。针对位置漂移造成误差的临时解决措施是：飞行当天将ADIRU 保持在NAV 位；如果ADIRU 在NAV 位的累计使用时间超过18 小时，则可以关闭后再打开。

4 IRS 系统ND 上出现MAP 故障旗的故障分析

4.1 MAP 故障旗的故障排故措施统计

2015 ～2019 年公司共发生MAP故障旗的故障32 起，占比28%，仅次于FAULT 灯亮的故障。MAP 故障旗出现时，往往机组反映还伴随其他故障现象。例如，飞机在地面时，一般还伴有航向消失、无IRS 位置、ALIGN 灯常亮或出现故障代码“09”；飞机在空中时，伴有A/P 断开、TCAS FAIL、WXR AUTOTILT FAIL、PWS FAIL 等现象。

表1 MAP故障旗处理措施统计

单从故障现象来看，很容易认为出现MAP 故障旗是ADIRU 故障所导致，但从表1 统计的排故措施及排故占比中发现，这些故障多数是通过更换模式选择组件（MSU）来排除的。

4.2 MSU 工作模式及故障分析

MSU 上有4 个位置OFF、ALIGN、NAV、ATT，分别对应ADIRU 的不同工作方式，如图2 所示，4 种工作方式的作用如下。

a. OFF：失去校准，系统所有电源断开。

b. 校准（ALIGN）：将选择器从OFF 转至ALIGN，进入校准过程；从NAV 转至ALIGN，进行快速校准，同时可消除地速误差。但在AILGN位，即使校准完毕，ALIGN 灯会保持常亮，IRS 也不会向其他系统提供数据。

c. 导航（NAV）：校准过程结束且输入当前位置后，系统自动进入NAV方式。仅在NAV 方式下IRS 能为飞机系统提供正常数据。

d. 姿态（ATT）：仅能提供姿态和航向信息，需要在CDU 上输入航向数据。

从图2 可以看出，ADIRU 模式的改变是由MSU 上两个电门不同的组合方式给出的。只有当两个电门都闭合接地时，IRS 才工作在NAV 方式；如果两个电门中的任一个接触不良，ADIRU就会进入ALIGN 或ATT 方式。这多是由于MSU 电门多次作动或内部有污染使电门无法可靠闭合造成的。当MSU失效在ALIGN 或ATT 方式时，会表现不同的故障现象，但故障原因却可能很隐蔽，容易造成对故障的误判，下面逐一进行说明。

1）MSU 调至NAV 位实际却在ATT 位

此时IRS 进入ATT 模式。ADIRU将俯仰和横滚姿态校准到0°，但需要人工输入航向数据，航向数据可以通过CDU 输入。在航向数据输入前，ISDU 上会显示“09”代码，同时CDU上显示“SET IRS HDG”，如图3 所示。由于CDU 上的“SET IRS HDG”位置比较隐蔽，机组一般不会注意到；而ISDU 上显示的“09”代码，只有当MSU 上SYS DSPL 选择电门调到故障一侧的惯导时才会显示；飞机在地面时ADIRU 自检却不会有故障历史。因此，此类故障出现时，机组可能仅仅反映ND 上出现MAP 故障旗这一个故障现象。

2）MSU 调至NAV 位实际却在ALIGN 位

此时IRS 进入ALIGN 模式。在CDU 上输入位置后，ADIRU 只完成校准，不会向其他系统提供数据。这种情况故障现象比较明显，即使最后校准完成，MSU 上的ALIGN 灯也保持稳亮，ISDU 倒计时显示“0”，但ADIRU 却不会显示或记录任何故障代码，如图4所示。由于在ALIGN 模式下ADIRU 不输出数据，ND 上MAP 故障旗就不会消失，PFD 上也不显示姿态球。