Cessna172s飞机迎角指示系统常见故障分析

摘 要：Cessna172s飞机是中飞院即将大规模引进的主力训练机型，目前学校先期租用的Cessna172s飞机已经投入了运行，和Cessna172R飞机相比，172S飞机增加了迎角指示系统，包含迎角计算机和迎角传感器，飞机总在临界迎角发生失速，增加了迎角指示系统后，可以更好地帮助飞行员避免失速，通过音频、视频或者震动的方式，引起机组人员的高度警觉。本文通过分析该系统的组成、工作原理、使用方法，总结常见故障和排故方法，对今后Cessna172s飞机在中国民航飞行学院大规模的使用和维护提供借鉴。

关键词：Cessna172s飞机;迎角指示系统;故障分析

前沿 迎角指示系统是一种精确的机翼升力测量和显示系统，旨在帮助飞行员实现一致的起飞、爬升、巡航和着陆进近性能。使用机翼前缘流量测量设备，迎角指示系统可精确感应机翼前缘周围的气流。该系统为飞行员提供基于迎角的高升空操作条件指导，包括正常和短距离起飞、最佳爬升率（Vy）和最佳爬升角（Vx）。Cessna172s 机队加入学院训练机队时间较短，迎角指示系统各类故障偶发出现，往往让飞行教员和学员倍感压力，原本是提高飞机安全余度的迎角指示系统，由于故障发生，经常让无经验的学员在听到音频和显示告警后措手不及，很有可能导致飞机失速情况发生，进而危及飞行安全。迎角指示系统的排故和维护对于保障飞行安全、提高飞机可靠性具有重要意义。

1、迎角指示系统简介

迎角指示系统由安装在机翼前缘的迎角传感器和安装在仪表板顶部的迎角计算机组成。迎角指示系统提供精确的迎角指示信息，它通过创新的视觉显示和音频输出帮助实现一致的起飞，爬升，巡航和着陆进场性能，并且跟踪机翼上的停滞点来测量迎角的精确变化，在飞行的所有阶段提供迎角趋势信息，无论飞机重量或重心如何，均以“最佳角度”和“最佳速率爬升”指示最大效率，通过LED参考标记提高效率，以补偿巡航中的逆风，通过低空速感知警告提高态势感知，它具有即时的视听反馈，同时该系统是一套完全独立的系统，这意味着当皮托管系统出现故障时，它可用作备用系统。

2、迎角指示系统的操作原理

当飞机机翼在空中移动时，它会分割空气气流。在分开的气流的中心是一个狭窄的区域，称为停滞点。停滞点的位置唯一代表机翼的迎角。随着迎角的增加，前缘停滞点在机翼下表面沿弦向后移动。迎角传感器通过弹簧加载的叶片感测停滞点的位置。提升传感器旨在检测停滞点的位置，并将此信号中继到迎角计算机。其中包括在正常和短距离起飞和着陆操作期间机翼升力接近最大，而迎角指示与优化的远程巡航和最大的续航能力相关。降低机翼的迎角可使停滞点向前移动，增大迎角将其向后移动，如下图所示。在最大的后部位置，机翼升力迅速降低，此时为发生失速的迎角。

在《飞机飞行手册》（AFM）或《飞行员操作手册》（POH）中，发生失速的速度是根据指示的空速给出的。失速速度随飞机的总重、重心、倾斜角、机动载荷和机翼襟翼配置而变化。由于停滞点的移动，因此升力传感器会感应到机翼的前缘流量，从而准确地显示迎角。 相对于失速测得的迎角显示在迎角计算机上颜色编码的LED（绿色/琥珀色/红色）上，该LED垂直安装在仪表板的上，可以将飞行员选择的参考标记设置为所需的操作参考。

对于低空速感知，高迎角趋势信息通过显示两个闪烁的红色LED和向驾驶舱扬声器或飞行员耳机输出的类似“盖革计数器”的音频来补充飞机失速警告系统。音频信号在两个黄色LED点亮时开始，并随着迎角接近失速而增加频率。

3、常见故障分析总结

3.1 迎角计算机灯不亮

排除方法：

首先检查系统断路器，如果断路器闭合，则检查到迎角计算机的配套連接器的10号插钉的接线，确认迎角计算机配对连接器的10号插钉上的电压为24V，尝试将迎角计算机配对连接器的10号插钉调整为与迎角计算机连接时更紧密的接触。如果断路器和10号插钉的接线良好，则检查8号插钉的接地情况。如果上述情况都是好的，则更换迎角计算机。

3.2 开机自检后迎角计算机显示为空

排除方法：

（1）按住迎角计算机的上的两个按钮2秒钟。确认所有参考标记灯将照亮LED段的图案。如果LED指示灯8、9和10点亮，则拆卸迎角传感器，并使用替代的电缆连接传感器和计算机，之后重新启动系统，如果系统通过自检，并且正确的LED指示灯点亮，则检查电缆是否正确连接或损坏。

（2）如果在重新接通系统电源后和自检之后，计算机仍为空白，则更换传感器。

（3）如果LED 11点亮，则更换传感器。

（4）按住计算机上的两个按钮2秒钟，如果LED 6或7点亮，则同时更换传感器和计算机。

3.3 开机自检后，如果顶部的红色计算机上LED（LED 1）点亮并以1 Hz的频率闪烁。

排除方法：

重新进行系统校准

3.4 如果参考标记LED不能单按按钮移动，或者参考标记LED可以通过多个按钮移动多个位置

排除方法：

更换迎角计算机

4 结束语

通过分析迎角指示系统的组成、结构和原理，总结出一些常见的故障现象（开机自检后空白、灯不亮，灯不能随按键移动等），并对其进行分析相应的解决方法，在今后的维护实践中，需要进一步加强迎角计算机插头的清洁，迎角传感器叶片的检查，进一步减少故障率。

参考文献

[1] CESSNA172S Maintainance Manual.

作者简介：邱啸（1991-），男，浙江衢州人，现职称：助理工程师，学历：大学本科，现就职单位：中国民航飞行学院新津分院，研究方向： 机务维修

基金项目：中国民航飞行学院青年基金项目，项目立项编号 Q2020-231。