一起飞参数据显示异常故障分析

李家文

国营芜湖机械厂 安徽芜湖 241007

飞参数据反映了飞机各个部分的状态,对飞参数据进行分析即可了解飞机的状态以及是否存在故障等[1]。右襟副翼作为飞参数据的一种,用于测量飞机操纵系统中活动部件的转动角度,并将与角度相对应的电信号送到飞参系统和其他相关机载设备,直接关系到飞行员实现对飞机的控制以及是否完成飞行任务,一旦出现问题,飞行员就无法对飞机实现有效的控制,会造成重大的经济损失以及人员伤亡。从而对飞参数据(右襟副翼)显示异常故障分析具有重大意义。

1 故障现象

某型飞机在地面对飞机操纵系统各项参数进行校准时,利用飞参外场检查仪检查右襟副翼上的角位移传感器时,发现“右襟副翼”参数数值从小到大变化以及从大到小变化时较缓慢,同时也出现卡滞现象,严重影响飞机的正常飞行。

图1 系统机载设备飞参外场检查仪连接图

2 机理分析

2.1 基本原理

飞行参数记录系统通过采集器采集飞机操纵系统右襟副翼位置参数测量通道的数据,并将该数据通过系统内总线传送到记录器和快取记录器记录保存,同时飞参外场检查仪利用转接电缆连接机上的飞参系统检查插座对右襟副翼参数进行检查。其中位于右襟副翼的角位移传感器主要用于测量操纵系统中活动部件的转动角度,并将与角度相对应的电信号送到飞参系统和其他相关机载设备。

图2 “右襟副翼”参数测量原理图

图3 角位移传感器机上示意图

图4 采集器机上示意图

角位移传感器由外壳、传动组件、转动组件、电位计组件、电刷组件、电缆和插头等组成,其工作原理是利用飞机各系统操纵机构的角度发生变化时,使传感器上的一对电刷在电位计上也随着发生相应的转动,从而输出与角度成比例的电压信号。正常情况下,改变角位移传感器上输出摇臂的偏转角度时飞参外场检查仪上右襟副翼的电压值应能实时随之改变。但根据故障现象其飞参外场检查仪上右襟副翼的电压值变化缓慢,响应速度较慢。

图5 角位移传感器产品结构图

图6 角位移传感器与采集器的电路连接图

2.2 检测原理

角位移传感器是电位器式电阻传感器,主要有元件、骨架及电刷(滑动触点)等组成,电刷相对于电阻元件的运动转动。当被测量发生变化时,通过电刷触点在电阻元件上产生移动,该触点与电阻元件间的电阻值就会发生变化,即可实现位移(被测量)与电阻之间的线性转换,这就是电位器传感器的工作原理。图7为角位移传感器的原理图,若作为变阻器使用,则电阻值与角度的关系见式(1)。

1.电阻丝;2.电刷;3.骨架

图7 角位移传感器的原理图

(1)

若作为分压器使用,电势与角度的关系见式(2)。

(2)

角位移传感器输出的电压,即采集器采集的电压Uα范围为(6.3±0.003)V。

采集器通过飞机上的传感器以及设备总线,采集来自飞机操纵系统中的右襟副翼飞参数据信息,通过HDLC系统总线送至记录器进行记录。采集器有采集和通信控制模块、UART总线信号接口模块、ARINC429总线信号接口模块、交流和同步器接口模块、开关和频率信号接口模块、直流模拟信号接口模块、电源信号接口模块以及模拟和频率信号扩展接口模块等组成。其采集器组成原理框图如图8所示。

图8 采集器原理框图

3 故障树分析

通过上述分析,“右襟副翼”参数显示异常的原因有:采集器故障、角位移传感器故障、通信总线故障、角位移传感器与采集器线路故障公共地线故障、外场检查仪采集线路故障。

建立故障树如图9。

图9 “右襟副翼”参数显示异常故障树

4 故障复现定位

根据分析,制定检查措施如下:

(1)检查通信线路故障:打开外场飞参检查仪,查看其他飞参显示数值是否正常。

(2)检查插座与外场飞参检查仪之间的转接电缆线路故障:测量转接电缆各个引脚的通断及绝缘情况。

(3)检查角位移传感器:拆下位于右襟副翼上的角位移传感器与位于右前缘襟翼位置的角位移传感器,互换两者位置,看外场飞参检查仪上的“δ右前缘襟翼”与“右襟副翼”两者参数显示是否正常。

(4)检查采集器工作性能:串装同件号同软件版本的采集器,查看“右襟副翼”参数显示是否正常。

(5)检查角位移传感器与采集器线路故障:分别测量角位移传感器连接插座328F的3号、4号引脚与采集器插头311F-X2的22号、23号引脚的通断及绝缘情况,在飞机通电情况下测量角位移传感器连接插座328F的1号引脚与6号引脚、2号引脚与5号引脚之间的电压值是否正常及显示值是否稳定。

根据制定的检查措施进行检查,检查结果如下:

(1)外场飞参检查仪自检成功,总线上其他飞参数值显示均正常,唯独位于右襟副翼的角位移传感器的数值显示异常。

(2)测量转接电缆各个引脚的通断及绝缘,均无问题。

(3)互换右襟副翼上的角位移传感器与位于右前缘襟翼位置的角位移传感器后,“右前缘襟翼”参数显示正常,而“右襟副翼”参数显示依旧异常。

(4)串装同件号同软件版本的采集器至机上,“δ右襟副翼”参数显示值依旧异常。

(5)在飞机通电情况下测量角位移传感器连接插座328F的1号引脚与6号引脚、2号引脚与5号引脚之间的电压值均为6V左右且显示稳定;在飞机断电情况下测量采集器连接插座328F的4号引脚与FA-80B插头311F-X2的23号引脚的通断及绝缘情况均正常,测量角位移传感器连接插座328F的3号引脚与采集器插头311F-X2的22号引脚的不通,通过修复其线缆后,通电检查后“右襟副翼”参数显示正常。

结语

飞机操纵系统共有12个角位移传感器分别安装在操纵系统各成品输出摇臂的铰接点上,为飞参系统提供电信号。建议后续排除角位移传感器飞参数值显示异常时,首先考虑测量角位移传感器与飞参采集器之间的信号线通断及绝缘情况,然后按流程排查,最后确定具体的故障并排除,要避免不必要的拆装。