民航ThalesILS設備故障情況及應對策略

摘 要：介紹了五類現代化復雜電子設備的故障率曲線，分析了廣州白云機場Thales儀表著落系統（ILS）設備現狀故障情況，并提出對浴盆曲線、復雜航空電子設備、廣州白云機場Thales ILS設備故障不同情況的應對策略。

關鍵詞：航空電子；Thales；儀表著落系統；ILS；故障率

民用航空設備日趨復雜多樣化，而民用航空業對設備的安全性要求非常之高，關系人民的生命、財產安全。隨著電子化水平不斷的提高，航空設備都有電子裝備，電子設備的故障直接影響到民用航空業的安全，其故障情況格外引人關注。電子設備故障的研究始于航空電子，民航電子設備故障的研究有助于對其設備正常運行提供指導，在故障率比較高的情況下，指導人們提前做好預案，提出行之有效的應對措施，預防突發的故障對民用航空業的安全性構成威脅。

1 現代化設備的故障率曲線

大量電子設備的故障統計規律是符合浴盆曲線[1]，通過長期研究發現一些現代技術裝備的設備，其故障規律與浴盆曲線并不一致。除了浴盆曲線外，設備的故障率還有以下五類情況[2]，如圖1所示。

A說明了恒定的或者略增的故障率情況，出現明顯的磨損期，有耗損故障期。B說明了緩慢增長的情況，無明顯的磨損期。C說明了新設備剛出廠時故障率低，隨后故障率急劇地增長，直到一個穩定的情況。D說明了設備穩定的故障率，故障是偶然因素所致。E說明了設備出廠時有早期高故障期，然后出現偶發故障期故障率穩定下來。以上五類情況，宏觀上看是浴盆曲線三個故障期疊加而成。

對民用飛機的故障情況統計分析發現，有4%的設備符合典型的浴盆曲線，2%的設備符合A，5%的設備符合B，7%的設備符合C，14%的設備符合D，不少于68%的設備符合E。通常來講，對實際的電子產品設備的故障率應該屬于圖1所示的五種曲線中的一種或幾種的合成，浴盆曲線也認為是曲線A、D和E的組合。人們對航空設備故障率曲線的研究，發現復雜設備無耗損區的規律，即設備故障率取決于其復雜性，設備越復雜，其故障曲線越是接近于曲線D和E，復雜航空電子設備的使用壽命也就較長。

2 白云機場Thales ILS設備故障情況

2.1 Thales ILS設備故障統計

廣州白云機場ILS系統2004年投入使用，采用的是意大利Thales（泰勒斯）公司的ILS 410儀表著落系統，雙跑道一共四套ILS，4臺下滑GS412設備、4臺航向LOC411設備，4臺測距FSD-40設備。對廣州白云機場的ILS需要維修故障板件的故障次數進行了統計，統計從2005年到2012年，如表1所示。

從表1統計的情況看，Thales ILS 410儀表著落系統從運行初期的低故障（2005、2006、2007年），之后故障次數緩慢上升，未見穩定。儀表著落系統是一種復雜性的電子設備，其故障情況應比較接近五種故障曲線的D和E才比較正常。對于安全性高要求的民用航空電子設備，其故障情況屬于嚴重。

設備故障率=[（停機等待時間+維修時間）/計劃使用總時間]×100%，Thales ILS 410儀表著落系統設備采用的是“一主、二備、三應急”，在設備故障時，為了減少設備停機等待時間，直接是用備件更換故障板件讓設備繼續正常運行，只要設備正常運行，維修時間較寬裕沒有嚴格的控制，因此設備故障率也無法真實反應民航設備情況，所以用故障次數大致的反應故障情況。

2.2 Thales ILS設備故障現狀

設備正常運行過程中存在參數漂移現象，表2列出白云機場20R-LOC參數DDM Course Width. Integral在2011年1月飛行校驗后一季度內周維護參數的統計情況，監控器顯示參數變化值是從-14.5到-16.9，這一變化范圍容易造成監控錯誤。

為了穩定航向、下滑設備功放板件的溫度，在實際運行中，保持機房溫度在22 ℃，另外還增加一臺風扇加強散熱。風扇對準設備門吹，門需要打開一定控制好的程度，散熱過快或者不夠都會造成參數波動。不用風扇時，MOD-110P板件的熱成像照片（圖2左）顯示最高溫度81.4℃。開著風扇時，其熱成像照片（圖2右）顯示最高溫度58.3℃。對比關風扇和開風扇時功放板件的熱成像儀照片，其溫度差23.1℃，說明風扇的作用很明顯。從故障的元器件看，大功率電阻和功率放大管發熱量大，容易損壞。此外，廣州地區年溫濕度變化大，室外設備電纜接頭容易銹蝕。

3 設備故障應對策略

3.1 浴盆曲線故障對策

早期故障期階段對策：在設備正式投入使用前，盡可能通過在稍微偏離設備正常工作環境下試運行、調整，讓早期故障提早出現，迅速找到問題并解決，把故障率穩定下來，提早進入偶發故障期。

偶發故障期階段對策：規范設備操作，穩定使用環境，加強日常保養維護，延長設備使用壽命，出現故障立即排解，分析故障并做好預防措施避免這類故障再次發生。

耗損故障期階段對策：動態檢測設備故障情況，在判斷耗損故障到來前，采取預先更換措施，定期更換電子部件。

3.2 現代化復雜航空電子設備故障對策

復雜航空設備故障率曲線的研究，發現復雜設備無耗損區規律，故障曲線接近于圖1的曲線D和E，其故障情況相當于是浴盆曲線早期故障期和偶發故障期的組合。復雜航空電子設備故障對策應采用浴盆曲線故障的早期和偶發故障期階段對策即可。

3.3 白云機場Thales設備故障對策

從對Thales ILS 410設備故障統計得出的結論：運行初期故障低，隨后故障次數緩慢的上升。白云機場的Thales故障逐漸進入到浴盆曲線的耗損故障期階段，屬于五類情況的A，其對策是：采取更換措施，計劃定期更換電子部件。具體的措施有：備足Thales設備備件，特別是購買大功率的電阻、功放元器件；對現有Thales設備提出淘汰計劃；對故障隱患做計劃解決，如對Thales設備背板焊接；嚴格控制設備工作環境的溫濕度；按規范制度定期檢查設備，重點檢查室外設備。從管理角度考慮，可以采用設備零故障管理防控故障。

4 結束語

介紹了五類現代化復雜航空電子設備的故障率曲線，分析了廣州白云機場Thales設備故障情況，運行初期故障低，隨后故障次數緩慢的上升， Thales ILS設備故障的趨勢警示民航的安全性嚴峻。對廣州白云機場Thales ILS設備故障具體情況提出對策和應對措施。

參考文獻

[1]陸朝榮，施毅.設備故障率和設備維修策略[J].石油化工技術經濟，2004，20（3）.

[2][英]J·莫雷.以可靠性為中心的維修[M].北京：機械工業出版社，1995.

[3]呂俊霞.電子設備的故障及其規律分析[J].電子質量，2007（10）.