失速保護(hù)系統(tǒng)上電短暫抖桿問題研究

韓亞龍+岳峰

摘 要：針對某型飛機(jī)失速保護(hù)系統(tǒng)，分析了上電短暫抖桿問題，運(yùn)用故障樹分析方法初步定位了問題原因，研究了問題現(xiàn)象與機(jī)理，深入分析了失速保護(hù)系統(tǒng)的信號傳輸與失速保護(hù)計(jì)算機(jī)的啟動時間，準(zhǔn)確定位了問題的根本原因，并提出了一種解決方案。

關(guān)鍵詞：失速保護(hù) 迎角 故障樹 時序

中圖分類號：V241.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）01（b）-0065-02

飛機(jī)迎角超過臨界迎角時，機(jī)翼上表面氣流會發(fā)生分離，飛機(jī)升力系數(shù)降低，阻力系數(shù)增加，進(jìn)而導(dǎo)致飛機(jī)進(jìn)入失速狀態(tài)，如果無法及時改出失速，嚴(yán)重情況會造成機(jī)毀人亡的災(zāi)難性后果。飛機(jī)在航前需對失速保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行測試，工作正常時飛機(jī)才能放行。如果失速保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，可能對飛機(jī)產(chǎn)生不安全的影響。該文對某型飛機(jī)失速保護(hù)系統(tǒng)上電后出現(xiàn)的抖桿問題進(jìn)行了研究，使用故障樹方法分析了問題原因并提出了有效的解決方案。

1 上電抖桿現(xiàn)象

某型飛機(jī)使用兩套失速保護(hù)系統(tǒng)提供失速保護(hù)功能，飛機(jī)在空中迎角超過一定閾值后，失速保護(hù)計(jì)算機(jī)（Stall Protection System，SPC）發(fā)出抖桿信號，驅(qū)動振桿器振動駕駛桿，向飛行員提供明顯的觸覺告警；如果迎角進(jìn)一步增大，失速保護(hù)計(jì)算機(jī)會驅(qū)動俯仰伺服使駕駛桿前推，使機(jī)頭下俯，避免進(jìn)入失速狀態(tài)。

某型飛機(jī)執(zhí)行調(diào)機(jī)飛行任務(wù)，在地面使用發(fā)電機(jī)供電，任意一側(cè)風(fēng)標(biāo)角度大于20°時，飛機(jī)地面上電出現(xiàn)短暫的駕駛桿抖桿現(xiàn)象。

2 上電抖桿原因分析與定位

飛機(jī)在地面出現(xiàn)上電短暫抖桿的原因可能有硬件故障、計(jì)算機(jī)輸出錯誤信號及上電瞬間失速告警功能短暫激活（如圖1）。

根據(jù)故障樹對上電抖桿問題進(jìn)行故障分析定位。

2.1 線路故障

SPC的線路故障可能導(dǎo)致抖桿器回路短暫接通，發(fā)出非正常的抖桿信號。通過對機(jī)上抖桿器線路進(jìn)行排查，可以排除線路故障。

2.2 成品件設(shè)計(jì)缺陷

抖桿器或SPC如果存在設(shè)計(jì)缺陷，可能意外觸發(fā)抖桿。抖桿器和SPC均為符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定產(chǎn)品，通過地面測試也能驗(yàn)證成品件工作正常，可以排除成品件設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致上電抖桿。

2.3 失速告警功能短暫激活

通過地面上電試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在任意一側(cè)風(fēng)標(biāo)角度超過失速告警閾值時，會發(fā)生上電短暫抖桿現(xiàn)象，而將兩側(cè)風(fēng)標(biāo)角度調(diào)整至水平狀態(tài)時，則不會出現(xiàn)上電抖桿現(xiàn)象，說明上電過程中失速告警功能被短暫激活。

3 上電抖桿現(xiàn)象根原因分析

失速保護(hù)系統(tǒng)有3種工作模式，即空中模式、地面模式和自測試模式。如果SPC接收到起落架系統(tǒng)的位置和作動控制組件（Position and Actuation Control Unit，PACU）發(fā)出的輪載信號指示飛機(jī)在空中并持續(xù)3 s以上，或者飛機(jī)的空速大于80節(jié)并持續(xù)3 s以上，系統(tǒng)進(jìn)入空中模式，此時失速告警功能激活；如果飛機(jī)未處于空中模式和自測試模式，則失速保護(hù)系統(tǒng)工作于地面模式，失速告警等功能被抑制；如果在地面模式下按壓自測試按鈕，當(dāng)與SPC交聯(lián)的系統(tǒng)工作正常時，可啟動自測試模式，檢測失速保護(hù)系統(tǒng)是否正常工作。（如圖2）

當(dāng)系統(tǒng)處于空中模式時，SPC將飛機(jī)的當(dāng)前迎角與預(yù)設(shè)的失速告警、失速推桿、自動點(diǎn)火工作迎角相比較。當(dāng)飛機(jī)迎角大于預(yù)設(shè)工作迎角時，SPC將發(fā)出相應(yīng)的失速告警信號、失速推桿信號和發(fā)動機(jī)自動點(diǎn)火信號。

通過分析SPC與PACU上電自啟動時序的分析，SPC與PACU上電啟動時間存在一定差異。PACU啟動完成前輸出給SPC的輪載信號默認(rèn)為空中，此時SPC進(jìn)入熱啟動，進(jìn)入正常操作模式所需要的最大延遲為2 s，SPC完成啟動后接收到的輪載信號持續(xù)3 s以上，SPC進(jìn)入空中模式，此時風(fēng)標(biāo)角度如果超過失速告警閾值，會發(fā)生短暫的抖桿現(xiàn)象。

4 解決方案

PACU啟動完成后，會根據(jù)飛機(jī)狀態(tài)發(fā)出正確的輪載信號。SPC接收到輪載信號為地面時會進(jìn)入地面模式，從而抑制失速告警功能。在前文的理論分析的基礎(chǔ)上，提出一種解決方案，在飛機(jī)上電前檢查兩側(cè)風(fēng)標(biāo)角度，將風(fēng)標(biāo)置于接近水平位置，可以避免抖桿現(xiàn)象的發(fā)生，該方案經(jīng)過驗(yàn)證是有效可靠的。

5 結(jié)語

該文針對某型飛機(jī)的失速保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)的上電短暫抖桿問題，通過故障樹方法對問題的可能出現(xiàn)的原因進(jìn)行了分析和初步定位；基于對失速保護(hù)系統(tǒng)的工作模式和上電時序的深入分析，確定了發(fā)生上電抖桿現(xiàn)象的根本原因，并提出了一種有效的解決方案。

參考文獻(xiàn)

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