飛控系統故障排解實施方案分析及應用

崔鋒

摘 要：飛機飛控系統故障在民用飛機試飛期間時有發生，快速有效的定位故障原因對試飛的時效性尤為重要，而安全可靠的故障排解方案又直接影響故障定位的準確度。本文結合某型飛機的排故經驗，總結出一套切實有效的排故方案，并給出實例，該方案是對后續型號飛控系統排故工作具有一定的參考價值。

關鍵詞：飛控系統 故障排解

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2017）06-0-02

引言

民機試飛驗證是項目投產前的重點工作，而在前期飛控系統由于自身穩定性以及和機上其它系統的交聯匹配性，會導致試飛過程中時有出現飛控系統故障，而正常的飛控系統作為民機試飛的先決條件，保障飛控系統的正常和及時合理有效排解系統故障，對試飛工作順利快速推進尤為重要。

本文基于某型飛機試驗試飛經驗，提出一套有效的故障排解實施方案，并給出案例分析，表明該排故方案能夠快速有效的解決飛控系統故障的定位，保障試飛工作的時效性。

一、飛控系統故障定位和排解方案簡述

當試飛中出現飛控系統故障，故障定位和排解方案實施步驟如下：

1.首先需要確認故障出現時的飛機狀態，包括飛機源狀態，進行了哪些工作或操作；

2.采集所有相關的故障信息和監控信息，有必要進行再次故障復現；

3.查看所有故障信息，并結合故障出現的時機，基于系統架構和原理，分析所有可能的原因，并針對每個原因找出對應的設備，梳理故障樹；

4.根據故障樹，結合機上操作的難易度和故障定位設備的可能性，排出排故次序，并預想每次排解后可能的狀況，每種狀況又對應何種結論，依次進行最終定位并解決故障。

二、案例分析和排故方案運用

1.案例描述

某型飛機在試飛過程中曾經出現左副翼報故，經地面檢查，確認如下CMS

信息觸發：

P-ACE 3-1 LOB Ail PCU Press Exc Interface

P-ACE 3-1 LOB Ail PCU Retract Press Interface

P-ACE 3-1 LOB Ail PCU Extend Press Interface

P-ACE 3-1 LOB Ail PCU SOV Interface

P-ACE 3-1

Ail LOB PCU

P-ACE 5-1 LIB Ail PCU Press Exc Interface

P-ACE 5-1 LIB Ail PCU Retract Press Interface

P-ACE 5-1 LIB Ail PCU Extend Press Interface

P-ACE 5-1 LIB Ail PCU SOV Interface

P-ACE 5-1

Pil LIB PCU

上述信息直接顯示，左側副翼兩個作動器進油壓、出油壓及作動器激勵接口數據異常，后通過地面長時間的試驗復現了該故障。

2.原因分析

根據上述現象分析，故障復現極其困難，并非穩定出現，地面檢查，出現該故障時觸發了系統力紛爭監控器。根據飛控系統設計原理，分析導致該故障的可能原因如圖1所示。

3.故障排查

根據故障時捕捉到的數據，首先分析了駕駛艙模塊發出的指令、飛控系統

計算機發出的增益調節指令，結果表明故障瞬間系統指令均正常，可排除駕駛艙模塊和飛控計算機發出的指令異常的可能。

再通過對比左右副翼作動器RAM位置數據及左右副翼舵面位置數據，發現左側副翼兩個通道RAM位置與副翼位置不能實現很好的同步，如圖2和圖3。同時，通過對比左右側副翼作動器壓力數據可知，左側副翼力紛爭補償值明顯大于右側副翼。

圖1 力紛爭可能原因故障樹

圖2 左右側副翼零位時舵面位置參數

數據分析又排除了指令源故障的可能，包括駕駛艙模塊和飛控計算機輸出故障，綜合上述情況分析，可以認為，左側副翼兩個P-ACE與作動器回路中，存在一定的干擾源，影響了力紛爭補償算法，所以可以定位可能的故障源，包括：作動器故障、P-ACE故障和線路故障。

因力紛爭問題的特殊性，同一舵面任意一通道故障，都可能引起該舵面力紛爭，故存在左側副翼兩個通道都發生故障的可能性。

三、排故方案實施及結果

1.排故方案實施步驟

根據設備更換的難易程度，及設備故障的可能性高低，采用先易后難的原則，按順序執行如下排故工作：

1） 排查P-ACE3-1 和P-ACE5-1與作動器之間的連接情況，包括線纜導通、插頭連接和插針情況；

2） 對3#P-ACE和5#P-ACE與其它PACE進行對調；

3）分別依次更換左外和左內作動器。

上述任意一項排故工作完成后，均需進行系統檢查，確認故障是否消除，以決定排故工作是否仍需進行下一步。

2.排查結果

1）地面線路排查時發現，P-ACE 5-1通道對應作動器電器接頭J2孔5針腳彎曲虛接觸（如圖4所示），未發現其他線路異常情況。

該針腳與P-ACE 5-1回油壓力針腳相鄰，其彎曲可能會對P-ACE 5-1回油壓產生影響，并導致力紛爭。

圖3 左右側副翼滿行程時舵面位置參數

圖4 左內副翼作動器電器接頭J2孔5針腳彎曲（見上圖紅圈區）

更換該作動器后，系統檢查發現故障仍然存在，故可判斷故障源未清除完全。

2）將3#P-ACE和5#P-ACE分別與1#P-ACE和2#P-ACE對調，完成后檢查系統，發現3#P-ACE故障信息跟隨到1#P-ACE位置，故可判斷機上原3#P-ACE存在故障，對其進行換新，完成后檢查系統恢復正常，故障清除，至此可判斷本次排故工作完成。

結論

飛控系統由于其與機上多個系統的綜合交聯特性，致使其出現故障的可能相較其它系統要高，故高效的排故方案和流程對系統恢復，以及支持型號項目進程尤其重要。本文總結的排故實施方案經過長期多次實踐，具有很高的執行性，對后續工作或其它型號相關系統工作也具有一定的指導借鑒作用。