某型飛機自動著陸狀態接不通故障分析

李勇軍 王瑋 丁兆宇

摘要：通過對某型飛機自動著陸狀態的工作過程進行論述，對一起自動著陸故障進行具體的故障分析和總結，并提出此類故障的排故思路和方法，以提高排故效率。

關鍵詞：自動著陸;工作狀態;故障分析

0引言

國際飛行安全基金會根據長期以來的統計數據指出，飛機運行過程中近一半的事故發生在進近著陸階段，飛行進近著陸是航空飛行器最易發生重大事故的階段Ⅲ。由于這一階段飛行高度低，飛行的所有狀態都必須保持高精度，直到準確在跑道上接地，所以也是最復雜的飛行階段。為提高進近著陸階段的安全性，現代飛機都加裝了自動著陸控制系統。本文通過對一架某型飛機自動著陸狀態接不通故障的分析和排除，論述了自動著陸狀態的控制和工作過程，并總結排故經驗。

1故障現象

一架某型飛機在結束作訓任務完成返航下滑飛行時，系統無法進入自動著陸工作狀態，飛機保持當前飛行高度650m和航向0°不變，并伴隨偏航200m。飛行員重新拉升飛機后再次進入對應空域范圍，仍然無法進入自動著陸狀態，而后通過執行指引控制方式由飛行員手動操縱飛機安全著陸。

2自動著陸飛行階段的工作過程

2.1“自動著陸”接通準備狀態

該型飛機自動著陸過程涉及飛控自動控制系統、無線電近距導航系統、導航計算機以及各種信號交聯轉換部件和顯示、控制儀表，信號交聯情況較為復雜。飛機自動著陸工作過程如圖1所示，要進入自動著陸狀態，首先飛機的飛行狀態需要滿足以下條件：

·相對高度為35～850m;

·側向偏差不大于±1600m;

·距離跑道中心不大于16km;

·航向偏差φ不大于30°。

以上條件滿足后，在座艙綜合控制臺的信號盤上顯示信號30HA（空域），飛機便轉入自動返場狀態。當飛機飛過第二轉彎點后，就自動進入著陸狀態。接通自動著陸信號控制流程如圖2所示，導航計算機向無線電近距導航系統發出“接通著陸”指令，接通航向、下滑通道，由無線電近距導航系統先后生成一次性指令K、r，并向自動控制系統輸出，使其工作在自動著陸狀態，同時送往航道羅盤，使K、r故障旗收起。然后無線電近距導航系統向自動控制系統、航道羅盤提供±EK、±Er信號，由自動控制系統根據偏轉信號控制飛機下滑軌跡。

2.2“自動著陸”接通工作狀態

當飛機在自動返場狀態下飛過第二轉彎點后，在接通“自動著陸”工作狀態條件均已具備的前提下，由計算機控制無線電近距導航進行“導航/著陸"32作狀態轉換，并由無線電近距導航系統依據接收的機場著陸信標臺信號，先后提供一次性K、r信號，控制自動控制系統進入自動著陸工作狀態。隨即，無線電近距導航系統輸出±EK航向偏差信號、±Er下滑道偏差信號，由自動控制系統控制飛機進行自動著陸工作。“自動著陸”工作狀態接通后，著陸控制信號的傳輸和產生如圖3所示。

其中，一次性指令K、r和±EK、±Er偏差信號等著陸控制信號的產生過程分為三個階段：

1）在階段1中，機場著陸信標天線按一定的區域、角度發射著陸控制信號，由飛機接收處理，最終形成著陸控制信號控制飛機著陸。

2）在階段2中，機場著陸信標信號經天線饋線系統接收，再送往無線電近距導航系統。機場著陸信標信號經Ⅲ波段前天線接收，經波道隔離組件進行接收、發射通道轉換后，送往無線電近距導航系統。該信號在此階段傳遞過程中未被處理，其通道的衰減大小直接決定該信號的作用效果。

3）在階段3中，天線饋線系統傳輸的著陸信號由射頻通道送往飛機距離詢問機，再由其“三通”經“4φ1 2φ5”射頻連接電纜傳輸給方位距離接收機處理后，向航道羅盤和自動控制系統輸出著陸控制信號。在此階段，僅有方位距離接收機進行信號處理。

3故障分析與排除

根據飛行員反饋的故障情況，首先通過視頻回放設備察看了最后飛行階段攝錄的座艙顯示畫面。根據自動著陸系統工作過程可知，直觀上看，由自動返航成功轉換為自動著陸模式的標志是儀表上的K和r信號旗應先落下，當收到“r準備好”和“K準備好”信號時儀表上的K和r1信號旗再收起。回放畫面顯示返航階段沒有出現K和r信號旗落下再收起的過程，說明飛機確實未轉入自動著陸狀態。查看飛參記錄，“自動控制系統良好信號（CAY良好）”和“接通自動操縱信號（AY）”均正常，且未打印故障代碼，說明飛行過程中自動控制系統工作正常。

由于在地面無法真實模擬飛機自動著陸狀態的全過程，首先安排相關專業人員通過系統自檢和專業檢測設備對各相關系統進行性能檢測，以便發現故障產品。檢測結果為：

1）通過導航/著陸設備模擬器檢查飛機近距導航系統，導航、著陸等各種工作狀態性能指標均正常，航向EK、下滑Er、方位角KYP、距離Ⅱ等各種信號指示偏轉正常，K和r信號旗落下和收上檢查均正常。

3）對天饋系統、導航計算機等相關無線電綜合導航系統和飛控專業自動控制、電傳操縱、航行駕駛系統進行檢查，均未發現問題。

由于地面檢查自動著陸各相關系統性能均正常，因此懷疑是交聯控制方面故障。考慮到自動著陸狀態的接通由導航計算機根據各飛行參數條件判斷，并發出一次性指令，因此不排除導航計算機故障而導致故障現象的情況。由于正好有其他科目需要試飛，根據以往經驗串裝導航計算機后飛行，故障依舊。因此，排除了導航計算機故障。

根據飛機自動著陸相關交聯控制關系（見圖4），對數據交換部件、信息交換部件、轉換部件、輸入輸出接口等部件返內場檢測，均未發現問題。隨后對相關機上線路進行測量，測量過程中發現導航計算機3Ⅲ4：23號線到導航臺架上x8B：50線路導通異常。進一步檢測發現導航臺架上2x6：21號到臺架內部x8B：50導通電阻值變化不定，最低時顯示5（）左右，而正常飛機測量阻值應該在1Q以內。打開臺架2x6插頭，發現21號導線已接近脫開狀態，只有一根線芯搭在接線柱上。重新焊接導線后進行試飛，故障現象消失。

4排故經驗總結

自動著陸相關故障由于故障率高、危險性大，且系統信號交聯復雜，故障現象在地面難以復現，故障排除往往需要多個架次的試飛驗證，一直是該型飛機飛行保障的難點，因此科學合理地組織開展排故工作尤為重要。

1）全面掌握空中故障現象

排故人員需全面了解飛行員所描述的空中故障現象，掌握飛機技術狀態，同時，為避免信息傳遞時的理解誤差，應充分利用技術手段科學分析故障現象，便于確定排除方向。該故障分析過程中利用視頻回放和飛參記錄系統記載的K、r1信號旗正常、cAy良好、Ay信號正常等飛行信息，第一時間確定了故障現象為自動著陸未接通而不是自動著陸狀態工作不正常，避免了將排故重點引入近距導航系統和自動控制系統這一誤區，為后續排故起到了事半功倍的作用。

2）合理開展地面試驗驗證

在掌握故障現象之后，盡可能全面地開展相關地面試驗驗證工作，通過系統自檢和設備檢查的方法，檢測相關機載系統產品的性能，部分故障可以在地面試驗過程中發現故障點，另一方面也可以通過地面試驗工作縮小排故范圍。

3）全面把握系統工作原理

自動著陸狀態工作涉及多個系統、多個專業幾十件產品，信號交聯控制關系復雜，了解掌握其工作原理和狀態是分析排除故障的基礎。以此次排故為例，如果不清楚進入自動著陸狀態時K、r信號旗需有“落下”再“收上”的過程，則很難弄清故障本質;另外，線路測量過程中5Ω左右阻值很容易被忽略，雖然5Ω阻值不會導致此故障的發生，但飛機在空中飛行振動環境中可能會導致搭在接線柱上的導線處于斷開狀態，從而使“接通著陸”指令無法發出，最終造成自動著陸狀態無法接通。