飛機機載通信系統及座艙話音記錄器故障診斷研究

張旭，尚金龍

（三亞航空旅游職業學院機電工程系，海南三亞，572000）

1 飛機通信系統

飛機通信系統屬于飛機電子系統的組成部分，它能提供飛行員和乘務員之間的聯系，主要用于各飛行階段中飛行員和地面相關人員的語音聯系作用[1]。飛機通信系統主要由高頻通信系統、甚高頻通信系統、音頻綜合系統和選擇呼叫系統組成。

■1.1 高頻通信系統

高頻通信系統是用于飛機和飛機之間或飛機與地面人員之間通信，高頻通信系統由天線、天線耦合器、收發機、控制盒組成?，F代民航飛機的高頻通信天線一般都是在機身蒙皮下面，安裝在飛機的尾部。高頻通信系統屬于遠距離通信系統，通信距離可以達到幾千千米，在飛行中主要用于和遠方航站聯絡。

■1.2 甚高頻通信系統

甚高頻通信系統是用于飛機與飛機，飛機和地面之間進行雙向語音和數據通信，該系統由天線、收發機和控制盒組成，天線為刀形天線，一般安裝于機腹和飛機背部。甚高頻通信系統的有效作用范圍較短，在目視范圍之內，作用距離隨高度變化，是目前民航飛機的主要通信工具，主要用于飛機起飛降落或是通過控制空域的時候和地面人員進行語音通信。

■1.3 應急定位發射機

應急定位發射機也叫應急電臺，具有自動向衛星發送地點信號的功能，用于在飛機發生事故后的應急定位，有助于開展搜救工作。應急電臺有機載固定式和便攜式兩種類型。一般而言，便攜式放在左后乘務員座椅后面，有的機型在飛機前部的行李架，機載的一般位于后乘務員站位頭頂板附近。

■1.4 選擇呼叫系統

選擇呼叫系統是用于地面和飛機的通信，當地面呼叫飛機時，飛機上的選擇呼叫系統以燈光和音響的形式通知機組，這樣可以避免駕駛員長時間等候呼叫，達到減輕飛行員疲勞的目的。該系統是由選擇呼叫控制盒、雙通道的選擇呼叫譯碼器和鐘聲裝置組成。

2 駕駛艙話音記錄器

■ 2.1 組成

話音記錄器是由磁偏振蕩器、磁帶傳送機構、四個錄音放大器、混頻電路、放音放大器、全通道輸出放大器、總體抹音電路、試驗指示器、試驗電路、試驗耳機插孔和電源組件組成的[2]。話音記錄器只是話音記錄系統其中的一部分，控制組件是另一部分，安裝在駕駛艙前頂板上，它的作用是對記錄器的聲音首先進行前置的放大作用以及對記錄器起控制作用。

■ 2.2 功用

現代民航飛機上，話音記錄器（Cockpit Voice Recorder,簡稱CVR）和飛行數據記錄器（Flight Data recorder,簡稱FDR）都是必須要具備的機載設備。飛行數據記錄器記錄的是系統和設備的運行、機組操作、飛機飛行狀態、和外界環境等數據信息；而話音記錄器記錄的是駕駛艙內最近2小時或30分鐘的包括陸空通話、機組內話、警告影響等全部語音。

圖1 話音記錄器位置圖

■2.3 工作原理

話音記錄器的工作原理比較像磁帶錄音機，磁帶不停的運行，不斷地錄下新的聲音而把之前錄的聲音洗掉，但是只留下最后半小時錄下的所有聲音。飛機在飛行中經歷的所有階段發生的情況都被記錄器記錄下來。其中只有存儲組件能夠保存下來，其他的部件都會受到不同程度的損壞[3]。在設計過程中考慮了對存儲組件的保護，大致可以分為三重保護。里層是比較薄的鋁殼，主要作用是包著存儲的芯片；中間層是由高溫絕緣體構成，可以經受高溫大火的破壞；最外層是由一定厚度的不銹鋼或鈦金屬層包裹。記錄器的設計還必須要經過很多抗破損的測試就不再一一贅述了。

3 故障診斷

以A320機型的航線維護常見故障為案例，我們來分析下話音記錄器一般故障和維修處理方法[4]。航線維護都是按照工作單的要求逐項進行的。工作單中首先要求對話音記錄器進行系統測試,測試過程比較簡單,按步驟進行：①先確定飛機已經停留剎車，②再按壓“RCDR/GND CTL”按鈕,③按壓“RCDR/CVR TEST”按鈕,如果駕駛艙音響系統出現約4 秒鐘的蜂鳴聲,測試就通過了[5]。

在有的航空公司的維修案例中出現過按壓“RCDR/CVR TEST”按鈕沒有測試音頻出現的故障現象。經過分析總結大多是由于測試電路出現故障引起的測試失敗。而話音記錄器的正常工作是符合最低設備清單的放行要求的。所以如何準確快速確認話音記錄器的測試電路故障，才能大大提高維修效率，是保證航班正常運營的重要前提。經過歸納眾多的話音記錄器無測試音頻的故障[6]，我們分析故障有三種可能的原因。第一種是記錄器硬件出現問題，第二種是記錄器連接的地面電源不通，第三種是記錄器的測試電路出現問題。而測試電路出現問題又分為兩種原因，其一是測試電路的輸入電路出現問題，其二是測試電路的輸出電路出現問題。我們可以根據手冊確定，根據最低設備清單規定，話音記錄器和測試按鈕出現故障不能放行，其他部件的故障是滿足最低設備清單要求的。根據維修案例總結得出判別的方法：按照工卡要求先確定飛機已經停留剎車手柄在ON 位,然后按壓RCDR/GNDCTL 按鈕以接通地面電源,再將耳機接到CVR HEAD SET 插孔，假如在駕駛艙內能聽到聲響那么話音記錄器是在正常工作狀態，如果能確定話音記錄器正常工作那么再按壓CVR TEST 按鈕,假如有測試音頻出現，那么CVR TEST 按鈕也可以正常工作，也就是說飛機可以正常放行。如果測試時聽不見駕駛艙里的聲響可以檢測RCDR/GND CTL 按鈕，觀察ON 燈能不能點亮。 如果不亮，說明話音記錄器地面電源沒有接通。屬于這種情況要起動發動機，進行話音記錄器測試,如果能通過測試按照最低設備清單要求可以放行飛機，如果測試耳機里面沒有聲音則話音記錄器可能已經出現故障,按手冊要求不能放行飛機，要把話音記錄器更換掉。如果耳機里有聲響，而沒有測試音頻[7]，那應該是測試信號輸入電路出現故障，可能的原因是測試按鈕或測試繼電器出現問題，按照手冊不能放行飛機。如果測試時耳機能聽到音響也有測試音頻，那么可以確定為測試電路輸出電路出現問題。這時可以進行TCAS 測試，如果正常那么混音器就能正常工作，如果測試不能通過就先更換混音器在測試故障是否已解決。假如測試通過，那么最有可能出現故障的是14RK 繼電器,接下來采用恢復或者更換14RK 繼電器再測試故障是否解除，總之由近及遠，逐級排查最終即可找到故障源。

4 存在的問題和發展方向

話音記錄器是飛機出現事故時尋找原因的重要依據[8]，按照維修手冊要求必須按照工卡實施維修，現今磁帶話音記錄器已逐漸被淘汰，只是在一些老式的飛機和直升機上仍在使用，現代民航客機都是采用的固態記錄器，固態記錄器記錄的容量比老式的磁帶話音記錄器要大，而且在讀寫速度、抗破壞力、可靠性等方面都有很好的優勢，這也是話音記錄器硬件發展和航空安全要求的必然發展趨勢。而且根據民航客機的發展要求，未來飛機駕駛艙內所有的通話都將被數字信息所取代[9]，數字視頻記錄系統將出現在飛機駕駛艙中，該系統可以記錄駕駛艙中的所有話音和電子飛行儀表系統和主飛行顯示器上的信息，如果這樣的技術能廣泛應用到現代民航飛機中，這無疑會使航空公司節約很大的安全成本，也會對飛機制造業帶來很多值得參考改進的信息，相信也會大大減輕機務維修人員的維修負擔。