一起機載防撞系統故障的排除與分析

荊發光 黃蒙蒙 秦英章

摘 要：本文通過一起機載防撞系統（ACAS）同軸電纜短路故障的排除與分析，總結經驗，為以后機務維護提供借鑒，并且從排故過程得到了相應啟示，給出一些建議。

關鍵詞：機載防撞系統；ACAS收發主機；定向天線；同軸電纜

機載防撞系統（ACAS）是一種用于探測和跟蹤本飛機周圍的其他飛機的系統。它通過與“入侵飛機”的詢問應答對話，確定“入侵飛機”的距離、方位、接近速率和相對高度，如果確定將可能出現撞機情況，它就向機組人員提出適當的回避策略，以視頻或聲音信號提示，以避免飛機相撞。機載防撞系統（ACAS）一旦發生故障，將直接影響飛機的良好性和出勤率，甚至威脅飛行安全。

1故障現象

一架某型飛機在飛行過程中，飛行員報告機載防撞系統（ACAS）工作不穩定，兩部顯示器的畫面都時斷時續，直至消失，左下角出現“TCAS”字符，系統停止工作。

2排查故障

2.1 檢查機載防撞系統（ACAS）的交聯設備

仔細檢查安裝架及設備的安裝是否穩固牢靠，各LRU連接電纜是否連接緊密。根據機載防撞系統（ACAS）組成交聯，接通機載防撞系統（ACAS）各設備保護電門的同時，還需要接通與其交聯的編碼高度源裝置（大氣數據系統）、無線電測高計系統、姿態（垂直陀螺儀）系統、航向（羅盤）系統和 S模式應答機系統的電門。接通機上電源，檢查上述交聯設備已經通電，并且各系統工作正常。

2.2機載防撞系統（ACAS）功能自檢

接通控制盒開關按鈕，將功能旋轉開關旋到TA（交通告警）或TA/RA（交通/決斷告警）功能處，此時，顯示器左下角出現“TCAS”字符，等待幾分鐘后，“TCAS”字符沒有消失，并且，兩部顯示器的畫面也沒有顯示，與飛行員空中反映的情況一樣。這時，將控制盒功能旋轉開關向左旋到TST（自檢）功能處，從揚聲器中聽到“TCAS SYSTEM TEST FAIL”的語音，TCAS系統自檢故障。所以，故障與顯示器和控制盒均無關。

2.3 檢查S模式應答機

切換1/2選擇開關，重復2.2的步驟操作，故障現象未發生改變。將設備架上的兩部S模式應答機調換位置，重復以上操作，系統依然報故。所以，故障與S模式應答機無關。

2.4檢查ACAS收發主機

由此分析，判斷故障可能是系統的共用部分。這時，我們發現ACAS收發主機左側故障指示器七段LED數碼管依次顯示F、0、2、0、1，即故障代碼F0201。更換良好的ACAS收發主機，通電檢查，故障現象未變，故障代碼相同。可知，故障與ACAS收發主機也無關。

在飛機機載電子防撞系統（ACAS）飛行手冊中，查找ACAS收發主機故障代碼表，可知故障：上部天線-I/O板上的匹配電阻器不正確，或50歐姆的負載沒有聯接。

2.5檢查ACAS收發主機接口和定向天線插頭

從機載防撞系統（ACAS），ACAS收發主機是與定向天線相連接的。由步驟2.3和2.4分析結論，可知，應為ACAS收發主機接口、上部定向天線插頭、上部定向天線或者是與它相連的同軸電纜芯線部分故障。

拆下ACAS收發主機。同時，打開貨艙頂部11框-11a框擋板，拆下保險，逆時針方向旋轉與定向天線相連的同軸電纜插頭外螺母，使同軸電纜與定向天線分離。用軟毛刷清除ACAS收發主機、定向天線和同軸電纜各接口、插頭和芯線上的灰塵和臟物，并用蘸有異丙醇的軟布擦拭，去除氧化物。

安裝ACAS收發主機和定向天線電纜插頭，通電檢查故障現象未變。可見，故障與ACAS收發主機接口和上部的定向天線插頭虛接等無關。

2.6檢測射頻同軸電纜導通性和絕緣性

由以上分析，判斷定向天線本身可能故障或者是與其相連的線路出現了問題。考慮到串換定向天線的工作量比較大，我們先測量線路，也就是檢測同軸電纜。

由機載防撞系統（ACAS）原理圖2，可知，ACAS收發主機射頻接口P2的管腳A1、B1、C1和D1分別與上部定向天線插頭J1、J2、J3和J4通過同軸電纜CPL24、CPL25、 CPL26和 CPL27相連接。

拆下ACAS收發主機和上部定向天線插頭，對同軸電纜進行導通性測試和絕緣性測試。

檢測同軸電纜CPL24的導通性和絕緣性。首先，檢測其導通性。把與定向天線J1端相連的同軸電纜芯線與屏蔽網短接，在A1管腳，用萬用表Rx1檔測其電阻，測得電阻為0歐姆，導通性良好。其次，進行絕緣性測試。解開同軸電纜芯線與屏蔽網的短接點，用500v以下的兆歐表（絕緣電阻測試儀）分別測量同軸電纜芯線與地之間、屏蔽網與地之間和芯線與屏蔽網之間的電阻，搖測的這三組絕緣電阻阻值均為無窮大。說明同軸電纜CPL24導通性和絕緣性良好。

按照上述方法，依次檢測同軸電纜CPL25 、CPL26和CPL27，同軸電纜CPL25 和CPL26的導通性和絕緣性都良好。在ACAS收發主機射頻接口P2 的D1管腳測試同軸電纜CPL27的導通性良好；同軸電纜芯線與地之間和屏蔽網與地之間絕緣電阻阻值均為無窮大（因為此時同軸電纜兩端都沒有連接設備），絕緣性也良好；當用兆歐表測試電纜芯線與屏蔽網之間的絕緣電阻時，發現阻值為零，不符合要求，說明同軸電纜CPL27芯線與屏蔽網短路了。因此，也就排除了定向天線本身發生故障的可能性了。

3故障排除與分析

分解與定向天線插頭J4相連的同軸電纜CPL27接頭，由于是90度拐角的接頭，所以同軸電纜芯線是焊接在接頭的接觸件（內導體）上，打開保險，用套筒扳手卸下作為堵蓋的螺母。仔細檢查同軸電纜芯線與接頭內導體焊接情況，發現同軸電纜芯線與接頭的外殼相連接，說明此處同軸電纜短路了。

用電烙鐵把同軸電纜芯線從接頭的內導體上取下來，重新上錫焊接，保證芯線在接頭內孔的中心，擰緊螺母。分別用萬用表和兆歐表測試同軸電纜的導通性和絕緣性，均良好。接上定向天線的四個插頭，打好保險，固定好同軸電纜，安裝ACAS收發主機。

全面通電檢查，兩部顯示器左下角“TCAS”字符消失，出現表示入侵飛機符號的畫面。自檢，揚聲器中傳出“TCAS SYSTEM TEST OK”的語音，TCAS系統自檢正常。之后，經過空中試飛檢查，系統工作正常。至此，故障得到徹底解決。

4啟示

雖然，故障得到了解決，但是從排故的過程分析來看，僅僅因連接上部定向天線的同軸電纜短路，就造成了整個機載防撞系統（ACAS）不工作。我認為，在地面維護時，自身系統出現問題或外部交聯條件不滿足時，均報故，可以預防事故，確保飛行安全。定向天線在飛機上下各有一部，它具有方向性，分別管飛機上下四個方向。

5建議

顯然，這是一起廠方在加改裝機載防撞系統（ACAS）時，制作同軸電纜不規范，標準不高，要求不嚴，芯線伸得過長，以至于與接頭內導體焊接后，電纜經過長時間的振動與擠壓，芯線與接頭殼體短路，造成了整個系統不工作。在此，為相關人員提出下述建議：

1）研發人員根據實際情況，可以改進系統處理器的相關程序。當一部定向天線在空中發生故障時，顯示器能夠提示故障現象，但整個系統仍能連續工作，不影響飛行安全。

2）工廠人員在加改裝時，應認真負責，制作同軸電纜時，焊接應規范標準，安裝要穩固牢靠。

參考文獻：

[1] Y7HV飛機機載電子防撞系統（ACAS）飛行手冊.西安飛機工業集團.2008年2月.