CESSNA 525飛機 TCAS系統故障模式和規律研究

廖加偉 馮銳

摘 要：TCAS是一個復雜的系統，故障的分析和排除有很大的困難。我們總結的TCAS 系統常見的幾種故障類型以及排故的思路以助于充分考慮各方面的因素，先易后難，大膽假設，細心求證，方便排除故障。

關鍵詞：TCAS;故障;規律;排故

中圖分類號：TB 文獻標識碼：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.27.103

TCAS是Traffic Alert and Collision Avoidance System空中交通告警和防撞系統的縮寫，它是不依賴于地面空中交通管制（ATC）系統為飛機提供飛機防撞保護的機載設備。

我們學院的CE525飛機采用的是L-3通信公司的SKYWATCH HP SKY899A，它是新一代空中交通防撞系統（TCAS1），在飛行中進行飛機到飛機的 ATCRBS詢問，當收到周圍空域機載應答機的實時應答信號后，計算飛機范圍、高度、接近率來劃分交通范圍并預測飛行沖突，具有交通咨詢（TA）功能，并在EFIS上為飛行員顯示周圍35海里內的其他飛機。SKY899A能同時監控30架飛機。并顯示8架最有可能與本飛機出現飛行沖突的闖入飛機。該系統沒有 TCAS II的決斷咨詢（RA）功能，不能提前為飛行員提供避撞指令。SKY899A系統內置了ADS-B功能以便兼容將來的空中交通管制標準，但CJ未選裝帶有ADS-B（1090MHZ）功能的S模式應答機，因此該系統不發射ADS-B信息。

我院CESSNA 525飛機機載一套SKY899A型TCAS1空中交通防撞系統，包括一個TRC899收發機/計算機，一個NY156天線，系統構型模塊和相關的電纜同軸電纜，TCAS信息顯示在PFD和MFD上。TRC899A安裝在機頭電子設備艙內，SKY899A控制面板安裝在中央操作臺上，FMS系統CDU面板的上部，面板中間是三個TCAS1系統的按鈕燈開關。

自CESSNA 525飛機引進以來，關于TCAS系統方面的故障多達幾十次，其中包括：TCAS FAIL、TCAS測試不能通過，TCAS空中故障導致飛機返航等。這些故障的出現給飛行安全造成了極大的隱患，由于TCAS是一個復雜的系統，錯綜復雜，與許多系統有著相互交連，給故障的分析和排除造成了很大的困難。

前幾年飛機的TCAS系統出現故障較少。我們排故的方法就是清潔插頭和更換計算機，也較為簡單實用。

比如2009年的B-7777飛機出現的TCAS FAIL警告燈亮的故障處理方法就是：“清潔TCAS計算機插頭和天線的插頭，地面通電測試工作正常。”

之后的一次TCAS測試不能通過的故障通過兩架飛機進行串件進行對比確定是TCAS計算機的故障，對此計算機進行了更換，故障排除。

最近的一次故障則較為復雜。在2019年3月14日，B-3649飛機首次出現 TCAS FAIL警告，清潔計算機和天線，地面測試工作正常。 之后3月18日警告再次出現，這次不僅清潔計算機，還校準天線、測量了線路，都是正常情況。再之后的飛行交代機組觀察如果出現故障時其它相關電子設備工作是否正常，重新接通跳開關是否能夠消除故障。3月21日再次出現TCAS警告，飛機返航。機組反映未注意到有異常情況，在拔出跳開關再推入后，系統能夠恢復正常。系統偶然出現故障，之后又一切正常，這樣的故障最難排除。我們采取的方法是兩駕飛機進行串件，繼續飛行觀察。之后的幾天除了B-3649飛機以外，B-3644飛機也多次出現TCAS FAIL警告故障。再將庫房的TCAS計算機串件實驗時發現GPS的時間自動跳轉為11-AUG-99，GPS出現了日期BUG，不知道是否會引起故障。更正日期以后再觀察飛行，仍然偶爾出現同樣的故障現象。直到4月中旬更新了導航數據庫以后，TCAS FAIL故障才徹底消失。由此判定是導航數據庫的軟件問題引出的此次故障。這次排故雖然走了很多彎路，也讓我們積累了很多寶貴的經驗。

我們學院有7架CESSNA 525飛機，目前對于TCAS系統出現的很多故障處于探索之中，在TCAS計算機的測試在沒有形成規范時，有時候甚至會把故障誤判為TCAS計算機故障，進行外修，浪費資金。

所以我們急需掌握TCAS系統的故障模式、規律和處理方法，總結一套科學嚴謹的方案。

為此我們總結了一些常見的故障及處理方法，先易后難，方便排故。

（1）首先是TCAS 計算機故障，這是最常見的故障之一。計算機是TCAS 系統的核心，它要完成大量的計算任務，還具有發射和接收的功能。系統很精密，它裝載在飛機前行禮艙下部，屬于未增壓艙。設備除了要受低溫影響還會受到飛機顛簸、高空輻射、電磁干擾等客觀因素的影響。這使得TCAS 計算機的故障率特別高。

TCAS計算機出現故障后最簡單的方法是通過拔出跳開關讓系統斷電，然后再推入跳開關接通系統電源，觀察系統能否恢復正常。因為它也和我們通常使用的電腦一樣，偶爾會出現運算出錯產生故障，重啟系統就能自行恢復。 如果不能恢復正常也可以通過和其它飛機進行串件，觀察故障是否轉移，來確定是否是計算機出現的故障，避免因為偶發故障造成的送修帶來的經濟上的損失。

（2）應答機的故障也可以引起TCAS 系統故障。通常一架飛機上裝有功能完全相同的兩部應答機，只能選擇其中的一部作為工作件，另一部作為備用，需要手動切換。如果在飛行時可以手動切換應答機，看故障是否排除。如果在地面通電則可以用IFR6000設備對應答機進行測試，判斷故障。

（3）姿態航向系統故障。我們在地面進行檢測時可以通過本機對調航姿系統的方法進行故障隔離。

（4）GPS計算機故障。包括GPS定位，導航數據庫出現問題都有可能引起TCAS故障。此類故障較難判斷，只有串件對比多次實驗，再切換導航數據庫等方法來一步步排查。

（5）天線及饋線故障。我們有一套完整的天線校正程序。通過電腦連接TCAS計算機的接口，再按照程序一步步的進行檢測，可以判斷天線的各方面參數是不是符合要求。

（6）線路故障，我們只能是依據線路圖冊。使用三用表測量線路的通斷或者插頭針角的電位來逐步排查。我們CE525飛機也已經14年了，雖然還未出現此類故障，但在以后的排故時也應該考慮這些情況。

以上就是我們總結的TCAS系統常見的幾種故障類型以及排故的思路。由于TCAS與其它幾個系統密切交聯，有時候顯示的同一個故障旗，卻有可能是不同的系統故障所引起的。我們在日常的排故工作中，需要充分考慮各方面的因素，先易后難，大膽假設，細心求證，才能夠又快又好地排除故障。

參考文獻

[1]唐有才.飛機液壓系統統故障多的原因探討及對策[J].液壓與氣動，2009，（10）.