Cessna172s飛機迎角指示系統(tǒng)常見故障分析

摘 要：Cessna172s飛機是中飛院即將大規(guī)模引進的主力訓(xùn)練機型，目前學(xué)校先期租用的Cessna172s飛機已經(jīng)投入了運行，和Cessna172R飛機相比，172S飛機增加了迎角指示系統(tǒng)，包含迎角計算機和迎角傳感器，飛機總在臨界迎角發(fā)生失速，增加了迎角指示系統(tǒng)后，可以更好地幫助飛行員避免失速，通過音頻、視頻或者震動的方式，引起機組人員的高度警覺。本文通過分析該系統(tǒng)的組成、工作原理、使用方法，總結(jié)常見故障和排故方法，對今后Cessna172s飛機在中國民航飛行學(xué)院大規(guī)模的使用和維護提供借鑒。

關(guān)鍵詞：Cessna172s飛機;迎角指示系統(tǒng);故障分析

前沿 迎角指示系統(tǒng)是一種精確的機翼升力測量和顯示系統(tǒng)，旨在幫助飛行員實現(xiàn)一致的起飛、爬升、巡航和著陸進近性能。使用機翼前緣流量測量設(shè)備，迎角指示系統(tǒng)可精確感應(yīng)機翼前緣周圍的氣流。該系統(tǒng)為飛行員提供基于迎角的高升空操作條件指導(dǎo)，包括正常和短距離起飛、最佳爬升率（Vy）和最佳爬升角（Vx）。Cessna172s 機隊加入學(xué)院訓(xùn)練機隊時間較短，迎角指示系統(tǒng)各類故障偶發(fā)出現(xiàn)，往往讓飛行教員和學(xué)員倍感壓力，原本是提高飛機安全余度的迎角指示系統(tǒng)，由于故障發(fā)生，經(jīng)常讓無經(jīng)驗的學(xué)員在聽到音頻和顯示告警后措手不及，很有可能導(dǎo)致飛機失速情況發(fā)生，進而危及飛行安全。迎角指示系統(tǒng)的排故和維護對于保障飛行安全、提高飛機可靠性具有重要意義。

1、迎角指示系統(tǒng)簡介

迎角指示系統(tǒng)由安裝在機翼前緣的迎角傳感器和安裝在儀表板頂部的迎角計算機組成。迎角指示系統(tǒng)提供精確的迎角指示信息，它通過創(chuàng)新的視覺顯示和音頻輸出幫助實現(xiàn)一致的起飛，爬升，巡航和著陸進場性能，并且跟蹤機翼上的停滯點來測量迎角的精確變化，在飛行的所有階段提供迎角趨勢信息，無論飛機重量或重心如何，均以“最佳角度”和“最佳速率爬升”指示最大效率，通過LED參考標(biāo)記提高效率，以補償巡航中的逆風(fēng)，通過低空速感知警告提高態(tài)勢感知，它具有即時的視聽反饋，同時該系統(tǒng)是一套完全獨立的系統(tǒng)，這意味著當(dāng)皮托管系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，它可用作備用系統(tǒng)。

2、迎角指示系統(tǒng)的操作原理

當(dāng)飛機機翼在空中移動時，它會分割空氣氣流。在分開的氣流的中心是一個狹窄的區(qū)域，稱為停滯點。停滯點的位置唯一代表機翼的迎角。隨著迎角的增加，前緣停滯點在機翼下表面沿弦向后移動。迎角傳感器通過彈簧加載的葉片感測停滯點的位置。提升傳感器旨在檢測停滯點的位置，并將此信號中繼到迎角計算機。其中包括在正常和短距離起飛和著陸操作期間機翼升力接近最大，而迎角指示與優(yōu)化的遠(yuǎn)程巡航和最大的續(xù)航能力相關(guān)。降低機翼的迎角可使停滯點向前移動，增大迎角將其向后移動，如下圖所示。在最大的后部位置，機翼升力迅速降低，此時為發(fā)生失速的迎角。

在《飛機飛行手冊》（AFM）或《飛行員操作手冊》（POH）中，發(fā)生失速的速度是根據(jù)指示的空速給出的。失速速度隨飛機的總重、重心、傾斜角、機動載荷和機翼襟翼配置而變化。由于停滯點的移動，因此升力傳感器會感應(yīng)到機翼的前緣流量，從而準(zhǔn)確地顯示迎角。 相對于失速測得的迎角顯示在迎角計算機上顏色編碼的LED（綠色/琥珀色/紅色）上，該LED垂直安裝在儀表板的上，可以將飛行員選擇的參考標(biāo)記設(shè)置為所需的操作參考。

對于低空速感知，高迎角趨勢信息通過顯示兩個閃爍的紅色LED和向駕駛艙揚聲器或飛行員耳機輸出的類似“蓋革計數(shù)器”的音頻來補充飛機失速警告系統(tǒng)。音頻信號在兩個黃色LED點亮?xí)r開始，并隨著迎角接近失速而增加頻率。

3、常見故障分析總結(jié)

3.1 迎角計算機燈不亮

排除方法：

首先檢查系統(tǒng)斷路器，如果斷路器閉合，則檢查到迎角計算機的配套連接器的10號插釘?shù)慕泳€，確認(rèn)迎角計算機配對連接器的10號插釘上的電壓為24V，嘗試將迎角計算機配對連接器的10號插釘調(diào)整為與迎角計算機連接時更緊密的接觸。如果斷路器和10號插釘?shù)慕泳€良好，則檢查8號插釘?shù)慕拥厍闆r。如果上述情況都是好的，則更換迎角計算機。

3.2 開機自檢后迎角計算機顯示為空

排除方法：

（1）按住迎角計算機的上的兩個按鈕2秒鐘。確認(rèn)所有參考標(biāo)記燈將照亮LED段的圖案。如果LED指示燈8、9和10點亮，則拆卸迎角傳感器，并使用替代的電纜連接傳感器和計算機，之后重新啟動系統(tǒng)，如果系統(tǒng)通過自檢，并且正確的LED指示燈點亮，則檢查電纜是否正確連接或損壞。

（2）如果在重新接通系統(tǒng)電源后和自檢之后，計算機仍為空白，則更換傳感器。

（3）如果LED 11點亮，則更換傳感器。

（4）按住計算機上的兩個按鈕2秒鐘，如果LED 6或7點亮，則同時更換傳感器和計算機。

3.3 開機自檢后，如果頂部的紅色計算機上LED（LED 1）點亮并以1 Hz的頻率閃爍。

排除方法：

重新進行系統(tǒng)校準(zhǔn)

3.4 如果參考標(biāo)記LED不能單按按鈕移動，或者參考標(biāo)記LED可以通過多個按鈕移動多個位置

排除方法：

更換迎角計算機

4 結(jié)束語

通過分析迎角指示系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)和原理，總結(jié)出一些常見的故障現(xiàn)象（開機自檢后空白、燈不亮，燈不能隨按鍵移動等），并對其進行分析相應(yīng)的解決方法，在今后的維護實踐中，需要進一步加強迎角計算機插頭的清潔，迎角傳感器葉片的檢查，進一步減少故障率。

參考文獻

[1] CESSNA172S Maintainance Manual.

作者簡介：邱嘯（1991-），男，浙江衢州人，現(xiàn)職稱：助理工程師，學(xué)歷：大學(xué)本科，現(xiàn)就職單位：中國民航飛行學(xué)院新津分院，研究方向： 機務(wù)維修

基金項目：中國民航飛行學(xué)院青年基金項目，項目立項編號 Q2020-231。