淺談民航快速存取記錄器QAR工作原理及維修

徐鵬 孟慶文

摘 要：快速存取記錄器（QAR）是民航飛機電子艙部件。QAR是Quick Access Recorder（快速存取記錄器）的簡稱。快速存取記錄器（QUICK ACCESS RECORDER-QAR）能記錄航空器在運行階段的各種參數，如空速、飛行高度、舵面位置、發動機推力等等，其包羅的數據是航空公司用于飛行品質監控、故障判斷排除等工作的重要基礎工具。

關鍵詞：快速存取;電路板;收發模塊;數據存儲卡;飛行數據

1 民航快速存取記錄器使用情況

飛機上使用過兩種QAR，一種是光盤式快速存取記錄器。由于采用的記錄介質為光盤，也稱其為光盤式快速存取記錄器（Optical Quick Access Recorder），簡稱OQAR;目前主流的記錄儀為可以無限發送數據的WQAR（WIRELESS QUICK ACCESS RECORDER）。光盤式快速存取記錄器受制于硬件不足，只能在飛機航后才能獲得數據，目前僅有CRJ機型飛機裝用。而無線快速存取記錄器（WIRELESS QUICK ACCESS RECORDER-WQAR）則將數據獲取功能發揮到了極致，每次航空器落地后，WQAR都能基于移動運營商2G/3G/4G信號自動將數據傳輸給航空公司，大大提高了信息的傳遞效率，為飛行品質調查、故障的提前判斷提供了極大的便利。目前光盤式快速存取記錄器已被WQAR淘汰。因此，本文以目前通用于空客和波音兩大主流機型的2243800-XX型的WQAR討論。

2 快速存取記錄器的結構及功能原理

2.1 WQAR的電路結構主要由6部分組成

（1）電源電路板，將機載115V交流電壓轉換為內部電路需要的多種直流電壓。

（2）CPU電路板，部件的操作和控制系統。

（3）控制和采集電路板A2，用于完成數據采集及格式轉換。

（4）G18/G24 Radio控制板A4/A5，用于無線數據的發射，可裝載4張手機收發模塊，模塊裝載SIM卡即可以類似手機短信的形式進行數據發送。

（5）射頻互鎖電路板A9：為無限控制模塊控制提供啟用和控制輸入，RF互鎖CCA將外部飛機傳感器的狀態采集到，發送給采集控制板A2，決定工作模式的切換。當A9采集到飛機落地關車的狀態后，傳輸給A2板，啟動數據壓縮，打開RADIO模塊電源，啟動無線發送。

（6）ARINC 600電路板：提供飛機外部系統與部件內部其他電路的連接。在部件內部與射頻互鎖電路板直接相連。

（7）WQAR硬件還包括左右數據存儲卡，4個操作按鍵及兩行液晶顯示器，天線及連接器等。

2.2 快速存取記錄器的工作原理

2.2.1 裝機使用方式

WQAR在空中像普通WQAR一樣工作，把飛行數據記錄到內置的PCMCIA卡固態緩存中。飛機落地關車五分鐘后，WQAR首先對數據進行壓縮和加密，再通過手機網絡，自動發送數據到航空公司的無線QAR地面基站（WGBS）。航空公司安全管理部門下屬的QAR辦公室可以直接獲取到WQAR的數據，可以及時準確地對飛機的運行參數進行監控。部件從ARINC600接口接收飛行數據，在CPU的控制下，經過采集和控制電路處理后，儲存在FIFO存儲器中，在互鎖模塊輸出飛機落地關車的狀態后，打開發射（radio）模塊電路板電源，將數據由天線經過互聯網發射給航司航安部地面基站進行譯碼分析，若數據無法發送將在CPU控制電路的控制下存儲到數據卡中。

2.2.2 部件的兼容性

2243800系列WQAR能夠以符合Teledyne控件OQAR和任何輸出ARINC 717飛行數據的獲取組件的方式記錄數據。WQAR能夠在商業無線數據鏈路上自動傳輸記錄的數據，同時它還提供使用可移動的PCMCIA PC閃存數據卡手動刪除記錄數據。目前，該鏈接由摩托羅拉的原始設備制造商（OEM）GSM/GPRS RADIO模塊組成，但其體系結構也支持其他商業RADIO技術的模塊。

2.2.3 機載測試及維護操作

一旦部件裝入PCMCIA PC卡并加電，WQAR的記錄就由飛行數據記錄器系統（FDRS）控制，幾乎不需要操作員交互。但是，通過前面板顯示屏和鍵盤提供功能選擇，使用戶能夠監視LRU的操作并對部件的配置進行某些更改。通過訪問一系列的功能菜單，這些菜單將顯示在WQAR的顯示屏上。通過按下+、-鍵而切換菜單項。通過按SEL鍵選擇菜單項。菜單或子菜單的退出由MODE鍵控制，將WQAR返回顯示到高級子菜單或主菜單（視情況而定）。WQAR的一級功能菜單一共九項，分別管控記錄儀的各個重要功能。航線維護人員可以根據各航司的客戶化參數配置記錄儀，方便各航司航安部根據實際情況接收飛行記錄數據。WQAR附件維修人員可以通過選擇功能菜單，進行排故維修。

2.2.4 軟件結構

WQAR的軟件系統結構大致分為：由486CPU為核心架構，左側PC卡為系統緩存和配置參數備份，A2板上FIFO存儲控制電路為系統數據處理器，右側PC卡為記錄數據備份存儲器。前面板功能按鍵和顯示屏提供輸入輸出。

3 WQAR常見故障及修理

3.1 WQAR硬件故障

（1）天線或天線連接器彎折斷裂，多為移動部件或操作不當導致，及時更換即可。

（2）電源故障：原因：電源板或其他電路板電容，保險等損壞;

修理措施：依據線路圖進行故障隔離及修理。

（3）內部電池電量不足：控制采集電路板和CPU電路板各有一個電池，用于數據和參數的記錄保持，電壓過低會導致數據丟失，無法正常工作。

（4）SIM卡網絡運行商欠費或未開通漫游導致無法發送，部件內部使用的SIM卡由各航司自行控制并充值。另外，SIM卡損壞也曾出現多次。

3.2 WQAR軟件故障

（1）時間錯誤：部件系統時間過于滯后導致現有數據“不合法”，互鎖模塊故障，導致無法顯示ILOFF，無法打開radio。

（2）參數配置錯誤：部件內部操作界面有參數配置功能，根據不同的機型，機號，各航司的基站網址以及其他參數要求需要參數設置正確才可正常。如果選錯參數會導致地面基站無法接收數據。

（3）數據堵塞：檢查Capacity Menu菜單，查看RAW PERCENTAGE，正常應為100%，否則就是有記錄數據未發送完。 內部應用軟件故障，無法完成數據收發功能，對部件進行重裝或升級應用軟件709445，根據各航空公司的客戶化配置參數重新配置。

（4）左側數據卡故障：格式化修復或更換左側PCMCIA數據卡，更改部件數據記錄的配置參數。

（5）右側數據卡故障：格式化修復或更換右側PCMCIA數據卡，重新寫入配置文件，更改部件數據記錄的配置參數。

（6）部件自動重啟：CPU電路板內部故障，對板上存儲芯片進行重新刷寫程序。

（7）其他故障：因部件使用2G無限網絡，而目前國內基站對2G網絡的限制，在某些機場停機坪，網絡會比較差，也會導致部件無法聯網而導致無法向基站發送數據。

目前無線快速存取記錄器（WQAR）將數據獲取發送功能發揮到了極致，工作性能穩定可靠，普遍應用于空客和波音兩大主流機型的民航飛機。隨著無限網絡的升級，2G網絡向3G，4G，5G網絡升級，TELEDYNE廠家也已更新換代，出現了243800-364，-464等新型記錄儀。多數航司也隨之不斷地更新產品。

參考文獻：

[1]CMM 31-33-10.2016年09月01日.第六版.TELEDYNE CONTROLS.

[2]OG-2243800操作手冊.2008年09月15日.第二版.TELEDYNE CONTROLS.

[3]渦輪發動機飛機結構與系統（AV）.2017年07月01日.第二版（上冊）.