B737NG無線電高度表系統故障分析

呂福根 郭俊

【摘 ?要】本文介紹B737NG無線電高度表系統基本組成及工作原理，對無線電高度表系統常見故障進行分析、總結。編寫故障隔離流程圖，為快速處理故障提供借鑒。

【關鍵詞】B737NG;無線電高度表;故障分析;故障隔離;可靠性提升

1 引言

B737NG飛機無線電高度表系統是飛機近地警告系統的重要組成部份，是一種測量從飛機到地面的垂直距離的機載設備。現今B737NG飛機配備的無線電高度表是低高度無線電高度表，一般是航空器進近和著陸階段使用，特別是大霧、大雨等能見度比較低時自動著陸時使用。飛機無線電高度表系統故障率較低，但突發性強，故障牽扯的相關部件多等特點。當出現故障時對航線機務人員快速判斷故障，確定故障部件較為困難。本文從具體的案例對無線電高度表系統常見故障進行分析、探討，最后總結編寫故障隔離流程圖。通過相應的故障隔離流程圖指引，提升排故準確性和效率，避免重復故障出現，導致航班延誤。

2 無線電高度表的基理

B737NG系列飛機無線電高度表系統由兩套獨立的無線電高度表系統，每套無線電高度表系統由1部無線電高度（RA）收發機、1個發射天線、1個接收天線與相關同軸電纜組成。無線電高度表收發機產生一個發向地面并反射回飛機的調頻連續波無線電頻率信號。信號從收發機的發射電路到達收發機的接收電路所花費的時間被轉換成絕對高度。系統1高度顯示在機長顯示器上，系統2高度顯示在副駕駛顯示器上。

無線電高度表系統（如圖1）可測量-20英尺至2500英尺離地高度，高度數據在駕駛艙內的顯示組件（DU）上指示并用兩對ARINC429數據總線向其它系統提供無線電高度數據。一號數據線為飛行控制計算機和自動油門計算機提供數據。二號數據線為氣象雷達、近地警告系統、交通警報防撞系統（TCAS）、顯示電子組件（DEU）以及飛行數據采集組件（FDAU）系統提供數據。

3 無線電高度表故障現象及分析

3.1 故障現象：

無線電高度表空中閃現無線電高度（RA）故障旗、進近時近地警告系統高度報告不完整以及高度表指示讀數不準。

3.2 故障原因分析：

飛行操縱計算機（FCC）接收數據用于進近時飛行控制以及低高度飛行計算，通常表現為建立儀表著陸時自動駕駛脫開或者飛行指引桿消失等。數字飛行控制系統（DFCS）自檢有高度表數據無效信息。自動油門計算機接收數據用于起飛復飛計算與著落50英尺改平計算。自動油門低高度時脫開，當前狀態有高度表數據無效故障代碼。

氣象雷達用于預測式風切變（PWS）功能顯示的開啟與關閉。高度表故障在起飛和著陸時會間接造成PWS FAIL故障旗閃現。交通警報防撞系統（TCAS）計算機使用數據設置入侵咨詢的敏感等級。近地警告系統（GPWS）計算機使用數據計算后產生相應警告邏輯。一般表現為進近時方式6高度報告不全，地面自檢故障歷史有相應高度表故障信息。

顯示電子組件（DEU）將高度數據顯示在主飛行顯示（PFD）上用于機組觀察，顯示組件（DU）上僅顯示2500英尺以內的數值。機組通常報告無線電高度（RA）故障旗保持或間歇性閃現或無數據顯示等，這是最直觀的高度表系統故障現象。飛行數據采集組件（FDAU）接收高度表數據，通過分析快速存取記錄器（QAR）數據可以分析出哪一套高度表存在故障歷史記錄。高度表故障會引起一個可放行的臨近電門電子組件（PSEU）燈亮，自檢有高度表故障信息，參考SSM34-33-11章節內容。

機務人員可以使用自動測試設備通過RS-232串口讀取高度表故障記錄和軟件升級信息。

霍尼韋爾（Honeywell）生產的件號為066-50007-0101/066-50007-0111 的高度表廣泛裝備于某航波音737NG機隊，故障頻發，現以此構型為例。無線電高度（RA）高度表集成度較高采用微帶電路設計，其核心電路由通用微處理器Intel486SX和兩片TI生產的TMS320C31 數字信號處理器以及相應的可編程邏輯器件CPLD和I/O外設組成。其故障現象大部分為無線電高度（RA）故障旗空中閃現，回到地面自檢無任何故障記錄，查詢高度表返修記錄其元器件的性能漂移受損占很大一部分，如電容、二極管、場效應管等，換件清單各不相同。目前沒有好的預防性建議，希望霍尼韋爾（Honeywell）能有所改進，提高自檢的靈敏度和記錄故障的能力，方便航線排故，減小由于分立元器件老化漂移和損壞帶來的風險。

件號為S67-2002-18的無線電高度（RA）天線更換率較高，查看返修記錄絕大部份是清潔、噴漆后測量駐波比在范圍內正常，航線多因對串收發機后故障未轉移或者天線受潮腐蝕及中心鼓包等外形損傷更換。

當遇到同軸插頭損壞、屏蔽層斷裂、中心釘彎折等現象時需要參考SWPM 20-51-15章節更換件號為126-59-9的同軸插頭，必要時還需更換整根同軸電纜。（BMS13-65T0H、7FT 1INCH）

4 無線電高表系統故障隔離流程

4.1 機組觀察到故障：

機組報告無線電高度表空中閃現故障旗，這是由于其中一部無線電高度表系統探測到一個故障并且高度數據無效。當飛機處于2500英尺以上或者無線電信號回波太弱的情況會出現NCD無計算數據，此時無高度顯示也無無線電高度（RA）故障旗。當天線、同軸插頭、機體結合面受潮會出現高度值指示不準確。

有時機組會報告進近時高度報告不完全，落地后臨近電門電子組件（PSEU）燈亮，自檢有類似32-62005、27-62102 的代碼，這也是無線電高度（RA）故障的一種表現形式。遇到上述兩種情況航線排故一般是先確定故障存在于哪一套系統，接著做無線電高度（RA）系統操作測試，看是否有代碼，如果出現代碼可按對應部件排查，如果自檢正常說明是間歇性故障。此時需要左右對調無線電高度（RA）收發機來隔離看故障是否會轉移，如轉移更換高度表，未轉移則更換兩部天線檢查同軸插頭。航后排故時可以測量設備架后的同軸插頭對應天線阻抗進一步分析判斷，如果直流阻值不接近0Ω，建議更換相應天線并確保同軸插頭接觸良好。

故障隔離手冊隔離程序使用一套TDR時域反射測試設備，它由階躍信號發生儀和示波器組成，在被測的傳輸線上輸入一個階躍信號并用示波器觀察反射電壓波形。可以用來測量并判斷故障存在于同軸電纜還是天線，是排查高度表系統故障的有效手段。

有時機組報告進近時剛建立航向道LOC時，自動駕駛脫開，可以參考故障隔離程序做DFCS自檢，根據代碼和故障記錄可以很快判斷是由于哪個部件造成此航段故障。如果范圍縮小到某一套高度表系統，則可以按自檢、對串、測量天線直流電阻等手段逐一排查。

4.2 自檢出故障代碼及RA天線拆裝注意事項：

在自檢測試設備上監測出代碼，根據下表故障代碼表1所對應的部件排查，確定故障原因。

無線電高度表（RA）天線拆裝注意事項：不能使用金屬鏟刀以免刮傷結構;脫開天線插頭不可旋轉天線，應用手固定住天線轉動同軸固定螺帽同時不要拉拽天線損傷同軸導線;檢查同軸插頭，當遇到同軸插頭損壞、屏蔽層斷裂、中心釘彎折、脫落等現象時參考SWPM20-51-15更換同軸插頭，同軸電纜長度不夠時需更換整根同軸電纜;檢查底座腐蝕受潮情況，如果腐蝕需要清潔并做防腐連接天線與同軸插頭后涂抹油脂檢查封圈并按正選的方向打保險絲;按天線表面箭頭方向固定其中三個螺桿，測量接觸電阻在1毫歐范圍內，再安裝最后一個螺桿;及時檢查天線封膠情況，短停時間不足可安排到航后完成，膠材料不能覆蓋住天線表面。

4.3 故障隔離流程圖：

根據上文分析B737NG飛機無線電高度表系統故障，總結排故思路：首先確定故障現象是否由于高度表系統引起，由哪一套系統引起，可以通過觀察高度表指示和其信號交聯設備自檢判斷。其次在故障系統高度表上做自檢，看是否存在故障代碼，根據故障代碼排查。最后如果沒有故障代碼建議拆下無線電高度表，從設備架插座用萬用表測量電纜與天線的直流阻抗，如果阻值不為零則更換相應的接收天線或發射天線并檢查頭軸插頭。

最后總結：為快速處理故障，設計了以下故障隔離流程

5.可靠性提升：

依據737-SL-20-045-BR0文件要求，對于波音機隊，在更換LRRA天線時，使用Gasket及其配套封膠方案代替傳統的硫化膠封膠方案，這套方案能節省拆裝時間、很好的保護機身及天線底座、防止天線受水汽影響。

該方案的注意事項：

1、采用Gasket方案封膠時，不可忽略涂施綠色找平膠步驟，請嚴格按手冊要求施工。請按照AMM TASK 34-33-11-400-802領取和正確涂施綠色找平膠，另外，AMM TASK 34-33-11-400-803程序包含機身外部安裝天 線和機身內部安裝天線兩種程序，同樣需要正確涂施綠色找平膠，請工作者選擇正確的操作程序按手冊要求施工。

2、件號S67-2002-28只可以在完全的四個天線成套替換時，替換S67-2002-18;件號S67-2002-28不允許被S67-2002-18替換。

3、依據波音改裝方案SB737-34-2395文件，墊片（件號：AG723000-40）可以安裝于線號4307以前的飛機;依據IPC的 適用性和當地航材備件的情況，兩種件號的墊片均可選擇使用在這架飛機上。

4、涂施氣動整形密封膠要求：為了提高天線的安裝工藝，安裝LRRA天線（應用了墊片）時，仍然需要在適當時機對天線底座四周和機體之間涂施氣動整形封膠，具體參考AMM Task 34-33-11-400-803。另外，AMM Task 34-33-11-400-802工作程序也同樣要求在適當時機涂施氣動整形密封膠，依據波音Customer Originated Change（COC）增加涂膠要求。

5、綠色找平密封膠在2-3分鐘內變粘，10分鐘內凝固。工作者涂施膠后，等待至少15分鐘晾干。密封膠 應與墊片水平或凸出。

參考文獻：

[1]Boeing B737-600/700/800/900 Aircraft Maintenance Manual [Z]2018.

[2]Boeing B737-600/700/800/900 Fault Isolation Manual [Z]2018.

[3]Boeing B737-600/700/800/900 System Schematics Manual [Z]2018.

[4]Boeing B737-600/700/800/900 Wiring Diagram Manual [Z]2018.

[5]Boeing B737-600/700/800/900 Standard Wiring Practices Manual [Z]2018.