民用航空飞机上机载维护设备的发展
公彦镇
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公彦镇,. 民用航空飞机上机载维护设备的发展[J]. 中国航空航天科学,2023.8. DOI:10.12721/ccn.2023.157278.
摘要: 目前,民航飞机从一开始的模拟式机载维护系统发展至后期的数字式和分布式机载维护系统,再到现如今同时兼备诊断和隔离故障、监管控制飞机发动机状态等各项功能的集中式机载维护系统,其在飞机上的广泛普及使用为飞机长时间的安全、高质量运行发挥了重要作用。基于此,本文对飞机上机载维护系统的特点进行探究。
关键词: 民航飞机;机载维护系统;功能特点
DOI:10.12721/ccn.2023.157278
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引言

机载维修设备的发展经历了从无到有,从模拟式到数字式,从分布式到集中式的发展,到下载已经发展成为集故障诊断,故障隔离与飞机和发动机状态监控于一体的机载维护系统。

1机载维护系统的功能特点

机载维护系统是由电子式中央警告监控系统,数字式飞行数据记录系统,飞机状态监控系统和中央维护系统组合而成的一个综合系统。正常使用时,ECAM长期显示飞机的正常参数,飞机状态监控系统和DFDRS长期记录飞机系统参数。当探测到飞机系统有不正常的情况时,ECAM显示不正常的参数或功能以及相关的警告,中央维护系统记录由各系统的BITE探测到的故障信息,以故障报告的形式显示给维护人员。中央维护系统记录还记录由飞行警告计算机(FWC)产生的各种警告,以驾驶舱效应报告的形式显示给维护人员。如果飞机上安装有飞机通讯寻址报告系统,ACARS可以将CMS形成的维护报告和由ACMS系统形成的飞机状态参数和发动机状态参数以数据链的形式发送到地面维护基地,形成飞机和发动机的远程故障实时监控诊断系统。如果飞机上安装有多功能磁盘驱动组件,则中央维护系统形成的报告和飞机状态监控系统监控到的飞机和发动机数据可以下载下来,在普通计算机对特定的故障进行进一步的分析和研究,或研究故障的发展趋势。

2飞机机载维护系统的连接特点

 民航飞机上机载维护系统当中,最为关键的重要的组成部分便是中央维护系统,其通过借助中央维护计算机,与各个飞机系统BITE进行有效连接。依照飞机系统能力的不同,目前的机载维护系统采用等级分类的方式将飞机系统依次分为一类、二类和三类系统。而不同类型的系统和中央维护系统的连接方式也大相径庭。在一类系统当中,其可以完成飞行航段故障的准确存储记录,尤其是其与中央维护系统的双向连接,使得CMC1、CMC2均可以有效连接至ARINC429输出总线处,并以120毫秒为时间间隔为其传输航段等BITE数据,利用此种方式维护人员在地面处便可以对一类系统中各组成部件进行维修测试。二类系统只对航段末故障进行存储记忆,但与一类系统相同的是,CMC1、CMC2也同样连接至ARINC429输出总线并进行BITE数据的传输。而相比之下三类系统则要简单得多,其主要是利用两个离散信号和中央维护系统进行连接,其输入和输出的离散信号将分别进行系统启动测试与复位以及对系统正常与否的有效显示,并不负责对故障信息进行存储记忆。

3系统BITE的报告的特点

3.1一类系统的BITE报告的特点

一类系统的报告分为基本的和选装的。其基本的包含:最后航段报告、之前航段报告、地面报告、测试、航线可更换组件标识符、排故数据和三级故障。选装的有地面扫描和特殊数据两类。终端终端的功能是向地表展示上一趟航班期间,所有内外的数据失效信息。故障信息包括失效维修单元的名称、失效时间、失效级别(第一级还是第二级)和 ATA编号。以前的航线报道功能是将先前64个飞行航程中发生的内外问题都展示出来。这是上一次航班上一次航班的总结。该故障信息还包括失效 LRU的名称,失效时间,失效水平(第一或第二级), ATA编号和航空分段编号(1至64)。该报告的开始部分还将包括航空器身份资料。排除资料用于表示错误的辅助资料。这些资料包括资料生成的日期及时间,当错误发生时,或电脑内部的资料;编码的形式等(例如飞机布局,闸门位置等等)。测试报表有两种功能,一种是打开 MCDU,另一种是在 MCDU上进行测试。若试验持续了1秒钟以上,则 TESTINPROGRESSXXS将出现在屏幕中心,告知操作员还需要多久才能完成检测。当一个错误发生时,包括错误 LRU名称, ATA号码和错误水平的错误的资讯。

3.2二类系统BITE报告的特点

与一类系统不同,二类系统是没有菜单模式的,其在MCDU上的显示是通过CMC来实现的(伪菜单模式)。在操作者在MCDU上选着了系统以后,工作的CMC会将所选的系统的数据显示在MCDU上。二类系统的报告的内容与一类报告是相同的。这些系统也有如下的功能:最后航段与地面报告、三级故障、测试和航线可更换组件标识符。

3.3三类系统BITE报告的特点

这类系统的功能只有测试和复位两个。对于该类系统也没有菜单模式。其在MCDU上的显示也是通过CMC来实现的。该类系统的功能实现方式与一类和二类是不同的。无论是测试还是复位,其使用的数据都是在执行完测试或复位后随即产生的。这些数据时不被BITE记录的。在操作者选着了功能后,工作CMC会开启测试或复位功能,并在MCDU上显示出正确操作或故障的信息。

4中央维护系统的故障处理特点

4.1内外故障

BITE具有区别故障的功能,其可以根据故障发生的位置区域判断其为内部故障或外部故障。通常把出现在系统中的故障称为“内在故障”,相反,它就是“外在故障”。例如,在气象资料处理中,攻角传感器是一个非常关键的组成部分,如果它发生了异常或者发生了什么问题,那么它就是一种内在的故障。在这个时候,它会把发生的问题传送给中心维修管理部门,让它进行故障的排除和检修。对于其它系统来说,如果攻角传感器发生了异常,那就意味着有外在的问题,所以 A, B, C等系统将把外在的故障消息传递给中心维修系统。通过对不同类型的故障进行对应分类,可以让地面的航空器维修人员在最短的时间内,迅速、准确地对工作卡片进行准确的定位,进而高效地对随后出现的故障部件及系统进行深入的检修试验。

4.2故障等级

根据前文的分析可知现阶段民航飞机上的机载维护系统将飞机系统依次分为了一类、二类和三类系统,根据这种分级原则,中央处理器根据系统本身的功能和故障的危险度,将对航空器的安全性造成最大危害的故障设置为1级故障,目前不会对航空器的安全性造成任何影响。而当第二种情况发生时,会对航空器的安全性产生不利的情况,将其设置为第二类。第三类失效是指那些对航空器的安全性有很大危害的失效。在一类故障中,由于它对航空器的安全性构成了最大的威胁,它会对航空器的正常运营产生直接的影响,所以一类的失效,就需要根据最小的装备列表及时地对其进行修复。对于民用客机来说,一旦发生一类故障,引擎和报警显示屏就会立即发出报警信号,而警告旗则会被直接显示在主机和航行显示屏或者相应的系统显示屏上,并传送到驾驶室;警告司机及乘客注意。尽管第二级故障一般不会立即对飞行器的飞行造成直接的干扰,但是一旦第二次出现这种情况,就会对飞行器的飞行产生很大的影响。在民用客机上,当第二级错误出现时,由电子型中心警报监视系统产生的报表可以在地上直观地看到。相对于一阶失效和二阶失效,三阶失效对飞行器的安全性构成了最小的危害,即便是不进行检修检修,对飞行器的正常飞行也没有太大的影响;所以第三级的错误消息将不会在飞机上出现。当失效的效应很轻微,对飞行器的冲击很小时,这种失效也可以被继续使用。

结束语

总而言之,民航飞机上机载维护系统在完成数据采集的基础之上,在对其进行分析处理之后可以科学诊断飞机故障,并以此判断飞机发动机的实际工作状态,这对于保障飞机正常安全飞行具有重要意义。而随着科学技术水平的不断发展,机载维护系统的功能也逐渐增多,其完善程度日渐提高,相信在日后民航飞机上机载维护系统还将得到更加广泛使用,继续为飞机监管提供必要帮助。

参考文献:

[1]陈雯.飞机机载维护系统的设计考虑[J].民用飞机设计与研究,2015,(01):91-92+98.

[2]陈雯.BA123456789飞机机载维护系统的设计考虑[J].科技创新导报,2014,11(25):77-78.

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