航空電子設(shè)備機上線路故障探討論文
摘要：現(xiàn)如今，飛機已經(jīng)成為人們出行、貨物運輸?shù)闹饕ぞ撸w行安全也得到了重視。航空電子設(shè)備作為航空器的重要組成部分，逐漸呈現(xiàn)多樣化；機上線路則是航空電子設(shè)備核心，影響范圍逐漸擴大。由此，航空電子設(shè)備機上線路故障問題也逐漸增多，怎樣進行故障問題分析成為企業(yè)的重要研究內(nèi)容。鑒于此，結(jié)合實踐研究，就航空電子設(shè)備機上線路故障原因及解決方法展開分析。
關(guān)鍵詞：航空電子設(shè)備；機上線路；故障分析
某型通航飛機在起飛過程中，機組發(fā)現(xiàn)中央儀表板下部，腳蹬位置有閃光（共3次，持續(xù)2秒左右），聞到焦糊味，襟翼位置指示10°（正常起飛收襟翼應(yīng)在0°位置），機組立即中斷起飛，脫離跑道后實施著陸后檢查項目時收放襟翼無反應(yīng)。后經(jīng)機務(wù)人員初步目視檢查發(fā)現(xiàn)，中央操縱臺下部一束導(dǎo)線與相鄰金屬加強片相磨，其中一根導(dǎo)線外部絕緣膠皮磨破，線芯裸露，該部位有跳火痕跡，造成了該導(dǎo)線芯線磨破短路，導(dǎo)線燒蝕斷路，如圖1所示。通過普查發(fā)現(xiàn)機隊有11架同型飛機該位置導(dǎo)線有松弛或相磨的現(xiàn)象。伴隨著航空技術(shù)的進步，無論是軍用航空還是民用航空都得到了長足發(fā)展，飛行器類型與性能得到了提升，發(fā)揮著重要作用。航空電子設(shè)備關(guān)系著航空器飛行穩(wěn)定，而機上線路故障則是設(shè)備常見故障問題，怎樣進行故障問題分析得到重視。
1航空電子設(shè)備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
航空電子技術(shù)作為航空飛行器重要環(huán)節(jié)，其中包含通訊系統(tǒng)、空氣控制系統(tǒng)、自動化控制等。航空電子設(shè)備系統(tǒng)呈現(xiàn)分布式實時網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包含處理器、傳感器網(wǎng)絡(luò)、信息顯示控制設(shè)備、航空系統(tǒng)總線。航空電子設(shè)備失效指的是一定環(huán)境下系統(tǒng)設(shè)計功能是否可以準(zhǔn)確執(zhí)行，失效原因分為內(nèi)部與外部。其中，內(nèi)部原因是系統(tǒng)硬件、軟件設(shè)計不足，在實際運行中難以發(fā)揮有效作用。外部原因是航空電子設(shè)備有耦合關(guān)系的其他機載系統(tǒng)，外界因素與人為因素造成系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生變化。此外，失效又可以分為物理失效與功能失效，物理失效為物理構(gòu)件性能降低。功能失效為無法發(fā)揮功能作用。
2航空電子設(shè)備機上線路故障影響因素
航空電子設(shè)備機上線路呈成束埋設(shè)，根據(jù)輸送信號頻率劃分為低頻、高頻線路。相應(yīng)傳輸信號頻率不一，高頻線路主要為屏蔽線束、低頻線路則為非屏蔽線束。機上線路穿艙為對接插頭、密封導(dǎo)套、鉆孔密封，通過連接器與電子設(shè)備、天線連接，連接器種類較多，例如：TNC、BNC等。機上線路和連接器連接為焊接形式。結(jié)合航空電子設(shè)備機上線路埋設(shè)組成，機上線路核心問題分為機上線束、屏蔽接地、連接地。引起故障原因分為短路、斷路、接地不良。第一，短路、斷路。短路、斷路是航空電子設(shè)備機上線路故障常見問題，首先，機上線束和連接器接觸不良主要因為線路質(zhì)量未達到標(biāo)準(zhǔn)要求，焊接工藝不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，存在虛焊、短焊現(xiàn)象。航空器飛行過程中振動，線束和連接器機上未固定使得線路和連接器接觸位置不斷振動、承載壓力過繼而產(chǎn)生故障。加之，缺少檢修維護，線束和連接器連接處漏水、高溫、摩擦，未及時處理出現(xiàn)故障。產(chǎn)品劣質(zhì)，線束、連接器加工材料老化。其次，連接器主體接觸不良則是由于連接器缺少維護，例如：連接器松懈、振動影響、保護措施不當(dāng)?shù)�。安裝拆卸過程中沒有根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求進行，過緊或過松造成連接器形狀受損、針腳彎曲、受損。生產(chǎn)過程中工藝技術(shù)不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，例如：焊接時間長、焊接溫度高、壓接力量較大使得連接器結(jié)構(gòu)變化。此外，連接器生產(chǎn)工藝不符合規(guī)程，例如：材料老化嚴(yán)重、強度低、抗震性差。第二，機上線束接觸不良。當(dāng)機上線路埋設(shè)到飛機后，狀態(tài)改變概率較低，故障問題率低，但也仍然存在。機上線束埋設(shè)不科學(xué)導(dǎo)致機上線束固定過緊、過松，埋設(shè)彎曲半徑難以達到標(biāo)準(zhǔn)要求。例如：過緊引起機上線束長時間處于受力條件，并且受航空器振動影響使得機上線束斷路；過松則會造成機上線束與機體各構(gòu)件發(fā)生碰撞、摩擦，長此以往造成斷路。高頻線路使用同軸線纜對機上線束彎曲半徑要求較高，一旦埋設(shè)彎曲半徑達不到要求就會引起線路斷裂、減弱信號傳輸而出現(xiàn)故障問題。另外，缺少維護也是導(dǎo)致機上線束故障主要因素，例如：尖銳物體劃傷機上線束、雜物未及時清理等都會引發(fā)故障問題。第三，接地不良。機上線路接地分為搭鐵線接地與外殼接地，接地不良會影響航空電子設(shè)備運行。搭鐵接線故障影響因素包括：搭鐵線沒有安裝至接地位置、安裝位置有絕緣物質(zhì)、搭鐵線斷開。外殼接地影響因素包含：機上線束屏蔽層和連接器連接不穩(wěn)定、外殼與連接器沒有接地。
3航空電子設(shè)備機上線路故障處理方法
維修人員定期檢驗航空電子設(shè)備、機上線路。機上線路故障包括斷線、接地斷開、絕緣層受損等，能夠在檢查中及時發(fā)現(xiàn)。通過故障隔離與故障定位也能夠及時發(fā)現(xiàn)存在的.問題。第一，檢修人員通過肉眼觀看檢查機上線路保護是否受損、絕緣層是否破損、線路是否斷裂、屏蔽層是否接地。機上線束和連接器連接檢查應(yīng)把連接器拆除、分開。不過，這種方法在簡單故障問題排查上較為適用，對于復(fù)雜故障則難以發(fā)現(xiàn)。第二，通過有效監(jiān)測設(shè)備排除故障。首先，使用萬用表，通過萬用表電壓、電流檔、歐姆檔即可檢測到線路故障問題，尤其是數(shù)字萬用表的二極管檢查檔，迅速找到機上線路和連接器焊接狀態(tài)，有無短路問題、接地狀態(tài)。其次，使用搖表，航空電子設(shè)備機上線路隱性故障排除有無短路、斷路，應(yīng)用效果良好。不過，在檢測接入航空器線路網(wǎng)的機上線路不建議使用，要求保證機上線路與設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)完全斷開，否則容易造成設(shè)備受損。最后，使用功率表，航空電子設(shè)備是利用天線傳輸信號，設(shè)備和天線之間為高頻線束連接。高頻線束的機上埋設(shè)能否達到要求建議利用功率計測量確定，排除隱蔽故障，例如：連接器屏蔽層和線芯故障、高頻線束的線芯和連接器線芯接觸不良。關(guān)于專業(yè)航空電子設(shè)備機上線路建議選擇專業(yè)測試設(shè)備，有助于及時排除故障問題。除此之外，維修人員做好維修控制，制定可行性預(yù)防方案。航空電子設(shè)備機上線路保護應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求操作。機上線路埋設(shè)準(zhǔn)備過程中根據(jù)定義導(dǎo)通機上線路、絕緣測試、抗震性，保證達到標(biāo)準(zhǔn)需求。埋設(shè)時，做好溫度環(huán)境、電磁環(huán)境控制，規(guī)避漏油、漏水區(qū)域或是制定保護方案隔離周圍構(gòu)件，防止碰撞、摩擦，機上線路接地就近展開，保證順利接地。最后，機上導(dǎo)通，確定機上連接準(zhǔn)確，使用兆歐表展開性能檢驗，保證線束良好，確保線路電壓、電阻、接地滿足要求。嚴(yán)格根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求檢查，保證及時發(fā)現(xiàn)故障問題。
4信息技術(shù)下故障診斷技術(shù)展望
4.1多傳感器信息融合
多傳感器信息融合技術(shù)提高了系統(tǒng)故障診斷準(zhǔn)確性，綜合了多維信息處理。由于單維的信息含量存在條件限制，結(jié)合信息論內(nèi)容，綜合單維信息中的多維信息，具有信息含量龐大的特點。多傳感器信息融合在協(xié)調(diào)目標(biāo)判斷、故障搜集方面有較多優(yōu)點：第一，擴大了時間覆蓋范圍，當(dāng)傳感器難以探測時，其他傳感器可以測試目標(biāo)模式；第二，識別性能強，目標(biāo)內(nèi)不同測量的融合，提升探測有效性。電子設(shè)備故障診斷具有較大難度，尤其是模擬電路故障診斷，常見方法有線路切割。但這種方法存在不足，當(dāng)電路某構(gòu)件發(fā)生故障，若直接檢測診斷元件的電壓無法確定有無故障問題。而采用多傳感器信息融合技術(shù)為故障診斷提供了一種新方法，將信息融合技術(shù)應(yīng)用到電子電路故障搜集中，檢測電子電路運行過程中構(gòu)件溫度與關(guān)鍵點電壓數(shù)據(jù)信息，同時搜集不同種信息融合方案。最終，確定故障元件。
4.2貝葉斯信息融合
首先，模糊轉(zhuǎn)變。模糊集基礎(chǔ)思想是將常規(guī)集合的絕對隸屬關(guān)系變得靈巧，讓元素對集合的隸屬度擴大，能夠應(yīng)用傳感器信息的不確定性分析處理。多傳感器信息融合過程中，模糊集理論中函數(shù)代表不同傳感器信息不穩(wěn)定性。通過模糊轉(zhuǎn)換展開數(shù)據(jù)處理。模糊信息融合故障診斷是把各傳感器影響權(quán)重應(yīng)用到集合論的隸屬函數(shù)，通過融合隸屬函數(shù)與模糊關(guān)系矩陣確定故障。其次，故障模式判斷。第一，判斷故障構(gòu)件最大隸屬度參數(shù)；第二，判斷故障構(gòu)件例數(shù)度參數(shù)高于某一閥值；第三，判斷故障構(gòu)件與其他構(gòu)件例數(shù)度參數(shù)高于某個限制參數(shù)。這種方法具有簡便、操作簡單、故障診斷準(zhǔn)確的優(yōu)勢。在實際模糊故障診斷時建立隸屬函數(shù)成為模糊故障診斷的基礎(chǔ)。不過，在確定傳感器影響權(quán)重過程中存在人為因素影響，一旦選擇錯誤就會影響診斷精準(zhǔn)性。
5結(jié)語
綜合分析，航空電子設(shè)備作為航空器主要配置，類型眾多，機上線路則是航空電子設(shè)備的“血管”，一旦發(fā)生故障將影響設(shè)備運行。因此，做好設(shè)備監(jiān)控與故障維護有著重要作用，還需要給予高度重視。
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