无线电高度表系统的维护

          　　摘要： 为降低LRRA系统的故障率，提高飞机可用率、保证飞行安全，本文根据重庆基地B737NG机队LRRA系统故障，分析各方面故障的统计数据，研究LRRA系统中的薄弱环节，尝试不同方法，改善LRRA天线工作环境，提高LRRA系统的稳定性。
　　Abstract： In order to reduce the failure rate of LRRA system， improve the availability of aircraft and ensure flight safety， according to the LRRA system fault of B737NG fleet in Chongqing base， this paper analyzes the statistical data of the fault， researches the weak link in LRRA system and tries different methods to improve the working environment of LRRA antenna and the stability of LRRA system.
　　关键词： 无线电高度表（LRRA）；天线；潮气；密封垫圈
　　Key words： LRRA；antenna；damp；packing washer
　　中图分类号：V267+.31 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）16-0123-02
　　0 引言
　　随着机队规模的越来越大、飞机机龄的老化，飞机无线电高度表系统的故障频发，严重影响飞行的安全性，导致航班的长时间延误。本文的目的是通过研究LRRA系统中的薄弱环节来改善LRRA系统性能，提高系统稳定性，保障航班的正常运行。
　　1 LRRA系统的重要性
　　无线电高度表系统（亦称：低范围无线电高度表系统，以下简称LRRA系统）是用于测量飞机到地面垂直距离用的机载无线电设备，是重要的飞行器仪表之一。在B737NG系列飞机中，无线电高度表系统有两个收发机（R/T）。每个R/T有一个发射天线和一个接收天线。无线电高度表收发机产生一个发向地面并反射回飞机的调频连续波无线电频率信号。信号从收发机的发射电路到达收发机的接收电路所花费的时间被转换成绝对高度。系统1 高度显示在机长显示器上，系统2 高度显示在副驾驶显示器上。
　　要深入分析该系统，首先是要了解系统的构成，以及与本系统相关联的其他系统的连接情况，图1是系统的框图（仅供参考）。
　　对于系统之间是怎么交联，以及工作方式，波音AMM手册上有明确的说明，这里不做赘述。接下来研究LRRA系统故障对飞行安全的影响。
　　通过系统图可以看出，若LRRA提供错误的信号给FCC、自动油门计算机或者GPWC时，将直接影响自动驾驶、自动油门以及近地警告计算机系统的工作。波音也曾发布过一个MT来说明，（737 MT ：34-036 R2；14，January 2010）。MT中这样描述的：
　　①两侧无线电高度显示出现较大的差异。
　　②双通道自动驾驶进近（APP）方式不可用。
　　③进近过程中，一侧飞行员的飞行指引杆显示意外丢失且无线电高度表显示错误。
　　④起飞后，进近中或复飞过程中出现非正常形态的警告。
　　⑤进近阶段飞机飞行方式信号牌（FMA）出现不正确的自动油门RETARD方式显示，油门杆相应向慢车位移动，当油门杆已经移至慢车位后，FMA任然指示“RETARD”而不是“ARM”。
　　2009年2月25日，土耳其航空公司的一架B7373-800飞机发生的空难，就是一起典型的由于高度表故障引发的空难。根据空难的调查报告，在下降的过程中左侧高度表失效，右侧正确。由于当时飞机自动驾驶采用的是CMD B，机组自以为左侧无线电高度表失效不会影响自动驾驶B的工作，等发现问题想手动驾驶时以为时过晚。
　　FDR数据显示在飞机采用CMD B和自动油门进近，下降到1950FT时，左侧LRRA突然失效，转变为-7/-8FT，自动油门采用这个数据将工作模式由进近转变为着陆拉平模式，将油门杆自动收到慢车位，使得着陆时着陆速度不足，从而引发空难的发生。事故主因是飞行员的疏忽，客观原因是LRRA系统故障使得油门杆产生非指令性的运动也是导致空难发生。这也是从一个侧面反映LRRA系统的重要性。
　　2 通过分析LRRA系统故障成因，研究LRRA的薄弱环节并改善
　　要研究LRRA的薄弱环节就需要对以往的故障进行分析，故障的成因位置，在系统的哪个组成部分，这就需要数据说话。以下重庆机队最近三年因LRRA系统故障，换件的统计，如图2。
　　从图2分析，在重庆基地737NG飞机数量逐年增加的情况下，LRRA系统发生故障的趋势还是朝好的方向发展的。根据统计结果在这三年中还有多次误换件，其中的数据还可以进一步修正。2010年，NO.1、NO.2收发天线各一次，NO.2R/T两次；2009年NO.2R/T一次；2008年没有误换件。
　　这三年R/T的更换次数经修正后分别是4、8、12次，R/T故障上升趋势非常明显，经故障组件的维修报告分析，发生这样的原因是因为R/T随着使用时间的增加，性能方面有一定的衰减；再加上送修后的返修质量，以及部件本身寿命有很大的关系，但是对机务维护来说，没有很好的解决方法，部件的可靠性及质量目前是不可控的，这里就不做研究。
　　这里重点研究基地收发天线的故障。经查阅LRRA天线修理报告，得知天线故障的原因绝大部分是因为受潮腐蚀导致工作不正常，从而引发故障。
　　天线为什么会受潮，潮气从哪儿来的呢。根据统计数据，2008年因天线原因发生的LRRA系统故障发生在5月至10月的次数有18次，仅仅有一次发生在其他月份；同样2009年也仅仅有一次在其他月份；2010年也就是两次在其他月份。在这几个月份集中发生有什么特殊的理由呢，通过了解，这段时间的相同点就是重庆处在多雨潮湿的季节。潮气是从前货舱地板进入的，又或是机腹天线密封胶处进入的呢。根据经验，一是在飞机运行中，运输的液体货物有渗漏，或者雨天维护时，货舱地板破损，密封不好的话，有可能引入潮气，但这只是特殊情况，对我们没什么帮助，可不做考虑；二是在更换LRRA收发天线的时候，由于密封胶涂抹不好，未完全密封，飞机在雨天或潮湿的环境中运行，就很可能引入潮气；还有就是因为LRRA天线的密封胶BMS5-95完全凝固的话需要8小时甚至更多的时间，为了保证航班，在航线维护中常常在半干状态就执行航班，在飞行中把胶吹开，引入湿气，之后工作者再重新密封好，已无济于事。潮气进入天线附近，直接腐蚀天线或者通过同轴电缆与天线接头间的空隙进入天线，从而对线路和天线内部造成影响。 　　要阻止潮气进入，如果能把天线与同轴电缆接头密封的话，是不是能够解决问题呢？于是在2009年的时候，我们决定按这个思路进行，采用一种类似胶凝体的胶带，对天线接头进行包扎密封，希望能有作用。
　　前文中提到的波音737MT：34-036中也介绍LRRA系统故障的原因之一：线路问题，同轴电缆本身，或同轴电缆与天线和收发机的接头不好。这与我们的思路不谋而合。但结果不尽人意，通过统计结果也可以看出。事后分析失败原因，认为主要是操作上的不便，达不到相应的工艺。同轴电缆接头线太短，不利于进行工作，包扎稍有偏差就容易有空隙，有了空隙效果就大打折扣；其次包扎的松紧程度不好控制，过松有空隙，过紧的话对胶带有损伤。还有一个缺点就是没有解决潮气进入飞机的问题，潮气进入后，就算不对LRRA天线产生影响，也容易使飞机机构腐蚀。
　　经大量翻阅资料，波音的一个SL：737-SL-20-045-A（用密封垫圈代替涂胶）进入视线。之后2010年初深圳润贝公司又来重庆基地推荐产品，包括各种天线垫圈。在2010年3月，基地编写文件技术通告，使用密封垫圈代替涂抹密封胶BMS5-95。就是参照GEF飞机的方法（ AMM TASK 34-33-11-400-802）加装LRRA天线垫圈（垫圈P/N：AG723000-02或者TA71000419），重庆机队在5月全部完成加装后，根据统计结果，在全部完成改装后，因故障更换天线的次数有7次，较之2008与2009的5月至12月份的18次和14次有明显的好转，排除部件寿命的原因，有了明显的下降趋势。说明LRRA系统的薄弱环节已经得到确认，是在天线与同轴线缆的连接处。并找到了效果很好的解决办法。
　　这种方法优点还有，解决了涂抹密封胶的需要时间长，大大缩短了更换天线的时间，却不用考虑BMS5-95密封胶的凝固问题，在航线维护中非常实用，保证航班的正点运行；其次这种密封垫圈还有一个类似单向活门的作用，潮气或者水汽能从内部排扫机体外，而外面的潮气进入不了飞机的内部，这样就算有潮气从货舱地板意外侵入的话，在造成天线故障、飞机结构腐蚀前也能从天线处排出。
　　3 总结
　　本文通过研究，找到了LRRA系统的薄弱环节出在LRRA收发天线处，是由于潮气的入侵引起整个系统故障。本文探讨了两种隔绝潮气的方法，一种是小范围的、在本体上密封，结果证明不是很可靠。另外一种的直接加特殊的垫圈，从潮气侵入的入口就隔绝，在目前来看是有很大成效的，值得推广使用。要从源头上消除潮气引起的故障，需要改进天线与同轴线缆的接头。这里有个设想，把接头做成类似皮托系统排水管的快卸密封接头，但是同时又要达到天线发射接收阻抗匹配的效果，这是一个努力方向，需要厂家设计部门的论证。如果可行，飞机其他部位天线也会因此而受益，值得期待。
　　参考文献：
　　[1]唐金元，王春雷，王翠珍.无线电高度表机上原位检测设备设计[J].自动化与仪器仪表，2013（04）.
　　[2]赵冰，邵继兴.无线电高度表动态测试方法[J].计算机测量与控制，2007（07）.
　　[3]魏清新.调频无线电高度表回波信号的模拟[J].飞航导弹， 1998（08）.