27下滑故障案例分析

毛曉冬

摘要：本文簡要介紹了27下滑設備天線遭遇臺風威馬遜后故障現象和維修過程以及校飛發(fā)現的問題，分析解決問題實現故障修復的思路和方法。本文介紹了如何利用原理分析告警現象，從而達到進一步保障設備安全穩(wěn)定運行，保障設備更穩(wěn)更精確地為飛機提供著陸信號，提高安全保障能力的目的。

關鍵字：27下滑、上天線、CLR、CL、DDM

GP Antenna Fault Analysis

Abstract：this article introduces the 27 GP Antenna Fault which is caused by terrible typhoon and the problem that be found during the calibration. What is more， the article tell us that we use the principle to explain why this fault happens and how can we do to prevent the fault， in order to maintain the machine.

keyword： 27GP＼up antenna＼CLR＼CL＼DDM

1、故障現象：

2014年8月02日15時30分，美蘭機場27下滑臺雙機出現CL DDM及CLR RF參數告警，導致關機。故障發(fā)生后，值班人員迅速進行相關通報，保存數據，并赴外場檢查。15時35分，通過遙控面板重新開機成功。由于2014年7月第九號超強臺風威馬遜先后三次登陸海南。我科室工作人員初步懷疑設備是受到臺風的一定影響。

2、故障現象分析：

NM7000 ILS主要由ILS機柜、天線分配網絡、監(jiān)控合成網絡、航向/下滑天線陣、近場監(jiān)控天線、遙控單元、電源、遠程監(jiān)控維護系統(tǒng)（RMS系統(tǒng)）八部分組成。

根據圖1可以知道整個下滑信標的組成框圖，其核心部分是由下滑信標機柜和一個下滑天線系統(tǒng)（M型天線）組成。室內機柜所產生的CSB、SBO、CLR信號送入天線分配單元進行信號分配，按一定的幅度和相位比例輸出至上、中、下天線。

由圖1我們可知CSB信號不僅輸送給下天線，還反相180°送給中天線，信號合成后，在θ處的信號幅度較強，而越往低角度則信號幅度越小。SBO信號也可以從圖中看出來，信號饋送至上、中、下三副天線，信號合成后在θ角上形成下滑道，SBO場型之中，低角度的場強也是很小。而CLR信號的作用，正是彌補低角度的信號覆蓋問題，CLR信號饋送至上、下天線，下滑信標采用150Hz調制度為60%、90Hz調制度為20%的方式來調制，使得飛機產生向上飛的信息。[2]NM7000設備信號在送到發(fā)射天線發(fā)射的同時，每一個天線陣子內部都有一個耦合器將監(jiān)控信號耦合回來送回監(jiān)控合成網絡。再根據圖2可知，其上中下天線信號的幅度相位比例與發(fā)射信號一致。室內設備監(jiān)控器接收來自天線系統(tǒng)的RF信號：CL、DS、NF、CLR，以及測試天線故障的DC-LOOP直流環(huán)路檢測信號。這些RF信號經過前置解調板MF1219A處理之后轉換成模擬信號，之后通過快速傅里葉變換進行數字化，送入到數據處理板MO1212與其中所存儲的信號告警門限進行比較，產生告警信息，設備自身將對告警信息作出預警、告警、換機、雙機關機等一系列處理。

首先分析三根天線輸出CSB、SBO、CLR信號：

上天線輻射SBO、CLR信號，中天線輻射CSB、SBO信號，下天線輻射CSB、SBO、CLR信號。下滑信標的發(fā)射信號在送到三個天線陣子發(fā)射的同時由天線陣子的耦合器耦合回來，耦合信號是通過U、M、L三根饋線輸入監(jiān)控合成網絡，經過監(jiān)控合成網絡進行合成之后輸出CL、DS、CLR三個信號。根據圖2及圖3聯合分析，監(jiān)控合成網絡輸出的CL信號為上下天線信號的中和：下天線（CSB+0.117SBO+0.2CLR）-上天線（0.117SBO+0.2CLR）=CSB。寬度信號：上、中、下天線取樣信號按一定的幅度和相位混合，模擬了空間0.175DDM處的真實信號。即包括CSB、SBO混合信號（寬度信號）和余隙信號。余隙信號：上、中、下天線取樣信號按一定的幅度和相位混合，模擬了空間低角度的真實信號。即包括CSB、SBO混合信號和余隙信號。

由上述分析可以得知，上天線故障會導致DS、CLR參數告警，中天線故障會導致DS、CLR參數告警、下天線故障會導致CL、DS、CLR參數告警。了解空間信號的產生的原理之后，進一步分析由故障引起的故障原因及現象，便可以準確對設備故障進行判斷檢測與檢修。

此次設備告警參數未CL、CLR，所以我們重點檢查上天線的監(jiān)控電纜等，發(fā)現上天線的監(jiān)控電纜頭部絕緣層因為臺風和潮濕等天氣原因受到嚴重的損壞，上天線的位置也因為臺風原因有了一定的偏移，導航搶修人員到達現場后，為進行相關檢測確定故障原因，發(fā)布航行通報，申請27下滑信標從17時30分至24時00分臨時停機。使用網絡分析儀及外場測試儀，對27信號信標的各天線監(jiān)控信號參數、各天線發(fā)射-監(jiān)控環(huán)路參數、發(fā)射天線-近場環(huán)路參數。檢測的參數都正常，設備運行穩(wěn)定。于是我們恢復設備運行使用。

由于2014年7月第九號超強臺風威馬遜先后三次登陸海南，對27下滑設備造成一定的影響。我科室工作人員初步懷疑設備是受到臺風的一定影響而使得下滑角度偏低。

于是我科室人員繼續(xù)開始排除危險源，試圖讓設備恢復到臺風前的狀態(tài)。

我科室工作人員進行全面檢修，到現場檢查，用PIR測量的上、中、下監(jiān)控天線回來的信號，用網絡分析儀，對上、中、下發(fā)射天線和監(jiān)控天線進行環(huán)路測試，對上、中、下三根天線與近場監(jiān)控天線的環(huán)路測試，測量三個天線的電壓駐波比，由此判斷設備發(fā)射信號正常，故障點在天線的監(jiān)控信號回路。同時上天線塔檢查天線饋線，在晃動上天線電纜時，故障參數變化明顯，而搖動中、下天線時，參數基本沒有變化?？膳袛喙收宵c在上天線的監(jiān)控接口。我們仔細檢查發(fā)現上天線監(jiān)控電纜絕緣層有被臺風吹裂的跡象，于是我們將舊的絕緣層剪下，重新做了新的絕緣層并對監(jiān)控頭加固，然后再重新測試數據。

27下滑信標檢測數據8月16日與8月2日對比

發(fā)射-監(jiān)控環(huán)路參數

PIR檢測監(jiān)控電纜信號

PTR檢測發(fā)射機輸出信號

用近場監(jiān)控天線測量上中下天線輻射特性

整體來說設備數據比之前的更好，設備運行穩(wěn)定，設備恢復使用。

結語：

海南空管分局儀表著陸系統(tǒng)09盲降與27盲降投產于1998年，設備長期服役導致的老化趨勢日益凸顯，最主要的表現為設備組件老化，容易受天氣影響，尤其在海南臺風雷雨高發(fā)地帶，造成的維護維修成本逐年升高。本文介紹了故障排除分析思路，利用數據進行對比來判斷設備的故障點和運行狀態(tài)。希望能夠給大家今后的維修工作帶來一定的啟發(fā)和幫助。

參考文獻：

[1]NM7000設備參考資料1998

[2]李韞蕾管偉郭朝輝等.導航設備維修培訓平臺教材[M].成都：民航西南地區(qū)空中交通管理局，2012：114-116.

[3]李炳軍胡明波李韞蕾.NM7000A/B儀表著陸設備講義[M].天津：中國民航大學繼續(xù)教育學院，2012：130-131.