民用航空導(dǎo)航設(shè)備排故案例兩則

黃利武

（中國民用航空西南地區(qū)空中交通管理局，四川成都 610202）

0 引言

據(jù)統(tǒng)計，2018 年國內(nèi)全行業(yè)運輸航空公司完成運輸起飛架次469.47 萬架次，比上年增長7.6%。國內(nèi)航線完成運輸起飛架次425.95 萬架次，比上年增長7.3%，其中港澳臺航線完成8.22萬架次，比上年增長7.3%；國際航線完成運輸起飛架次43.52萬架次，比上年增長10.8%。隨著民航事業(yè)的蓬勃發(fā)展，航空保障壓力日趨增大。陸基導(dǎo)航設(shè)備是保障民航安全、高效運行必不可少的技術(shù)手段，儀表著陸設(shè)備及終端區(qū)全向信標(biāo)/測距儀設(shè)備故障也是機(jī)場飛行流量控制的重要因素之一。因此在最短時間高效完成設(shè)備故障排查，關(guān)乎飛行效益及民用航空安全。

1 NM7000A 儀表著陸設(shè)備故障

2016 年7 月1 日，四川瀘州藍(lán)田機(jī)場NM7000A 儀表著陸設(shè)備出現(xiàn)故障。該機(jī)場屬軍民兩用機(jī)場，故障儀表著陸設(shè)備于1998 年投入使用，屬超期服役設(shè)備。機(jī)場附近常年伴有酸雨，導(dǎo)致該設(shè)備室外天線單元腐蝕情況非常嚴(yán)重。

1.1 故障現(xiàn)象

NM7000A 設(shè)備航向信標(biāo)雙監(jiān)控器航道（CL）DDM 值極不穩(wěn)定，最差時DDM 值達(dá)到-100 μA，同時航道（CL）RF 值偏低。另據(jù)機(jī)場導(dǎo)航運維人員反映，上述航道參數(shù)值受天氣和溫度影響變化很大，氣溫高時設(shè)備頻繁出現(xiàn)告警，陰雨天則設(shè)備完全正常。與此同時，近場通道的監(jiān)視信號一直正常。

1.2 故障排查

由于近場（NF）DDM 值及近場（NF）RF 值均正常，維護(hù)人員外場測試外場發(fā)射參數(shù)均滿足要求，說明航向信標(biāo)發(fā)射機(jī)向空中輻射的外場信號正常，因而故障點不應(yīng)在發(fā)射通路。根據(jù)故障現(xiàn)象判斷，室外監(jiān)控部分故障的可能性很大。室外監(jiān)控部分包含監(jiān)控合成單元（MCU）、監(jiān)控耦合板、監(jiān)控耦合板至監(jiān)控合成單元（MCU）饋線，以及監(jiān)控合成單元（MCU）至機(jī)房主機(jī)柜饋線。

技術(shù)人員利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀分別檢查12 根天線陣子的監(jiān)控耦合板至MCU 的饋線，檢查結(jié)果均正常；檢查MCU 至機(jī)房主機(jī)柜的線纜，檢查結(jié)果正常。故排除線纜問題導(dǎo)致故障的可能性。

憑借維護(hù)經(jīng)驗，將設(shè)備開機(jī)，觀察雙監(jiān)控器數(shù)據(jù)，同時逐個輕輕敲擊每個航向天線陣子，監(jiān)控數(shù)據(jù)無明顯變化，初步排除監(jiān)控耦合板故障。因此，故障點在監(jiān)控合成單元（MCU）的可能性較大。更換MCU 備件，設(shè)備監(jiān)控參數(shù)沒有得到改善，航道DDM值仍然為-100 μA，同時航道RF 值較低，因此故障點也不在監(jiān)控合成單元。此時技術(shù)人員嘗試逐對斷開對稱天線陣子監(jiān)控耦合板與MCU 的連接饋線，觀察設(shè)備維護(hù)軟件中的航道DDM 變化值，此時航道DDM 值無明顯變化。

技術(shù)人員打開每個天線陣子的后蓋，重點檢查各監(jiān)控耦合板。經(jīng)檢查，12 個監(jiān)控耦合板中有11 個出現(xiàn)嚴(yán)重銹蝕現(xiàn)象，電路板上的多數(shù)電阻、電容元件已銹蝕斷裂。檢查中發(fā)現(xiàn)只有第11 號天線陣子內(nèi)的監(jiān)控耦合板情況較好。該監(jiān)控耦合板為最近一次排故工作中的更換件，其余11 個監(jiān)控耦合板均為1998 年設(shè)備投產(chǎn)時的原裝件。這些原裝監(jiān)控耦合板由于長期暴露在惡劣環(huán)境中，已嚴(yán)重銹蝕。因此推斷，除了第11 號天線陣子的監(jiān)控耦合板工作正常，其余監(jiān)控耦合板均已無法實現(xiàn)對監(jiān)控信號的耦合功能，導(dǎo)致航道監(jiān)控信號合成異常。

上述情況也恰好印證了潮濕天氣時設(shè)備監(jiān)控數(shù)據(jù)正常，高溫干燥天氣時設(shè)備參數(shù)則出現(xiàn)告警的規(guī)律。潮濕天氣時，斷裂的元器件能實現(xiàn)部分接觸，監(jiān)控耦合板勉強實現(xiàn)耦合監(jiān)控信號的功能，高溫干燥天氣時，斷裂的元器件因接觸不佳無法形成正常耦合通路，從而監(jiān)控耦合板無法實現(xiàn)正常的耦合功能。

為驗證故障判斷的準(zhǔn)確性，技術(shù)人員利用其他機(jī)場淘汰設(shè)備的監(jiān)控耦合板換下了第1 號天線的監(jiān)控耦合板，此時設(shè)備航道DDM 值增大至-92 μA，同時射頻值有所增加，航道參數(shù)有所改善。技術(shù)人員依次更換其他天線陣子監(jiān)控耦合板。全部更換完成后，航向信標(biāo)CL DDM 值接近于零，設(shè)備恢復(fù)正常，同時CL RF 值增大至+5.2 V。由于更換所有監(jiān)控耦合板前，部分耦合板耦合功能差，而每次校飛完成后，維護(hù)人員默認(rèn)此時的CL RF值為標(biāo)稱值，因此會在校飛工作結(jié)束后通過監(jiān)控器校準(zhǔn)，將CL RF 值校準(zhǔn)到3.0 V。更換完所有故障監(jiān)控耦合板后，所有耦合板耦合功能恢復(fù)，因此CL RF 值會高于標(biāo)稱值。

2 DVOR4000 型多普勒全向信標(biāo)故障

2017 年5 月24 日，巡檢維護(hù)中國民用航空西南地區(qū)空中交通管理局重慶空管分局涪陵導(dǎo)航臺DVOR4000 設(shè)備期間，發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障。

2.1 故障現(xiàn)象

設(shè)備面板出現(xiàn)“WARNING”預(yù)警，維護(hù)軟件中出現(xiàn)“Distortion on det.USB-LSB”參數(shù)值偏高預(yù)警，其他主要參數(shù)均正常。

2.2 故障排查

上邊帶-下邊帶失真（Distortion on det.USB-LSB），該參數(shù)表征多普勒全向信標(biāo)設(shè)備（DVOR）上下邊帶信號幅度不一致。該值預(yù)警說明上下邊帶不對稱，邊帶通路出現(xiàn)故障。若1/2 或1/4邊帶通路出現(xiàn)故障，則應(yīng)出現(xiàn)調(diào)頻副載波（9960 Hz）調(diào)制度不夠、副載波調(diào)頻指數(shù)Kf不正常等參數(shù)告警。因調(diào)頻副載波9960 Hz 調(diào)制度、調(diào)頻指數(shù)等其他主要參數(shù)均未出現(xiàn)告警，由此可以判斷邊帶調(diào)制器（MOD-SBB）前端的發(fā)射通路與MOD-SBB后級的4 塊邊帶切換模塊（ASM）均正常。故障點應(yīng)在1/4 邊帶ASM（初級）板件的后級單元，這部分包括10 塊邊帶ASM 板（次級）、邊帶饋線及邊帶天線陣子。

考慮到涪陵導(dǎo)航臺周邊的環(huán)境條件不理想，加之該設(shè)備已不間斷服役超過16 年，設(shè)備各元件出現(xiàn)不同程度的老化和性能下降，特別是室外工作的天饋單元部分，極易出現(xiàn)故障，因此優(yōu)先利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀檢查各邊帶天饋線好壞。經(jīng)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測試所有邊帶天線，發(fā)現(xiàn)第4 號邊帶天線回波損耗測試值為-7.5 dB，嚴(yán)重不滿足規(guī)范要求的-20 dB；第11 號邊帶天線回波損耗測試值為-20.3 dB，在正常范圍內(nèi)稍偏大。

技術(shù)人員到DVOR 地網(wǎng)檢查第4 號及第11 號邊帶天線，發(fā)現(xiàn)第4 號邊帶天線陣子內(nèi)部的兩條引線均因年久銹蝕發(fā)生斷裂，第11 號邊帶天線陣子內(nèi)部銹蝕嚴(yán)重，但未發(fā)生斷裂。焊接修復(fù)第4 號邊帶天線陣子引線，回波損耗測量值為-28.6 dB，該天線恢復(fù)正常。

第4 號邊帶天線問題得到修復(fù)后，在設(shè)備維護(hù)軟件中觀察，調(diào)頻副載波調(diào)制度稍變大，但此時設(shè)備維護(hù)軟件中依然有Distortion on det.USB-LSB 預(yù)警。由于已用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀檢查所有邊帶天饋單元，除了已修復(fù)的第4 號邊帶天線外，其余邊帶天饋線均正常。因此剩余的故障點應(yīng)出現(xiàn)在10 塊邊帶ASM 板（次級）中，該部分排查沒有特別快捷的方法，只能逐一更換備件進(jìn)行判斷。經(jīng)過后期更換排查，排查結(jié)果為第6 塊ASM 板的一個輸出通道出現(xiàn)故障。更換故障板件后，設(shè)備面板的“WARNING”預(yù)警指示燈消失，設(shè)備維護(hù)軟件中“Distortion on det.USB-LSB”預(yù)警消失，DVOR 設(shè)備恢復(fù)正常。

3 梳理總結(jié)

20 世紀(jì)90 年代末以來，中國民航大量引進(jìn)了THALES 公司的DVOR4000 型多普勒全向信標(biāo)及NORMARC 公司的NM7000A 型儀表著陸設(shè)備。這兩類設(shè)備投產(chǎn)年限已久，仍在運行的基本都是超期服役的老舊設(shè)備，因而出現(xiàn)了不同程度的老化和性能下降，發(fā)生故障的可能性較大。

3.1 NM7000A 儀表著陸設(shè)備故障總結(jié)

常年酸雨天氣導(dǎo)致幾乎所有的監(jiān)控耦合板銹蝕嚴(yán)重、功能異常，因此采用拆除每對監(jiān)控耦合板至MCU 監(jiān)控線纜進(jìn)行測試的方法已不適用。針對嚴(yán)重超期服役老舊設(shè)備的排故工作，應(yīng)重點檢查室外天線單元及室外饋線部分。

3.2 DVOR4000 型多普勒全向信標(biāo)故障總結(jié)

設(shè)備若出現(xiàn)“Distortion on det.USB-LSB”參數(shù)值預(yù)警，則故障點在邊帶通路，故障點較大概率出現(xiàn)在天線陣子，其次是邊帶切換模塊（ASM），饋線故障的可能性稍小。因此，應(yīng)優(yōu)先利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀檢查室外天線。

4 結(jié)語

隨著中國民航快速發(fā)展，運輸起飛架次及旅客吞吐量逐年上漲，航空保障壓力日益增大。無論是傳統(tǒng)導(dǎo)航，區(qū)域?qū)Ш剑≧NAV）或是基于性能的導(dǎo)航（PBN），陸基導(dǎo)航設(shè)備都是保障飛行必不可少的技術(shù)設(shè)施。