ARINC 629總線實(shí)際應(yīng)用及排故分析

■ 李文釗/北京飛機(jī)維修工程有限公司

0 引言

隨著數(shù)字化技術(shù)的不斷發(fā)展和微型電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，越來越多的航空電子設(shè)備上采用了數(shù)字化技術(shù)。出于航空電子設(shè)備各單元之間傳輸大量信息的需要，飛機(jī)上出現(xiàn)了數(shù)據(jù)總線。數(shù)據(jù)總線技術(shù)是現(xiàn)代飛機(jī)電傳操縱系統(tǒng)和航空電子綜合化最重要的關(guān)鍵技術(shù)之一。AIRNC 629總線可在航線可更換件（LRU）之間使用較少的導(dǎo)線以更高的速率傳送較多的數(shù)據(jù)，具有更高的工作可靠性，加之結(jié)構(gòu)緊湊、功能完整，其在波音777飛機(jī)上的使用大大減少了導(dǎo)線的連接數(shù)量，減輕了飛機(jī)的整體質(zhì)量。

1 ARINC 629數(shù)據(jù)總線基本概述

波音777飛機(jī)中廣泛采用了ARINC 629總線，主要用于機(jī)載設(shè)備之間的信息傳輸，使各類設(shè)備有機(jī)地結(jié)合在一起。目前，波音777飛機(jī)上的ARINC 629總線包括3條飛行控制總線、4條系統(tǒng)總線、4條飛機(jī)信息管理系統(tǒng)總線，此外還有頭頂板ARINC 629系統(tǒng)（Overhead Panel ARINC 629 System，OPAS）， 用于傳送多個(gè)開關(guān)的狀態(tài)。這些總線均為系統(tǒng)的信息傳輸起到了重要作用。

1.1 飛行控制ARINC 629總線接口

主飛行控制系統(tǒng)（PFCS）的許多部件都與飛機(jī)其他系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，這種連接通過飛行控制ARINC 629總線、系統(tǒng)ARINC 629總線和模擬接口來完成，如圖1所示。

1.2 系統(tǒng)ARINC 629總線接口

飛機(jī)信息管理系統(tǒng)（AIMS）機(jī)箱通過4條系統(tǒng)ARINC 629總線將AIMS柜與LRU相連，并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，如圖2所示。

1.3 飛機(jī)信息管理系統(tǒng)AIMS柜間總線

AIMS柜間ARINC 629總線在LRU與AIMS柜之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，AIMS柜間總線分為：飛機(jī)信息管理系統(tǒng)總線1，飛機(jī)信息管理系統(tǒng)總線2，飛機(jī)信息管理系統(tǒng)總線3，飛機(jī)信息管理系統(tǒng)總線4，如圖3所示。

1.4 頭頂板ARINC 629總線系統(tǒng)的組成

圖1 飛行控制ARINC 629總線

圖2 系統(tǒng)ARINC 629總線

圖3 飛機(jī)信息管理系統(tǒng)AIMS柜ARINC629總線

頭頂板ARINC 629總線系統(tǒng)（OPAS）傳輸駕駛艙開關(guān)和燈的信號數(shù)據(jù)，通過頭頂板卡柜（OPCF）、面板數(shù)據(jù)收集組件（PDCU）和頭頂板總線控制器（OPBC）進(jìn)行交聯(lián)，并且將信號傳輸給ARINC 629總線，如圖4所示。

2 常見排故分析

本節(jié)列舉的三個(gè)案例均為ARINC 629總線耦合器較為典型、常見的故障。鑒于耦合器安裝位置的特殊性，過熱和潮氣等因素都可能引起耦合器自身短路或者斷路，導(dǎo)致故障出現(xiàn)，因此在排故過程中，如能及時(shí)更換AIRNC 629總線耦合器，就能及時(shí)有效地解決問題，大大提高飛機(jī)的安全性。

2.1 駕駛艙指示燈故障

當(dāng)遇見頭頂板卡柜故障時(shí)，駕駛艙會(huì)出現(xiàn)警告燈和指示燈熄滅，嚴(yán)重影響飛行安全。

如圖5所示，右系統(tǒng)ARINC 629總線上的左AIMS柜沒有向左頭頂板總線控制器輸入信號而出現(xiàn)故障。頭頂板卡柜（OPCF）在P61頭頂維護(hù)板上，左OPCF在板的左側(cè)，右OPCF在板的右側(cè)，它們負(fù)責(zé)P5板和P61板信號與指示燈之間的轉(zhuǎn)換。面板數(shù)據(jù)收集組件（PDCU）在駕駛艙前方的地板附近，左PDCU在正駕駛座椅前方左側(cè)位置，右PDCU在副駕駛座椅前方右側(cè)位置，它們負(fù)責(zé)P1、P3、P7、P8、P9、P10、P55 信號與指示燈之間的轉(zhuǎn)換。左側(cè)的頭頂板總線控制器（OPBC）在正駕駛座椅后方鄰近儲(chǔ)藏柜的位置，右頭頂板總線控制器在維護(hù)終端鄰近的儲(chǔ)藏柜里。頭頂板卡柜和頭頂板數(shù)據(jù)收集組件是通過頭頂板總線控制器和ARINC 629總線來連接的。當(dāng)駕駛員按壓P5面板上電門時(shí)，ARINC 629總線耦合器內(nèi)部短路或者斷路時(shí)，頭頂板總線控制器無法將駕駛艙警告燈和指示燈的信號通過串行接口模塊（SIM）發(fā)送到耦合器的輸入端，完成模擬電壓信號到電流信號的轉(zhuǎn)換，最終將導(dǎo)致飛機(jī)系統(tǒng)無法接收到數(shù)據(jù)。

遇到此類故障時(shí)，第一步是嘗試更換左頭頂板總線控制器（OPBC），但更換完成后，維護(hù)終端（MAT）上故障信息顯示“NOT ACTIVE”，說明故障未排除。第二步，應(yīng)考慮是否為ARINC 629總線耦合器故障，通過與近旁的耦合器對串來判斷故障是否轉(zhuǎn)移，如故障轉(zhuǎn)移則需更換耦合器。

圖5的故障在更換了AIRNC 629總線耦合器后，測試正常，故障排除。

2.2 維護(hù)信息的預(yù)判

在航后對飛機(jī)進(jìn)行維修時(shí)，經(jīng)常會(huì)做一項(xiàng)MEMOS信息檢查工作，以便更好地對飛機(jī)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。如果出現(xiàn)作動(dòng)的信息或者鎖定的信息則必須對其進(jìn)行處理，使飛機(jī)處于適航狀態(tài)。

維護(hù)中可能遇到如圖6所示的信息，大氣數(shù)據(jù)慣性基準(zhǔn)組件有一個(gè)ARINC 629故障。主飛行控制系統(tǒng)（PFCS）通過三條飛行控制ARINC 629總線與飛機(jī)系統(tǒng)交聯(lián)。除了接收來自ACE的命令信號，PFC還接收來自飛機(jī)信息管理系統(tǒng)（AIMS）、大氣數(shù)據(jù)慣性基準(zhǔn)組件（ADIRU）和備用姿態(tài)大氣數(shù)據(jù)基準(zhǔn)組件（SAARU）的數(shù)據(jù)。當(dāng)ARINC 629總線耦合器內(nèi)部短路或者斷路時(shí)，將導(dǎo)致大氣數(shù)據(jù)慣性基準(zhǔn)組件的數(shù)據(jù)信號無法通過左飛行控制ARINC 629總線耦合器轉(zhuǎn)為電流信號，并通過飛行控制ARINC 629總線傳輸?shù)斤w行控制計(jì)算機(jī)（FCC）進(jìn)行飛行操作數(shù)據(jù)計(jì)算。

圖4 OPAS結(jié)構(gòu)組成

圖5 故障隔離手冊中故障列表

圖6 故障隔離手冊中故障列表

圖7 故障隔離手冊中故障列表

遇到此類故障，首先應(yīng)循環(huán)操作下P5板上ADIRU電門，將ADIRU電門調(diào)至OFF位，等待15s后，再將電門置于ON位，重新校準(zhǔn)大氣數(shù)據(jù)慣性基準(zhǔn)組件。鑒于大氣數(shù)據(jù)慣性基準(zhǔn)組件的內(nèi)部故障也會(huì)導(dǎo)致無數(shù)據(jù)輸出，故第二步應(yīng)通過布局查看ADIRU OPS軟件是否丟失，如果ADIRU OPS軟件存在，則查詢現(xiàn)存故障，如果發(fā)現(xiàn)ADIRU內(nèi)部故障和大氣數(shù)據(jù)慣性基準(zhǔn)組件中一個(gè)ARINC 629故障同時(shí)出現(xiàn)時(shí)則應(yīng)更換ADIRU。

圖6的故障在更換了左飛控AIRNC 629總線耦合器后，測試正常，故障排除。

2.3 旅客廣播故障

當(dāng)旅客廣播控制器出現(xiàn)故障時(shí)，客艙內(nèi)無法聽見乘務(wù)員用手機(jī)進(jìn)行的廣播，會(huì)增加乘務(wù)員的工作量。一旦發(fā)生突發(fā)情況也無法快速將緊急信息通知到每位旅客。

圖7所示為旅客廣播/客艙內(nèi)話控制器（PA/CI）有一個(gè)左系統(tǒng)ARINC 629總線出現(xiàn)故障。AIMS柜間總線包括：AIMS柜間總線1，負(fù)責(zé)左AIMS柜與右AIMS柜之間的信息交換；AIMS柜間總線2，負(fù)責(zé)左AIMS柜、右AIMS柜與左中右控制顯示組件（CDU）之間的信息交換；AIMS柜間總線3和4，僅用于左AIMS柜與右AIMS柜之間的信息交換。當(dāng)AIMS柜間總線1中的ARINC 629總線耦合器內(nèi)部短路或者斷路時(shí)，將導(dǎo)致旅客廣播/客艙內(nèi)話控制器（PA/CI）無法將音頻信號通過ARINC 629總線耦合器轉(zhuǎn)為電流信號，并通過ARINC 629總線傳輸?shù)嚼闰?qū)動(dòng)組件（SDM）播放。

排故時(shí)，首先通過客艙服務(wù)控制面板（CSCP）進(jìn)行快速測試，以對故障進(jìn)行初判。若測試結(jié)果指向PA/CI故障，可根據(jù)故障代碼提供的信息重新安裝PA/CI內(nèi)部軟件以覆蓋舊軟件。如果測試結(jié)果沒有指向PA/CI控制器，則應(yīng)直接更換ARINC 629總線耦合器。

圖7的故障在更換了AIRNC 629總線耦合器后，測試正常，故障排除。