綜顯、發(fā)參顯偶發(fā)黑屏故障分析

敖文翔，余榮良，吳靈偉

（中國直升機設(shè)計研究所，景德鎮(zhèn)，333001）

0 引言

2017年9月，云南駝峰用戶在MTC首次會議上反映某型直升機在執(zhí)行完電氣設(shè)備盒接線更改服務(wù)通告后仍存在拔出地面電源時ICDS-8A型綜顯和ICDS-6A型發(fā)參顯黑屏現(xiàn)象。經(jīng)咨詢客戶支援部，發(fā)現(xiàn)除云南駝峰外，該型直升機其他用戶在也存在類似現(xiàn)象。

通過查找近些年關(guān)于飛機綜顯、發(fā)參顯黑屏故障的相關(guān)文獻，發(fā)現(xiàn)相關(guān)文獻較少。文獻[1]根據(jù)任務(wù)管理系統(tǒng)（MMS）工作原理將黑屏故障定位在三個方面，然后進行逐一分析排除，首先通過耗時三天的故障現(xiàn)象觀察排除任務(wù)管理計算機中圖形產(chǎn)生模塊(GGM)故障；然后通過串換顯示器排除綜顯產(chǎn)品質(zhì)量因素；最后通過對綜顯供電電路進行原理分析，判斷右卸載匯流條電路故障，對電路進行排查后發(fā)現(xiàn)卸載開關(guān)阻值跳變，更換開關(guān)后故障消失；文獻[2]綜顯黑屏故障的原因是接觸器失效；文獻[3]綜顯黑屏故障的原因是接觸器損壞；文獻[4]故障原因跟文獻[1]類似，最終故障定位在供電電路的問題。

而通過對本次故障機進行排查，并未發(fā)現(xiàn)ICDS-8A型綜顯和ICDS-6A型發(fā)參顯硬件存在質(zhì)量問題，也未發(fā)現(xiàn)供電電路中元器件和線路通斷存在問題。根據(jù)故障現(xiàn)象，只有在拔出地面電源時才會出現(xiàn)黑屏故障，考慮到DO160E[5]中電子元器件抗50ms電源中斷時間的要求，建立故障樹進行原理分析。

1 系統(tǒng)原理

針對拔出地面電源時ICDS-8A型綜顯和ICDS-6A型發(fā)參顯黑屏現(xiàn)象，考慮到DO160E中電子元器件抗50ms電源中斷時間的要求，故障原因包括：

（1）供電電路系統(tǒng)設(shè)計存在問題，電源中斷時間超過50ms，不滿足DO160E要求；

（2）電源中斷時間不超過50ms，但ICDS-8A型綜顯和ICDS-6A型發(fā)參顯無法抗住50ms斷電，不滿足DO160E要求。

根據(jù)理論分析建立故障樹，如圖1所示。

通過故障樹分析，ICDS-8A型綜顯和ICDS-6A型發(fā)參顯黑屏現(xiàn)象有兩個底事件，分別為“B1：電源中斷時間超過50ms，不滿足DO160E要求”和“B2：綜顯、發(fā)參顯無法抗住50ms電源中斷時間，不滿足DO160E要求”。

圖1 綜顯、發(fā)參顯黑屏現(xiàn)象故障樹

2 故障分析

■2.1 電源中斷時間測試

2019年8月23日，在呂蒙機場對某架科研樣機電源中斷時間進行測試，測試設(shè)備為示波器。試驗在開車狀態(tài)下快速拔出地面電源5次，結(jié)果如下：

5次測試均未出現(xiàn)黑屏現(xiàn)象，電壓波形基本一致，如圖2所示。拔出地面電源時，電源轉(zhuǎn)換時間約8ms，電壓最低掉到23.2V左右，已實現(xiàn)不間斷供電。

圖2 電壓波形圖

2019年9月18日，在呂蒙機場對和利通航某架機電源中斷時間進行測試，測試設(shè)備為電氣參數(shù)綜合測試系統(tǒng)，試驗在未開車狀態(tài)下拔出地面電源7次，模擬了各種拔出情況，結(jié)果如下：

第1次～第2次測試數(shù)據(jù)無效，第3次～第7次測試均未出現(xiàn)黑屏現(xiàn)象，電壓波形基本一致，如圖3所示。拔出地面電源時，電源轉(zhuǎn)換時間為19.58ms，電壓最低掉到18.65V，已實現(xiàn)不間斷供電。

圖3 電壓波形圖

2019年9月20日，在呂蒙機場對和利通航某架機電源中斷時間進行測試，測試設(shè)備為電氣參數(shù)綜合測試系統(tǒng)，試驗在未開車狀態(tài)下拔出地面電源13次，開車狀態(tài)下拔出地面電源3次，模擬了各種拔出情況，結(jié)果如下：

第7次和第9次地面測試，拔出地面電源時刻意搖晃，右綜顯和發(fā)參顯黑屏，左綜顯工作正常，兩次電壓波形基本一致，如圖4所示。

圖4 電壓波形圖

分析波形可知，由于拔出地面電源時刻意搖晃，機上實際共轉(zhuǎn)電3次，分別為：

（1）地面電源轉(zhuǎn)至機載電源供電，波形放大后基本與圖3一致，已實現(xiàn)不間斷供電；

（2）機載電源轉(zhuǎn)至地面電源供電，波形放大后如圖5。電源轉(zhuǎn)換時間為26.37ms，電壓低于18V的時間約14ms，電壓最低掉到5.53V，右綜顯和發(fā)參顯未能抗住本次電源轉(zhuǎn)換，黑屏重啟；

（3）地面電源轉(zhuǎn)至機載電源供電，波形放大后基本與圖3一致，已實現(xiàn)不間斷供電。

圖5 電壓波形圖

第1次開車測試，拔出地面電源時刻意搖晃，左綜顯、右綜顯和發(fā)參顯均黑屏，電壓波形如圖6。電源轉(zhuǎn)換時間為35.28ms，電壓低于18V的時間約22ms，電壓最低掉到5.77V，左綜顯、右綜顯和發(fā)參顯均未能抗住本次電源轉(zhuǎn)換，黑屏重啟。

圖6 電壓波形圖

本日其余13次測試均未出現(xiàn)黑屏現(xiàn)象，電壓波形基本與圖3一致。

通過3日，共計28次電源中斷時間測試，發(fā)現(xiàn)無論是否出現(xiàn)黑屏現(xiàn)象，電源中斷時間均未超過50ms，因此故障樹“B1：電源中斷時間超過50ms，不滿足DO160E要求”可以排除。

■2.2 綜顯、發(fā)參顯50ms電源中斷時間測試

根據(jù)綜顯和發(fā)參顯手冊相關(guān)描述，綜顯和發(fā)參顯均滿足DO160E中第16章電源輸入相關(guān)要求，如圖7所示。

圖7 綜顯和發(fā)參顯手冊相關(guān)描述

2019年10月8日，將和利通航某架機左綜顯、右綜顯和發(fā)參顯送至301所環(huán)境與可靠性試驗研究中心進行第三方測試，其中50ms瞬時電源中斷測試輸入電壓波形如圖8所示。

圖8 50ms瞬時電源中斷測試輸入電壓波形

測試結(jié)果如下：左綜顯、右綜顯和發(fā)參顯在50ms瞬時電源中斷期間均黑屏重啟，重啟后可以正常工作。

測試結(jié)果表明，左綜顯、右綜顯和發(fā)參顯均不滿足DO160E第16章電源輸入中的直流瞬時電源中斷要求。因此故障樹“B2：綜顯、發(fā)參顯無法抗住50ms電源中斷時間，不滿足DO160E要求”無法排除。

3 解決措施

針對ICDS-8A型綜顯和ICDS-6A型發(fā)參顯無法抗住50ms電源中斷時間，拔出地面電源時黑屏的問題，可通過改進ICDS-8A型綜顯和ICDS-6A型發(fā)參顯內(nèi)部相關(guān)電路進行糾正。

此項措施需將綜顯和發(fā)參顯返給供應(yīng)商，要求供應(yīng)商對其內(nèi)部相關(guān)電路進行升級，使其滿足DO160E標(biāo)準(zhǔn)中電源中斷相關(guān)要求。

4 結(jié)論

拔出地面電源時綜顯、發(fā)參顯黑屏現(xiàn)象是由于ICDS-8A型綜顯和ICDS-6A型發(fā)參顯自身未能滿足DO160E第16章電源輸入中的直流瞬時電源中斷要求（相關(guān)章節(jié)號：16.6.1.3），導(dǎo)致拔出地面電源時綜顯、發(fā)參顯偶爾有黑屏現(xiàn)象。