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[34导航] 交通防撞系统( TCAS) 常见故障及处理方法

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发表于 2017-5-8 12:06:28 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国四川成都
◎刘 永/ 南京禄口国际机场机务工程部

交通防撞系统简称为TCAS( TRAFFIC COLLISIONAVOIDANCE SYSTEM ) , 是一种独立于地面设备的机载航空电子设备, 它通过发射射频信号询问与其在同一空域内飞行的、且装有TCAS 或ATC 应答机的飞机, 并连续地监视和评估这些飞机是否对本机构成威胁, 如果有潜在的碰撞威胁, 将根据情况发出不同级别的咨询和警告, 驾驶员根据这些咨询和警告信息采取必要的行动, 以避免空中相撞。

1 TCAS 系统的组成
TCAS 系统的组成组件有: TCAS 计算机、TCAS 方向性天线( 2 个) 、ATC/ TCAS 控制面板。TCAS 的正常工作除接收入侵飞机的应答信号外, 还需要接收机载有关系统的数据和信息, 如ATC 应答机( 2 个) 、无线电高度表( 2个) 、左大气数据惯性基准组件( ADIRU ) 、近地警告计算机( GPWC) 、通用显示系统( CDS) 、显示电子组件( DEU ) 2个、飞行数据获取组件( FDAU ) 、远距电子组件( REU) 、抑制同轴三通、起落架手柄等。

2 常见故障及处理方法
2. 1 TCAS 计算机故障
TCAS 计算机是TCAS 系统的核心, 需要完成大量的计算任务, 同时具备发射机和接收机的功能, 加之机载设备受空气气流、颠簸、高空辐射、电磁干扰等客观因素影响, 使得TCAS 计算机的故障率特别高。TCAS 计算机故障分为真故障和假故障两类, 其中真故障又分为硬件故障和软件故障。硬件故障的判断比较容易, 在空中和地面都会发生, 借助计算机内部的自检软件可以明确测试出计算机故障。而软件故障具有隐蔽性, 表现形式为使用中时好时坏, 并且在地面测试时多数可以正常通过。这是因为一条软件指令在它不执行时, 是不会造成系统故障的, 只有当执行该指令时, 才会表现出故障现象来, 而计算机内部的自检程序不能完全检测内存中的所有程序。所以此类故障要通过对故障件进行隔离才能判断出来, 一般采用对调TCAS 计算机的方法可以有效隔离该故障。其次是假故障, 由于飞行需要, TCAS 计算机是一个精度要求非常高的设备, 任何频率的偏差、数据的错误都可能使其发生故障。特别是对S 模式应答信号的编码及译码电路, 使用的是DPSK 和DDM 调制方式, 这两种调制方式是直接对载波相位进行调制, 故对震荡频率精度要求非常高。如果TCAS 计算机输入电源品质下降或电源出现相位偏差, 都会影响计算机的调制精度, 因此假故障就是指由电源或其他无线电设备干扰而产生的故障。处理这类故障时, 应重点分析故障发生的时间和频度, 找到共同特点, 有针对性地排故。

2. 2 应答机故障
TCAS 系统的功能只有与应答机系统紧密联系, 才能正常工作, 两套系统共用控制盒也说明了这一点, 故应答机的故障也可以引起TCAS 系统故障。通常机载应答机装有两部, 这两部功能完全相同, 所以应答机故障相对比较容易判别。排故重点是在故障发生后询问机组, TCAS 故障时是否转换过1、2 部应答机, 转换后故障是否存在。如机组没有注意, 也可在地面分别选择 1、2 部应答机进行TCAS 自测试和 ATC 自测试, 一般都能判断出来。

2. 3 无线电高度表故障
无线电高度表故障对TCAS 系统的影响主要表现在语音信号的抑制功能上, 通常是在飞机起飞或进近过程中发生作用。正常情况下在高于无线电高度表的工作范围之后, 对TCAS 系统的影响就没有了。但如果在高空中发生不应该产生的音响警告, 那么也应考虑无线电高度表故障的可能。如果在起飞、进近阶段音响警告系统发出本该抑制掉的音响警告信号, 那么要首先考虑无线电高度表故障的可能。

2. 4 惯导故障
第一部惯导向TCAS 计算机提供本机的俯仰角、横滚角、磁航向等信息。如果惯导输入信号故障, 将使TCAS 计算机失去本机的飞行基准信号, 无法计算出本机的飞行轨迹, 从而不能进行正常的避撞探测, TCAS 因此会显示“CAS FAIL ”信息。如果在地面进行测试, TCAS 计算机可以显示出PITCH、ROLL、HEAD 等信息, 就可以确定为惯导故障, 或者通过本机对调惯导的方法进行故障隔离。

2. 5 天线及馈线故障
包括TCAS 系统的上下天线和应答机系统的上下天线。天线故障在TCAS 系统故障中比较多见, 原因是这两套系统都是工作在L 波段的设备。在电子设备中, 频率越高, 对天线的特性阻抗、馈线的输入电阻以及屏蔽性能的要求越高, 因此对两套系统的馈线长度、天线安装工艺都有严格的要求。但实际施工中, 由于馈线所留的余量很少,为了良好接触, 接头选用螺纹结构的连接, 使得天线安装困难, 易造成天线及馈线的部分损伤。随着使用时间的延长, 损伤逐步扩大, 就会导致系统出现故障。所以TCAS 计算机和ATC 应答机的自检程序中都包括了天线系统的测试程序, 可见天线系统对这两套设备的重要性。

天线系统发生故障时, 有时在地面很难通过自测试发现, 这是因为, 有些天线系统故障是与飞机结构变形密切联系的。在空中, 由于受飞机增压及温度变化的影响, 机体结构或蒙皮会产生轻微的变形, 有些天线受这种变形的影响, 其特性阻抗或馈线绝缘电阻值发生轻微变化, 这足以造成TCAS 系统的故障。而在地面, 由于造成上述现象的外界因素不存在, 故障不再出现, 影响了维护人员的判断。尽管如此, 有一些类型的天线故障仍是可以发现的, 如TCAS 下天线有水或被水腐蚀, 造成接触不良或阻抗变化; 馈线与天线之间的接头老化松动; 馈线固定卡不合适、过度弯折, 造成阻抗变化等, 这些都可以通过细心的检查或测量发现。减少这类故障的发生一定要从基本的维护工艺上严格要求, 连接馈线时, 不能生拉硬拽、天线与机腹接触面保持清洁、天线上的密封圈状态良好、按工艺要求降低接触电阻、天线固定时均衡拧紧螺栓、固定螺栓力矩满足手册要求、均匀涂抹合适的封严胶并且要有足够的干燥时间等。

有一个简单的经验可以参考, 当TCAS 系统天线发生故障时, TCAS 系统会出现故障指示, 但ATC 应答机系统通常会工作正常, 这可以通过与地面管制中心联系, 了解本机发送到管制中心的数据是否正常来验证。一般情况,ATC 应答机会正常工作; 当ATC 系统天线故障时, ATC系统和TCAS 系统都会出现故障, TCAS/ ATC 控制盒上不论选择哪一部ATC, 琥珀色警告灯都会亮, 并且地面管制中心很可能会看到该机的ATC 应答机数据不正常。通过 这个办法, 也可以有效区别是 ATC 系统故障还是TCAS 系统故障。

2. 6 线路故障线路故障
在一些老龄飞机上出现的情况较多, 并且线路故障造成的故障现象多种多样, 只能通过对故障线路的认真检查才能发现。对于线路故障没有统一的排故方法可以借鉴, 举一个实例来说明线路故障对TCAS 系统的影响。一架 737-300 型飞机, 一段时间连续反映空中出现“CAS FAIL”信息。但地面测试TCAS 系统和ATC 应答机系统均正常, 并先后与其他飞机对调了TCAS 计算机和ATC 应答机, 但故障依然存在。于是将排故重点放到线路上, 在检查TCAS 计算机与ATC 应答机之间连接的抑制线时, 发现线路不通, 分段检查发现断点出现在TCAS 计算机与DME 测距机之间, 重新对断点进行处理后, 线路恢复连通, 故障也得到彻底排除。该条抑制线连接TCAS计算机、ATC 应答机和DME 测距机五套设备, 其作用就是当其中一台设备工作时, 通过抑制线控制另外四台设备暂时停止工作, 避免相互之间的无线电信号干扰。这条线路的中断, 造成TCAS 计算机与另外四台设备失去联系,使TCAS 与另外四台中的一台同时工作, 导致互相干扰。TCAS 计算机是高敏感设备, 受到干扰后无法正常工作,系统自检程序将这种情况辩识为故障, 发出故障信息。而在地面进行自测试时, 并不涉及到对抑制线的测试程序,因此TCAS 系统和ATC 系统都可以正常测试通过。

以上就是在TCAS 系统中常见的几种故障类型。由于设备之间的密切交联, 使这些故障现象之间的差别较难区分, 有时是多种故障的综合表现, 有时是一条故障的多方影响。在日常飞机维护工作中, 往往需要充分考虑各方面的因素, 只有面面俱到才能迅速准确地找到根源, 排除故障。

交通防撞系统_TCAS_常见故障及处理方法.pdf

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发表于 2017-7-15 16:57:26 | 显示全部楼层 来自: 中国云南西双版纳傣族自治州
总结的很好,学习了!            
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这个值得学习一下,不错
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谢谢楼主。学习了
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这个值得学习
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发表于 2018-1-16 13:42:13 | 显示全部楼层 来自: 中国四川
很好的学习资料
柳茗
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发表于 2018-7-1 14:39:54 | 显示全部楼层 来自: 中国江西南昌
学习了,多谢
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发表于 2018-8-7 14:50:52 | 显示全部楼层 来自: 中国湖南
分析很透彻,点赞
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发表于 2018-10-31 13:29:07 | 显示全部楼层 来自: 中国陕西西安
784121622 发表于 2018-1-16 13:42
很好的学习资料

谢谢!多发点
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