摘 要：歐洲空中客車工業(yè)公司在A320系列飛機上采用了民用運輸機中最為先進的飛行操縱系統(tǒng)，即電傳操縱系統(tǒng)。電傳操縱系統(tǒng)中最容易出現(xiàn)故障的是各類傳感器，如過載傳感器、轉滾角速度傳感器和橫向通道傳感器等，傳感器出現(xiàn)故障會導致飛機產(chǎn)生各類飛行問題，加大飛行風險。本文分析了A320飛機電傳操縱系統(tǒng)的結構和電傳操縱系統(tǒng)的可靠性，探討了電傳操縱系統(tǒng)常見故障及原因。

關鍵詞：A320飛機；電傳操縱系統(tǒng)；故障；探討

A320系列飛機是歐洲空中客車工業(yè)公司研制的雙發(fā)中短程客機，共有A318、A319、A320和A321幾個型號。歐洲空中客車工業(yè)公司在A320系列飛機上采用了民用運輸機中最為先進的飛行操縱系統(tǒng)，即電傳操縱系統(tǒng)。電傳操縱系統(tǒng)創(chuàng)立了新的標準，在技術上是一個較大的飛躍，甚至已經(jīng)成為其他飛機操縱系統(tǒng)中的典范。電傳操縱系統(tǒng)實現(xiàn)了預置控制，使飛機的安全性能和可靠性得到了很大程度的提高。在飛行過程中，通過應用計算機進行計算與監(jiān)控，可實現(xiàn)優(yōu)良的機動，預防各類飛行事故。然而，電傳操縱系統(tǒng)并非完全可靠，飛行員在飛行過程中用電傳操縱系統(tǒng)完成改變飛機飛行軌跡和飛行姿態(tài)的動作任務。因此，電傳系統(tǒng)如果出現(xiàn)故障，往往會導致嚴重的飛行事故。電傳操縱系統(tǒng)中最容易出現(xiàn)故障的是各類傳感器，如過載傳感器、轉滾角速度傳感器和橫向通道傳感器等，傳感器出現(xiàn)故障會導致飛機產(chǎn)生各類飛行問題，加大飛行風險。本文重點討論A320系列飛機飛行操縱系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)的一些故障問題。

一、A320系列飛機電傳操縱系統(tǒng)的結構

電傳操縱系統(tǒng)是指在飛行過程中用來控制液壓傳動舵面的飛行主操作系統(tǒng)，在操縱時，飛行員的操縱輸入轉換為電信號，電信號傳到助力器的液壓伺服活門，控制液壓動作筒傳動舵面。而傳感器的作用主要是用來檢測飛機運動參數(shù)，然后將各種信號輸入飛行控制計算機。飛行控制計算機對運動傳感器和指令傳感器進行數(shù)據(jù)處理、濾波、增益調解、動態(tài)補償和信號放大，這些處理過程都是按照預先設計的控制率來進行的。信號經(jīng)過處理后，向液壓助力器發(fā)出操縱指令，從而傳動舵面偏轉，而助力器的傳動位移和飛機狀態(tài)信號的相關信息又會反饋給計算機，以保證操縱指令、操縱信號與飛機的飛行狀態(tài)相一致。飛行控制計算機中安裝了內(nèi)置檢查系統(tǒng)，內(nèi)置檢查系統(tǒng)用來檢測并識別故障部件，并將故障部件自動隔離，減小飛機的飛行風險。

二、A320系列飛機電傳操縱系統(tǒng)的可靠性分析

電傳操縱系統(tǒng)沒有機械通道，而且結構簡單、體積小、重量輕、不存在機械傳動裝置的摩擦、間隙、滯后等非線性不良影響，能在很大程度上提高飛行品質。但是，目前電子器件的可靠性水平無法滿足相關的要求，經(jīng)過大量的試驗分析，可知單通道電傳操縱系統(tǒng)的故障率為1.0×10-3/飛行小時，而相關規(guī)定要求操縱系統(tǒng)的故障概率不應大于62.5×10-7/飛行小時。為了解決這一問題，增加電傳操縱系統(tǒng)的可靠性，在設計中通常遵循以下原則：1、選擇和控制元器件，元器件是電傳操縱系統(tǒng)最基本的組成單位。為了提高電傳操縱系統(tǒng)的可靠性，應盡量采用標準的元器件，標準元器件要比其他相應的非標準元器件可靠性更強，這是從大量的實踐中得出的有效結論；2、簡化設計，系統(tǒng)越復雜，相應的函數(shù)就會更加復雜，而系統(tǒng)的可靠性是與復雜程度成反比的，設計越簡單，出現(xiàn)故障的可能性就會越小。在設計過程中，應審查去掉不必要的系統(tǒng)項目和電器原件，只要能夠達到執(zhí)行預期的功能，應盡量減少可能發(fā)生故障的源頭，只有這樣才會提高系統(tǒng)的可靠性；3、降額設計元器件，也就是說元器件在工作的過程中在原則上應不超過其額定應力。一般來說，都是通過應用強度較高的元器件來實現(xiàn)這一目的；4、余度設計，當其他技術無法解決提高可靠性的問題時，余度設計是最常采用的方法。A320系列飛機廣泛應用了余度技術，余度技術是需要兩個或兩個以上的獨立故障，而不是一個單獨故障才會導致飛機飛行出現(xiàn)既定的非愿望的工作狀態(tài)的一種設計方法。當n個分系統(tǒng)并聯(lián)運行時，飛行就會產(chǎn)生有余度的情況。余度技術可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全可靠性，可用于不太穩(wěn)定的元器件，通過增加余度組成，減小系統(tǒng)發(fā)生故障的可能性。當前，國際上一些飛機采用了四余度電傳系統(tǒng)，然而余度增多勢必會增加元器件的數(shù)量，飛機的重量提高，復雜性加大，故障源數(shù)目也會增加。所以為了簡化系統(tǒng)，有些型號的飛機采用采用三余度加自監(jiān)控組成電傳操縱系統(tǒng)，也有一些飛機采用雙余度電傳系統(tǒng)加機械操縱系統(tǒng)，一旦雙余度電傳系統(tǒng)發(fā)生故障，飛行員可及時切除電傳系統(tǒng)，由機械系統(tǒng)控制飛機，保證飛行安全。

三、電傳操縱系統(tǒng)常見故障及原因分析

電傳操縱系統(tǒng)是由大量的電子線路和數(shù)字裝置組成，如果電磁屏蔽能力不足，就會很容易受到電磁干擾，并且會降低雷擊防護能力，這是電傳操縱系統(tǒng)最大的缺陷。電傳操縱系統(tǒng)最容易出現(xiàn)故障的是各類傳感器，而電傳操縱系統(tǒng)是依附各種電子元器件來實現(xiàn)穩(wěn)定操縱的。因此必須要保證電子元件的可靠性，尤其是表決元件。當表決元件能夠正常工作時，電傳操縱系統(tǒng)的故障能夠及時發(fā)現(xiàn)，飛機的飛行風險就會降低，但是，一旦表決元件出現(xiàn)故障，電傳操縱系統(tǒng)的故障很難被飛行員發(fā)現(xiàn)，往往會導致飛行事故。比如說，電傳操縱系統(tǒng)可能會出現(xiàn)縱向通道中的穩(wěn)定回路發(fā)生故障的情況和縱向通道中的阻尼回路發(fā)生故障的情況，這些故障都是表決元件發(fā)生了問題，很難發(fā)現(xiàn)，必須采用有效的診斷方法，才能夠進行故障原因分析，防止發(fā)生飛行事故。目前診斷電傳操縱系統(tǒng)故障的方法主要有基于神經(jīng)網(wǎng)絡和專家系統(tǒng)的故障診斷方法，還可以應用電傳操縱系統(tǒng)故障后人-機系統(tǒng)飛行安全可靠性的數(shù)學模型-馬爾可夫鏈模型進行分析。

四、結束語

A320系列飛機飛行操縱系統(tǒng)采用的是電傳操縱系統(tǒng)，其穩(wěn)定性相對較高，不僅減小了飛行員在操縱過程中的負擔，而且在很大程度上減小了飛行風險。電傳操縱系統(tǒng)由于采用了余度設計，其可靠性大大提高，然而電傳操縱系統(tǒng)發(fā)生故障的可能性還是存在的，為了減小電傳操縱系統(tǒng)發(fā)生故障后的飛行風險，就需要提高電傳操縱系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的可靠性，尤其是重點部件的可靠性，另外還要注意改變個別限制部件的限制值。電傳操縱系統(tǒng)中的關鍵部件如內(nèi)置故障監(jiān)視器，其故障率應小于其他部件故障率至少10以上，而過載傳感器的限制值一般為[-5，+15]，而在實際飛行過程中，飛機縱向過載一般不會超過+15g，因此可以將限制值設置為+12g，這樣就能達到既不影響飛機的操縱性又可以減小飛行風險的目的。

參考文獻：

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