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        大氣透射儀MITRAS故障樹的初步建立

        2016-05-14 10:48:54王晶紅
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2016年6期

        王晶紅

        摘 要:大氣透射儀MITRAS 是測量跑道視程(RVR)的氣象探測設(shè)備,保證MITRAS可靠、準(zhǔn)確地運(yùn)行,是保障飛行安全的重要因素。文章對(duì)MITRAS的常見故障進(jìn)行了分析,并建立MITRAS故障樹,以指導(dǎo)機(jī)務(wù)員進(jìn)行故障分析及定位。

        關(guān)鍵詞:氣象自動(dòng)觀測系統(tǒng);大氣透射儀;MITRAS;故障樹分析

        引言

        目前,我國民用航空機(jī)場均有不同種類的氣象探測設(shè)備,給預(yù)報(bào)員、管制員及飛行人員等提供數(shù)據(jù)依據(jù)。跑道視程是機(jī)場重要的一個(gè)氣象要素,飛行安全需要準(zhǔn)確、及時(shí)地獲取跑道視程數(shù)據(jù)。VAISALA自動(dòng)氣象觀測系統(tǒng)中,用來測量跑道視程的設(shè)備為大氣透射儀,很多機(jī)場配備的為型號(hào)MITRAS的大氣透射儀。因此,保證大氣透射儀MITRAS可靠、準(zhǔn)確地運(yùn)行,是保障飛行安全的重要因素。大氣透射儀是集光學(xué)、電子、機(jī)械為一體的精密儀器,大氣透射儀一旦出現(xiàn)故障,自動(dòng)氣象觀測設(shè)備維護(hù)機(jī)務(wù)員通常是采用查詢技術(shù)手冊(cè)及依靠經(jīng)驗(yàn)的方式進(jìn)行分析處理。并且,機(jī)務(wù)員必須盡快解決故障,以保障飛行安全。因此,需要分析與總結(jié)設(shè)備故障現(xiàn)象及造成故障的各種原因、因素以指導(dǎo)機(jī)務(wù)員迅速、準(zhǔn)確的進(jìn)行故障定位。故障樹分析是通過對(duì)可能造成產(chǎn)品故障的硬件、軟件、環(huán)境、人為因素進(jìn)行分析,畫出故障樹,從而確定產(chǎn)品故障原因的各種可能組合方式和(或)其發(fā)生概率的一種分析技術(shù),其目的是幫助判明潛在的故障或計(jì)算產(chǎn)品發(fā)生故障的概率,以便采取相應(yīng)的改進(jìn)設(shè)計(jì)措施,或指導(dǎo)故障診斷、改進(jìn)運(yùn)行和維修方案。文章采用故障樹分析與建立的方法對(duì)大氣透射儀MITRAS進(jìn)行故障原因的分析、總結(jié),為機(jī)務(wù)員故障診斷與定位提供依據(jù)與方法。

        1 大氣透射儀MITRAS

        1.1 跑道視程的定義

        跑道視程(RUNWAY VISUAL RANGE),簡稱RVR,是指在跑道中線上,航空器上的飛行員能看到跑道面上的標(biāo)志或跑道邊界燈或中線燈的距離。跑道視程是根據(jù)氣象光學(xué)距離、跑道背景光強(qiáng)度和跑道燈光強(qiáng)度算出的數(shù)值。其中,氣象光學(xué)距離(METEROLOGICAL OPTICAL RANGE),簡稱MOR,是指一束2700K的白熾平軸光在大氣中傳播,衰減至其初始值的5%時(shí),所經(jīng)過的距離。

        1.2 大氣透射儀MITRAS原理簡介

        大氣透射儀MITRAS由發(fā)射機(jī)和接收機(jī)組成,發(fā)射機(jī)的光束對(duì)準(zhǔn)接收機(jī)鏡頭中心,由發(fā)射機(jī)發(fā)出光束,經(jīng)過大氣衰減,被接收機(jī)接收到并測量光強(qiáng),接收機(jī)處理器在發(fā)射機(jī)處理器的控制下,完成初始測量和數(shù)據(jù)的內(nèi)部交換操作,計(jì)算出MOR值。測量到的MOR數(shù)據(jù)受主機(jī)時(shí)序控制,定時(shí)向主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù),并在主機(jī)上通過跑道背景光強(qiáng)度和跑道燈光強(qiáng)度算出RVR值。圖1即大氣透射儀MITRAS。

        1.3 大氣透射儀MITRAS結(jié)構(gòu)組成

        大氣透射儀由發(fā)射機(jī)和接收機(jī)組成,單基線透射儀包括一個(gè)發(fā)射機(jī)和一個(gè)接收機(jī),雙基線透射儀包括一個(gè)發(fā)射機(jī)和兩個(gè)接收機(jī),文章以單基線大氣透射儀為例進(jìn)行分析。發(fā)射機(jī)主要包括:閃光控制單元LPF11、光強(qiáng)檢測單元LPI11、污染檢測單元LPD11、加熱控制單元LPH11、處理器板LPC11、電源供給單元LPP11、MODEM板、過壓保護(hù)單元LPT11。接收機(jī)主要包括:光強(qiáng)檢測單元LPI11、污染檢測單元LPD11、加熱控制單元LPH11、處理器板LPC11、電源供給單元LPP11、過壓保護(hù)單元LPT11。發(fā)射機(jī)和接收機(jī)具體原理框圖分別如圖2、圖3所示。

        1.4 大氣透射儀MITRAS常見故障

        大氣透射儀MITRAS常見故障模式為:一個(gè)RVR值丟失、全部RVR值丟失、RVR值明顯偏低。

        三種故障模式,對(duì)應(yīng)的故障部位及原因各個(gè)不同,以下將建造故障樹進(jìn)行詳細(xì)分析。

        2 大氣透射儀MITRAS故障樹的建立

        2.1 基本概念及符號(hào)

        故障樹指用來表明產(chǎn)品哪些組成部分的故障或外界事件或它們的組合將導(dǎo)致產(chǎn)品發(fā)生一種給定故障的邏輯圖。故障樹中常用事件的符號(hào)見表1。

        故障樹中常用的邏輯門是邏輯“與門”和邏輯“或門”,其他邏輯門在某種程度上都可以簡化為邏輯“與門”和邏輯“或門”。符號(hào)如表2所示。

        2.2 建樹步驟

        建樹工作需要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)及各個(gè)組成部分有透徹的了解,然后逐步深入、逐級(jí)分析。

        (1)廣泛收集并分析系統(tǒng)及其故障的有關(guān)資料及信息;(2)選擇頂事件;(3)建造故障樹。

        對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng),建樹時(shí)按系統(tǒng)逐級(jí)展開。

        2.3 大氣透射儀MITRAS的故障樹

        以上各節(jié)已對(duì)大氣透射儀MITRAS的原理及結(jié)構(gòu)框圖做了詳細(xì)介紹,并確定其常見故障為:一個(gè)RVR值丟失、全部RVR值丟失、RVR值明顯偏低。

        可將以上三種故障模式作為頂事件,逐級(jí)分析如下。

        以一個(gè)RVR丟失為頂事件的故障樹如圖5所示。

        以全部RVR丟失為頂事件的故障樹如圖6所示。

        以RVR值明顯偏低為頂事件的故障樹如圖7所示。

        3 結(jié)束語

        文章根據(jù)大氣透射儀MITRAS的日常維護(hù)與故障處理中常見的問題進(jìn)行分析,建立了MITRAS的故障樹,對(duì)機(jī)務(wù)員及時(shí)、準(zhǔn)確的進(jìn)行故障診斷及定位提供思路。同時(shí),還能使技術(shù)人員對(duì)設(shè)備有更深入地了解,對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能及維修的知識(shí)更加系統(tǒng)化。但是,文章只是進(jìn)行了初步分析,對(duì)MITRAS的故障樹建立還比較簡單,仍存在不足之處,還須深入研究,以建立更完整、更準(zhǔn)確的故障樹并定量、定性分析,從而更準(zhǔn)確地對(duì)機(jī)務(wù)員排故提供指導(dǎo)并改進(jìn)維修方案等。

        參考文獻(xiàn)

        [1]楊為民.可靠性維修性保障性總論[M].國防工業(yè)出版社.

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