黃利武

（中國(guó)民用航空西南地區(qū)空中交通管理局，四川成都 610202）

0 引言

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018 年國(guó)內(nèi)全行業(yè)運(yùn)輸航空公司完成運(yùn)輸起飛架次469.47 萬(wàn)架次，比上年增長(zhǎng)7.6%。國(guó)內(nèi)航線完成運(yùn)輸起飛架次425.95 萬(wàn)架次，比上年增長(zhǎng)7.3%，其中港澳臺(tái)航線完成8.22萬(wàn)架次，比上年增長(zhǎng)7.3%；國(guó)際航線完成運(yùn)輸起飛架次43.52萬(wàn)架次，比上年增長(zhǎng)10.8%。隨著民航事業(yè)的蓬勃發(fā)展，航空保障壓力日趨增大。陸基導(dǎo)航設(shè)備是保障民航安全、高效運(yùn)行必不可少的技術(shù)手段，儀表著陸設(shè)備及終端區(qū)全向信標(biāo)/測(cè)距儀設(shè)備故障也是機(jī)場(chǎng)飛行流量控制的重要因素之一。因此在最短時(shí)間高效完成設(shè)備故障排查，關(guān)乎飛行效益及民用航空安全。

1 NM7000A 儀表著陸設(shè)備故障

2016 年7 月1 日，四川瀘州藍(lán)田機(jī)場(chǎng)NM7000A 儀表著陸設(shè)備出現(xiàn)故障。該機(jī)場(chǎng)屬軍民兩用機(jī)場(chǎng)，故障儀表著陸設(shè)備于1998 年投入使用，屬超期服役設(shè)備。機(jī)場(chǎng)附近常年伴有酸雨，導(dǎo)致該設(shè)備室外天線單元腐蝕情況非常嚴(yán)重。

1.1 故障現(xiàn)象

NM7000A 設(shè)備航向信標(biāo)雙監(jiān)控器航道（CL）DDM 值極不穩(wěn)定，最差時(shí)DDM 值達(dá)到-100 μA，同時(shí)航道（CL）RF 值偏低。另?yè)?jù)機(jī)場(chǎng)導(dǎo)航運(yùn)維人員反映，上述航道參數(shù)值受天氣和溫度影響變化很大，氣溫高時(shí)設(shè)備頻繁出現(xiàn)告警，陰雨天則設(shè)備完全正常。與此同時(shí)，近場(chǎng)通道的監(jiān)視信號(hào)一直正常。

1.2 故障排查

由于近場(chǎng)（NF）DDM 值及近場(chǎng)（NF）RF 值均正常，維護(hù)人員外場(chǎng)測(cè)試外場(chǎng)發(fā)射參數(shù)均滿足要求，說(shuō)明航向信標(biāo)發(fā)射機(jī)向空中輻射的外場(chǎng)信號(hào)正常，因而故障點(diǎn)不應(yīng)在發(fā)射通路。根據(jù)故障現(xiàn)象判斷，室外監(jiān)控部分故障的可能性很大。室外監(jiān)控部分包含監(jiān)控合成單元（MCU）、監(jiān)控耦合板、監(jiān)控耦合板至監(jiān)控合成單元（MCU）饋線，以及監(jiān)控合成單元（MCU）至機(jī)房主機(jī)柜饋線。

技術(shù)人員利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀分別檢查12 根天線陣子的監(jiān)控耦合板至MCU 的饋線，檢查結(jié)果均正常；檢查MCU 至機(jī)房主機(jī)柜的線纜，檢查結(jié)果正常。故排除線纜問(wèn)題導(dǎo)致故障的可能性。

憑借維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，將設(shè)備開(kāi)機(jī)，觀察雙監(jiān)控器數(shù)據(jù)，同時(shí)逐個(gè)輕輕敲擊每個(gè)航向天線陣子，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)無(wú)明顯變化，初步排除監(jiān)控耦合板故障。因此，故障點(diǎn)在監(jiān)控合成單元（MCU）的可能性較大。更換MCU 備件，設(shè)備監(jiān)控參數(shù)沒(méi)有得到改善，航道DDM值仍然為-100 μA，同時(shí)航道RF 值較低，因此故障點(diǎn)也不在監(jiān)控合成單元。此時(shí)技術(shù)人員嘗試逐對(duì)斷開(kāi)對(duì)稱天線陣子監(jiān)控耦合板與MCU 的連接饋線，觀察設(shè)備維護(hù)軟件中的航道DDM 變化值，此時(shí)航道DDM 值無(wú)明顯變化。

技術(shù)人員打開(kāi)每個(gè)天線陣子的后蓋，重點(diǎn)檢查各監(jiān)控耦合板。經(jīng)檢查，12 個(gè)監(jiān)控耦合板中有11 個(gè)出現(xiàn)嚴(yán)重銹蝕現(xiàn)象，電路板上的多數(shù)電阻、電容元件已銹蝕斷裂。檢查中發(fā)現(xiàn)只有第11 號(hào)天線陣子內(nèi)的監(jiān)控耦合板情況較好。該監(jiān)控耦合板為最近一次排故工作中的更換件，其余11 個(gè)監(jiān)控耦合板均為1998 年設(shè)備投產(chǎn)時(shí)的原裝件。這些原裝監(jiān)控耦合板由于長(zhǎng)期暴露在惡劣環(huán)境中，已嚴(yán)重銹蝕。因此推斷，除了第11 號(hào)天線陣子的監(jiān)控耦合板工作正常，其余監(jiān)控耦合板均已無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控信號(hào)的耦合功能，導(dǎo)致航道監(jiān)控信號(hào)合成異常。

上述情況也恰好印證了潮濕天氣時(shí)設(shè)備監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)正常，高溫干燥天氣時(shí)設(shè)備參數(shù)則出現(xiàn)告警的規(guī)律。潮濕天氣時(shí)，斷裂的元器件能實(shí)現(xiàn)部分接觸，監(jiān)控耦合板勉強(qiáng)實(shí)現(xiàn)耦合監(jiān)控信號(hào)的功能，高溫干燥天氣時(shí)，斷裂的元器件因接觸不佳無(wú)法形成正常耦合通路，從而監(jiān)控耦合板無(wú)法實(shí)現(xiàn)正常的耦合功能。

為驗(yàn)證故障判斷的準(zhǔn)確性，技術(shù)人員利用其他機(jī)場(chǎng)淘汰設(shè)備的監(jiān)控耦合板換下了第1 號(hào)天線的監(jiān)控耦合板，此時(shí)設(shè)備航道DDM 值增大至-92 μA，同時(shí)射頻值有所增加，航道參數(shù)有所改善。技術(shù)人員依次更換其他天線陣子監(jiān)控耦合板。全部更換完成后，航向信標(biāo)CL DDM 值接近于零，設(shè)備恢復(fù)正常，同時(shí)CL RF 值增大至+5.2 V。由于更換所有監(jiān)控耦合板前，部分耦合板耦合功能差，而每次校飛完成后，維護(hù)人員默認(rèn)此時(shí)的CL RF值為標(biāo)稱值，因此會(huì)在校飛工作結(jié)束后通過(guò)監(jiān)控器校準(zhǔn)，將CL RF 值校準(zhǔn)到3.0 V。更換完所有故障監(jiān)控耦合板后，所有耦合板耦合功能恢復(fù)，因此CL RF 值會(huì)高于標(biāo)稱值。

2 DVOR4000 型多普勒全向信標(biāo)故障

2017 年5 月24 日，巡檢維護(hù)中國(guó)民用航空西南地區(qū)空中交通管理局重慶空管分局涪陵導(dǎo)航臺(tái)DVOR4000 設(shè)備期間，發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障。

2.1 故障現(xiàn)象

設(shè)備面板出現(xiàn)“WARNING”預(yù)警，維護(hù)軟件中出現(xiàn)“Distortion on det.USB-LSB”參數(shù)值偏高預(yù)警，其他主要參數(shù)均正常。

2.2 故障排查

上邊帶-下邊帶失真（Distortion on det.USB-LSB），該參數(shù)表征多普勒全向信標(biāo)設(shè)備（DVOR）上下邊帶信號(hào)幅度不一致。該值預(yù)警說(shuō)明上下邊帶不對(duì)稱，邊帶通路出現(xiàn)故障。若1/2 或1/4邊帶通路出現(xiàn)故障，則應(yīng)出現(xiàn)調(diào)頻副載波（9960 Hz）調(diào)制度不夠、副載波調(diào)頻指數(shù)Kf不正常等參數(shù)告警。因調(diào)頻副載波9960 Hz 調(diào)制度、調(diào)頻指數(shù)等其他主要參數(shù)均未出現(xiàn)告警，由此可以判斷邊帶調(diào)制器（MOD-SBB）前端的發(fā)射通路與MOD-SBB后級(jí)的4 塊邊帶切換模塊（ASM）均正常。故障點(diǎn)應(yīng)在1/4 邊帶ASM（初級(jí)）板件的后級(jí)單元，這部分包括10 塊邊帶ASM 板（次級(jí)）、邊帶饋線及邊帶天線陣子。

考慮到涪陵導(dǎo)航臺(tái)周邊的環(huán)境條件不理想，加之該設(shè)備已不間斷服役超過(guò)16 年，設(shè)備各元件出現(xiàn)不同程度的老化和性能下降，特別是室外工作的天饋單元部分，極易出現(xiàn)故障，因此優(yōu)先利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀檢查各邊帶天饋線好壞。經(jīng)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)試所有邊帶天線，發(fā)現(xiàn)第4 號(hào)邊帶天線回波損耗測(cè)試值為-7.5 dB，嚴(yán)重不滿足規(guī)范要求的-20 dB；第11 號(hào)邊帶天線回波損耗測(cè)試值為-20.3 dB，在正常范圍內(nèi)稍偏大。

技術(shù)人員到DVOR 地網(wǎng)檢查第4 號(hào)及第11 號(hào)邊帶天線，發(fā)現(xiàn)第4 號(hào)邊帶天線陣子內(nèi)部的兩條引線均因年久銹蝕發(fā)生斷裂，第11 號(hào)邊帶天線陣子內(nèi)部銹蝕嚴(yán)重，但未發(fā)生斷裂。焊接修復(fù)第4 號(hào)邊帶天線陣子引線，回波損耗測(cè)量值為-28.6 dB，該天線恢復(fù)正常。

第4 號(hào)邊帶天線問(wèn)題得到修復(fù)后，在設(shè)備維護(hù)軟件中觀察，調(diào)頻副載波調(diào)制度稍變大，但此時(shí)設(shè)備維護(hù)軟件中依然有Distortion on det.USB-LSB 預(yù)警。由于已用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀檢查所有邊帶天饋單元，除了已修復(fù)的第4 號(hào)邊帶天線外，其余邊帶天饋線均正常。因此剩余的故障點(diǎn)應(yīng)出現(xiàn)在10 塊邊帶ASM 板（次級(jí)）中，該部分排查沒(méi)有特別快捷的方法，只能逐一更換備件進(jìn)行判斷。經(jīng)過(guò)后期更換排查，排查結(jié)果為第6 塊ASM 板的一個(gè)輸出通道出現(xiàn)故障。更換故障板件后，設(shè)備面板的“WARNING”預(yù)警指示燈消失，設(shè)備維護(hù)軟件中“Distortion on det.USB-LSB”預(yù)警消失，DVOR 設(shè)備恢復(fù)正常。

3 梳理總結(jié)

20 世紀(jì)90 年代末以來(lái)，中國(guó)民航大量引進(jìn)了THALES 公司的DVOR4000 型多普勒全向信標(biāo)及NORMARC 公司的NM7000A 型儀表著陸設(shè)備。這兩類設(shè)備投產(chǎn)年限已久，仍在運(yùn)行的基本都是超期服役的老舊設(shè)備，因而出現(xiàn)了不同程度的老化和性能下降，發(fā)生故障的可能性較大。

3.1 NM7000A 儀表著陸設(shè)備故障總結(jié)

常年酸雨天氣導(dǎo)致幾乎所有的監(jiān)控耦合板銹蝕嚴(yán)重、功能異常，因此采用拆除每對(duì)監(jiān)控耦合板至MCU 監(jiān)控線纜進(jìn)行測(cè)試的方法已不適用。針對(duì)嚴(yán)重超期服役老舊設(shè)備的排故工作，應(yīng)重點(diǎn)檢查室外天線單元及室外饋線部分。

3.2 DVOR4000 型多普勒全向信標(biāo)故障總結(jié)

設(shè)備若出現(xiàn)“Distortion on det.USB-LSB”參數(shù)值預(yù)警，則故障點(diǎn)在邊帶通路，故障點(diǎn)較大概率出現(xiàn)在天線陣子，其次是邊帶切換模塊（ASM），饋線故障的可能性稍小。因此，應(yīng)優(yōu)先利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀檢查室外天線。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著中國(guó)民航快速發(fā)展，運(yùn)輸起飛架次及旅客吞吐量逐年上漲，航空保障壓力日益增大。無(wú)論是傳統(tǒng)導(dǎo)航，區(qū)域?qū)Ш剑≧NAV）或是基于性能的導(dǎo)航（PBN），陸基導(dǎo)航設(shè)備都是保障飛行必不可少的技術(shù)設(shè)施。