房靜?黃尚友?闞玉平

摘 要 為提高飛機操控安全性，飛機機電系統(tǒng)均設(shè)計有告警系統(tǒng)，當(dāng)控制參數(shù)超過閥值時，發(fā)出告警信號，提示操作人員及時處置，以免對飛機操控造成進一步的影響。在實踐中，偶爾會有某項參數(shù)出現(xiàn)短時的超限情況，經(jīng)分析系參數(shù)采集系統(tǒng)誤動作，發(fā)出誤告警信號。這樣的誤告警信號，干擾了飛行員注意力，影響了飛行安全，增大了地勤維護工作量，降低了飛機出勤率。本文提出了在指示系統(tǒng)設(shè)計邏輯中增加延時判斷功能，有效地濾除干擾信號，降低系統(tǒng)誤告警率。并以某型機自動組合國產(chǎn)化研制及燃油濾堵塞誤告警故障為例，分析了在邏輯判斷中增加延時判斷功能，有效地屏蔽干擾信號，解決系統(tǒng)誤告警問題的原理。

關(guān)鍵詞 飛機發(fā)動機;告警指示;延時繼電器;干擾信號

引言

為了向空勤人員提供飛機動力系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、操縱系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、輔助動力系統(tǒng)和環(huán)控系統(tǒng)的主要工作參數(shù)，飛機上一般設(shè)有發(fā)動機指示/空勤告警系統(tǒng)（EICAS），除指示參數(shù)外，當(dāng)參數(shù)超過限制值時系統(tǒng)還會發(fā)出告警信息，以便提示操作人員及時處置，消除外部威脅，降低告警事件對飛行安全的威脅程度。

飛機各系統(tǒng)參數(shù)的采集與發(fā)送依靠安裝到各系統(tǒng)的各種傳感器和信號器，被測量的參數(shù)轉(zhuǎn)化為微弱的電流或電壓，通過導(dǎo)線遠(yuǎn)距離傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)。在信號傳輸?shù)倪^程中，經(jīng)常會受到其他設(shè)備、雷電、沉積靜電、振動、溫度、壓力、流量等變化等導(dǎo)致的干擾，這些信號的干擾往往是瞬時的。因此，在地面試車或飛行中會出現(xiàn)顯示器畫面突然跳轉(zhuǎn)或告警燈閃爍了一下又熄滅的現(xiàn)象。這些現(xiàn)象都是由于在瞬態(tài)過程在導(dǎo)線中形成的電流突然流動，對周圍電纜造成了影響，同時周圍電纜中的控制信號或模擬傳輸信號由于耦合突然出現(xiàn)跳變，從而引起接收電路的響應(yīng)。這種現(xiàn)象是一種典型的瞬態(tài)或尖峰信號干擾，對誤告警信號的處理非常重要。

1延時判斷對短時誤告警信號濾除的原理

通過分析干擾信號的波形可以發(fā)現(xiàn)，這些干擾脈沖波時間較短，幅值較大，控制器收到的信號是正常測量信號和干擾脈沖波的疊加。告警信號一般采用閥值告警的數(shù)據(jù)處理方式，即給測量的參數(shù)設(shè)置一個閥值（最大值或者最小值），一旦大于或者小于閥值系統(tǒng)就發(fā)出告警，因此很容易導(dǎo)致誤告警的發(fā)生。飛行員看到告警信息后，就會采取應(yīng)急處理程序?qū)Α肮收稀边M行處理，不僅增加了飛行員的操作動作，造成心理恐慌，嚴(yán)重的還可能導(dǎo)致飛機迫降，影響飛行任務(wù)的完成。此時，如果邏輯運算采用延時判斷功能對信號進行處理，就可以有效地對干擾信號進行屏蔽，從而消除誤告警的發(fā)生。

延時判斷一般是通過增加延時繼電器或在設(shè)備軟件中增加延時判斷邏輯來完成的。延時繼電器是一種利用電磁原理或機械動作原理來延遲觸頭閉合或分?jǐn)嗟淖詣涌刂齐娖?。其特點是，自吸引線圈得到信號起至觸頭動作中間有一段延時。

通電延時繼電器當(dāng)獲得輸入信號后，立刻開始延時，需待延時完畢，其執(zhí)行部分才輸出信號以操縱控制電路;當(dāng)輸入信號消失后，繼電器立即恢復(fù)到動作前的狀態(tài)[1]。

2國產(chǎn)化自動組合結(jié)冰誤告警排除

某型機在地面試車時，安裝國產(chǎn)化自動組合的右發(fā)動機出現(xiàn)發(fā)動機結(jié)冰告警信息。

發(fā)動機防冰系統(tǒng)的原理圖見圖1。在出現(xiàn)結(jié)冰時，由于結(jié)冰信號器接受傳感器和標(biāo)準(zhǔn)傳感器進出氣孔的數(shù)目和尺寸不同，接受傳感器的進氣孔比標(biāo)準(zhǔn)傳感器的進氣孔更快的被凍結(jié)，這時，膜盒內(nèi)外腔出現(xiàn)了壓力差，膜盒運動，通過曲臂傳動機構(gòu)，壓力差信號器的微動電門將電路接通，并將信號傳遞給自動組合。自動組合得到該信號后一方面將該告警信號發(fā)送至發(fā)動機指示/空勤告警系統(tǒng)，另一方面將加熱除冰電流發(fā)送至結(jié)冰信號器，將結(jié)冰信號器上結(jié)冰徹底除掉以便繼續(xù)使用。

由于本次發(fā)動機結(jié)冰告警發(fā)生在環(huán)境溫度大約10℃時地面試車過程中，所以可認(rèn)定結(jié)冰信號器處不會真實結(jié)冰，此為誤告警。

通過排查得出結(jié)冰信號器與線路插頭均無故障，故障原因定位到國產(chǎn)化自動組合上。將原右發(fā)自動組合又裝機試車，發(fā)現(xiàn)并未出現(xiàn)結(jié)冰告警。在實驗室進行模擬測量，檢查發(fā)現(xiàn)兩型產(chǎn)品在發(fā)出結(jié)冰信號時機上有明顯不同。原自動組合在結(jié)冰信號器發(fā)出結(jié)冰信號持續(xù)3s情況下才會發(fā)出告警，而國產(chǎn)化自動組合在接收到結(jié)冰信號第一時間就發(fā)出告警，并無延時3s的判讀。這樣，短時由于氣流擾動導(dǎo)致的信號器電路接通信號沒能有效濾除，這就導(dǎo)致了在機上連續(xù)出現(xiàn)發(fā)動機結(jié)冰的誤告警。

判斷出誤告警故障原因后，給國產(chǎn)化自動組合設(shè)計了具有吸合延時功能的繼電器，只有連續(xù)超過3s的結(jié)冰信號才認(rèn)為是真實信號，從而濾除氣流擾動導(dǎo)致的3s以下的誤告警信號。

3燃油濾堵塞誤告警排除

某架機飛行后檢查時發(fā)現(xiàn)，發(fā)參歷史記錄中有“發(fā)動機燃油濾堵塞”告警故障信息，但空勤飛行中未注意到告警指示。

發(fā)參故障歷史記錄采用“觸發(fā)式”記錄，發(fā)參“發(fā)動機燃油濾堵塞”等故障信息顯示連續(xù)判斷約300ms有效后，在ED顯示器上顯示，同時注意燈閃亮。

發(fā)參燃油濾堵塞告警信息源于燃油濾上進出油油路上安裝的油濾堵塞壓差信號器，當(dāng)燃油濾堵塞時，進出油油路兩端會產(chǎn)生壓力差，壓力差達(dá)到0.04MPa會導(dǎo)致壓差信號器發(fā)出燃油濾堵塞告警，發(fā)參采集器歷史記錄燃堵塞告警，并將堵塞次數(shù)累加一次。燃油濾堵塞告警的原理框圖見圖2。

導(dǎo)致燃油濾堵塞告警的原因有：燃油濾堵塞、壓差信號器故障、線路故障、發(fā)參采集器故障、油路壓力脈動。

經(jīng)對壓差信號器及采集線路進行檢查，未見有短路及干擾信號竄入的跡象?，F(xiàn)場對發(fā)動機油濾進行實際檢查時發(fā)現(xiàn)，油濾上雖有些許污漬，但不足以導(dǎo)致油濾實際堵塞，清洗油濾并重新裝機使用，仍偶有告警信息，證明此現(xiàn)象并不是真正的油濾堵塞，為誤告警。

經(jīng)初步分析燃油泵接通瞬間，燃油壓力突然升高，沖擊壓力沿管路傳遞，壓力脈沖到達(dá)油濾進出口處有時間差，進出口產(chǎn)生短時壓差，壓差信號器短時誤動作，發(fā)出油濾堵塞信號。該壓差與燃油泵、燃油濾個體差異有關(guān)，同時壓差信號器告警門限也存在個體差異。由于以上原因，個別發(fā)動機會出現(xiàn)燃油濾未堵塞的情況下，發(fā)出油濾堵塞告警信息。由于告警信息為瞬間觸發(fā)，發(fā)參歷史記錄中記錄了該信息，但ED告警區(qū)和告警燈無故障顯示。

對另外3架飛機進行多次試驗，該故障在燃油泵接通瞬間得以復(fù)現(xiàn)。通過對發(fā)參數(shù)據(jù)進一步解讀，發(fā)現(xiàn)記錄的告警時間長度均低于2.5s。

考慮到即便是真實燃油濾3s 短時堵塞，燃油會打開燃油濾安全活門，直接流向散熱器出油口，不會影響發(fā)動機實際供油。因此決定在發(fā)動機數(shù)據(jù)采集處理器記錄和顯示“燃油濾堵塞”信息時，增加3s延時判讀，以濾除燃油泵接通瞬時壓差導(dǎo)致的燃油濾堵塞誤告警。

4結(jié)束語

經(jīng)過分析可知，通過在邏輯電路中增加延時判斷功能，可以有效濾除由于瞬時信號干擾或壓力脈動導(dǎo)致的誤告警信息，減少飛行員額外工作，從而提高飛機在飛行過程中的安全性與可靠性。

實踐證明，延時判斷在告警指示系統(tǒng)中的有效利用，可以對大多數(shù)測試采集中短時誤告警信號進行濾除，值得在系統(tǒng)設(shè)計中進行推廣利用。

參考文獻(xiàn)

[1] 王明皓.飛機電磁環(huán)境效應(yīng)的特性及控制[J].航空科學(xué)技術(shù)，2013， （3）：1-6.

作者簡介

房靜（1992-），女，陜西西安人;畢業(yè)院校：西北工業(yè)大學(xué)，專業(yè)：飛行器動力工程，學(xué)歷：本科;現(xiàn)就職單位：中航飛機股份有限公司，研究方向：飛機動力裝置系統(tǒng)設(shè)計。