摘要：失速警告加熱功能可以避免失速警告系統(tǒng)因低溫結冰而失效。本文介紹一起某型通航飛機G1000 NXI系統(tǒng)出現(xiàn)失速警告加熱失效警告的事件。通過對該機型失速警告加熱系統(tǒng)原理的分析，以及對G1000 NXI系統(tǒng)觸發(fā)失速警告加熱失效警告的條件和邏輯進行梳理，得出失速警告加熱失效警告既是該系統(tǒng)故障的告警也是在非適宜條件下使用失速警告加熱功能提醒的結論。

關鍵詞：通航飛機；失速警告加熱；故障分析

Keywords：general aviation aircraft；stall warning heating；failure analysis

0 引言

失速警告系統(tǒng)的主要功能是在飛行過程中發(fā)生飛機失速之前為飛行員提供報警，防止飛機進入失速狀態(tài)。通航飛機的失速警告系統(tǒng)一般采用葉片式開關作為失速警告?zhèn)鞲衅鳌．旓w機迎角達到設計預警值時，氣流壓迫葉片使內部觸點接通，觸發(fā)報警電路。飛機行駛時，由于高空溫度較低，且常伴有大量水汽，失速警告?zhèn)鞲衅魅菀捉Y冰，葉片不能正常活動，導致失速警告系統(tǒng)失效，給飛行帶來較大安全風險。為此，不少通航機型在失速警告?zhèn)鞲衅魃霞友b了加熱組件，以避免結冰致使失速警告系統(tǒng)失效。

1 故障描述

正常情況下，飛機地面通電時，由于未使用失速警告加熱功能，飛機顯示器上會一直顯示STAL HT OFF警告，以提示失速警告加熱功能未開啟。某次飛行計劃前，飛行人員進行地面檢查，打開加熱開關后，STAL HT OFF警告雖然消失，但卻出現(xiàn)了STAL HT FAIL警告，且不消失。失速警告?zhèn)鞲衅鳒囟扔芯徛仙?，與STAL HT FAIL警告提示的信息不相符。飛機起飛后，飛行人員再次打開加熱開關測試，顯示警告情況與地面測試情況相同，飛行人員判斷失速警告加熱功能存在故障，飛機隨即落地進行檢查。機務人員能感受到失速警告?zhèn)鞲衅饔休^高溫度，確認其能正常工作，初步判斷Garmin1000 NXI系統(tǒng)誤報了STAL HT FAIL警告。

2 系統(tǒng)概述

該型飛機失速警告加熱系統(tǒng)主要由電源開關、加熱組件、繼電器、空地電門、附加電阻組成。電源開關同時為失速警告加熱電路和空速管加熱電路提供電源。加熱組件為3根并聯(lián)的阻值可變的電阻絲，分別安裝在失速警告?zhèn)鞲衅鞯娜~片、迎風面和殼體內部，為失速警告?zhèn)鞲衅鞑煌膮^(qū)域加熱，其阻值隨溫度升高而增大。繼電器的主路與電源和加熱組件連接，其控制線路與空地電門連接。當飛機在地面時，空地電門閉合為繼電器控制端接地，繼電器吸合，附加電阻與加熱組件串聯(lián)；當飛機在空中時，空地電門斷開，繼電器主路繞開附加電阻直接與加熱組件相連。電路如圖1所示。

該型飛機配置了Garmin1000 NXI綜合航電系統(tǒng)，GEA71（飛機發(fā)動機和機身計算機）通過監(jiān)控、采集失速警告加熱電路的相關參數(shù)，進行比較和邏輯判斷，可以將失速警告加熱系統(tǒng)的狀態(tài)以文字方式顯示在綜合數(shù)據顯示器的警告欄區(qū)域，為飛行駕駛人員提供參考。Garmin1000 NXI系統(tǒng)可以提供的失速警告加熱系統(tǒng)的警告信息有兩種：

1）STAL HT OFF（失速警告加熱關閉）；

2）STAL HT FAIL（失速警告加熱失效）。

3 故障分析

為了找到STAL HT FAIL警告觸發(fā)的原因，必須先找到引起STAL HT FAIL警告觸發(fā)的條件以及其邏輯關系。進入Garmin1000 NXI系統(tǒng)的構型模式，在GDU頁面組中選擇ALERT CONFIGURATION子頁面，按壓BLOB LOGIC軟鍵進入相應附頁。激活光標，旋轉FMS的小旋鈕，將ID號調整為30，可以找到關于STAL HT FAIL警告信息的觸發(fā)條件和邏輯關系，如圖2所示。

從圖2可知，STAL HT FAIL警告由一個或門控制邏輯構成?；蜷T有3個控制要素，分別為一個獨立的子條件和兩個與門邏輯。只要滿足其中一個要素，或門將觸發(fā)，系統(tǒng)出現(xiàn)STAL HT FAIL警告。不難發(fā)現(xiàn)3種子條件的不同組合構成了或門的3個控制要素，其系統(tǒng)代碼分別為ANA C 165、ANA C 181、ANA C 164。

依照系統(tǒng)的代碼描述和失速警告加熱電路原理圖可知，ANA C 165條件指的是飛機電網的供電電壓，其檢測點在加熱開關的前端，用導線（線號為30013A22）與GEA71計算機端口相連，測量該端點的電位，以表征電網的供電電壓值；ANA C 164條件指的是失速警告加熱組件的電流，其檢測點在電路接地點前段，將固定阻值0.01Ω串入電路中，GEA71計算機測量其兩端的電位差（關聯(lián)導線線號為31014A24WH和31014A24BL），并通過計算處理得到回路中的電流值；ANA C 181條件指的是加載在失速警告加熱組件上的電壓，其檢測點在加熱開關的后端，用導線（線號為30012A22）與GEA71計算機端口相連，測量該端點的電位，以表征加載在失速警告加熱組件上的電壓值。

由此得出STAL HT FAIL警告的判斷邏輯，即滿足以下3個要素之一將觸發(fā)警告：

1）電網電壓小于17V；

2）在電網電壓大于18V時，失速警告加熱組件的電壓小于17V，但加熱組件的電流大于5A；

3）在電網電壓大于18V，失速警告加熱組件的電壓也大于18V，但失速警告加熱組件的電流小于4A。

分析前兩種故障條件可知，滿足第一種要素的故障原因可能是STALL WARN斷路器已拔出；對于第二種要素，正常情況下，由于加熱開關未閉合，失速警告加熱組件不會有電流通過，但G1000 NXI的GEA計算機卻檢測到大于5A的加熱電流，因此滿足第二種要素的故障原因可能是加熱開關失效導致加熱組件繞過加熱開關直接短接到電網上，或導線31014A24WH和31014A24BL出現(xiàn)故障導致GEA71計算機檢測電流失準。

關于第三種要素，雖然失速警告加熱組件的電流小于4A已經開始加熱，但依然會有STAL HT FAIL警告出現(xiàn)。結合系統(tǒng)電路原理可知，飛機在地面時，失速警告加熱電路串入附加電阻，使回路電流較小。同時，失速警告加熱組件溫度緩慢上升后其電阻會逐漸變大，使回路電流變小，將進一步減緩其溫度上升的速率。此現(xiàn)象與飛行員反映情況基本一致。為了確認，分別測量失速警告加熱電路在串入（飛機在地面時）和不串入（模擬飛機在空中時）附加電阻時回路的電流值。在常溫狀態(tài)下，當串入附加電阻時，回路電流約為1A；當不串入附加電阻時，回路電流約為3A。由此可以證明，當飛機在地面或者剛起飛一段時間內，由于外溫較高或風冷時間較短，失速警告加熱組件的溫度較高，可變電阻絲阻值較大，回路電流小于5A，STAL HT FAIL警告不會消失，屬于正常情況；當飛機長時間穿行于高空，外溫低且風冷足夠時，失速警告加熱組件的溫度隨之降低，可變電阻絲阻值變小，回路電流大于5A時，STAL HT FAIL警告才會消失。隨著回路電流增大，加熱組件產生大量熱量，其阻值也會再次增大，回路電流開始下降，直到小于4A后，STAL HT FAIL警告再次出現(xiàn)。

4 總結

通過上述的分析和討論得知，本案例并非一次飛機故障，而是由于對警告的判斷條件和邏輯不清楚造成的一次故障誤判。STAL HT FAIL警告不僅是失速警告加熱系統(tǒng)發(fā)生故障時系統(tǒng)發(fā)出的告警，也是對飛機在地面或者外溫較高的環(huán)境下不適宜使用失速警告加熱功能的提醒，以避免非正常過度使用造成故障。另外，G1000 NXI系統(tǒng)對STAL HT FAIL警告的觸發(fā)判斷條件也十分巧妙，即在溫度下降過程中需要失速警告加熱電路電流大于5A時警告才會消失，而在升溫的過程中需要失速警告加熱電路電流小于4A時警告才會重現(xiàn)。在降溫和升溫的過程分別設定不同的臨界值作為觸發(fā)條件，從而確保了STAL HT FAIL警告不會在溫度變化時發(fā)生反復消失、出現(xiàn)的情況，提高了警告信息的可靠性和真實性。

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作者簡介

黃明遠，工程師，主要從事民航飛機維修及放行工作。