陳欣然，陳玉，魏麟

（1.東方航空技術(shù)有限公司廣東分公司，廣東廣州，510000；2.中國(guó)民用航空飛行學(xué)院，四川廣漢，618300）

0 引言

隨著通用航空的快速發(fā)展，通航飛機(jī)的使用年限越來(lái)越長(zhǎng)，老齡化問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重。特別是一些發(fā)展中國(guó)家的飛機(jī)老齡化問(wèn)題更加嚴(yán)重，而發(fā)生的事故也多由于飛機(jī)年久失修，缺乏保養(yǎng)導(dǎo)致。

中國(guó)的通用航空產(chǎn)業(yè)在近幾年發(fā)展迅速，但是與歐美發(fā)達(dá)國(guó)家相比，仍十分落后，因此我國(guó)通航飛機(jī)正處于“年輕狀態(tài)”[1]。由于通用航空業(yè)的持續(xù)發(fā)展，飛機(jī)使用的年限將越來(lái)越長(zhǎng)，通航飛機(jī)老齡化的現(xiàn)象在未來(lái)是不可避免的，因此本文對(duì)通航飛機(jī)老齡化狀況檢測(cè)的研究是很有必要的。

通航飛機(jī)老齡化問(wèn)題中較為突出的就是電路老齡化[2]。本文從通航飛機(jī)入手，對(duì)老齡通航飛機(jī)進(jìn)行檢測(cè)研究，分析通航飛機(jī)電路老齡化的特點(diǎn)、表現(xiàn)形式及產(chǎn)生的問(wèn)題，進(jìn)一步對(duì)電路老化問(wèn)題進(jìn)行分析，研究其檢測(cè)方法。從而減少因電路老化、線路腐蝕等飛機(jī)老齡化問(wèn)題而造成的飛行事故或意外，有利于通用航空產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

1 通航飛機(jī)電路老齡化檢測(cè)方法

本文選取了一架老齡化比較嚴(yán)重的通航飛機(jī)進(jìn)行研究，并對(duì)老齡化檢測(cè)方法進(jìn)行驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)測(cè)試及分析。相應(yīng)的方法若可行，則可以推廣到其他通航飛機(jī)老齡化的檢測(cè)中。

1.1 目視檢測(cè)

目視檢測(cè)主要通過(guò)近距離檢查飛機(jī)結(jié)構(gòu)是否有腐蝕和損傷等問(wèn)題，檢查飛機(jī)電氣線路、導(dǎo)線等線路的絕緣層是否有細(xì)微的孔洞和裂紋等問(wèn)題，從而確定故障信息以及老齡化程度[3]。

如圖1中1所示，為翼梢的放電刷，由于飛機(jī)的老齡化，其表面結(jié)構(gòu)已經(jīng)出現(xiàn)裂紋老化現(xiàn)象。

圖1 檢測(cè)實(shí)物圖

如圖1中2所示，其線路的絕緣層完好無(wú)損傷，固定線路的卡箍完好無(wú)松動(dòng)，導(dǎo)線末端標(biāo)志管上標(biāo)號(hào)清晰，導(dǎo)線與插頭的連接情況良好，無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象。因此，雖然此架飛機(jī)已屬于老齡飛機(jī)，但是此部分的線路目視檢測(cè)情況良好，沒(méi)有出現(xiàn)老化等線路老齡化問(wèn)題。

如圖1中3、4所示，為飛機(jī)機(jī)艙尾部線路，其固定線路的卡箍老化松動(dòng)，導(dǎo)線的標(biāo)號(hào)已磨損不清，導(dǎo)線與插頭的連接處出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象。經(jīng)目視檢測(cè)，此處的線路老化磨損等老齡化問(wèn)題嚴(yán)重。

如圖1中5所示，線路的絕緣層出現(xiàn)破損問(wèn)題，包裹在導(dǎo)線外的保護(hù)套部分磨損脫落，此處線路表現(xiàn)出嚴(yán)重的老化問(wèn)題。

如圖1中6所示，導(dǎo)線與插頭的連接處和插座均有嚴(yán)重的銹蝕、腐蝕等老化現(xiàn)象，此處表現(xiàn)出嚴(yán)重的老化等老齡化問(wèn)題。

1.2 量具檢測(cè)

利用數(shù)字萬(wàn)用表二極管檔位或者測(cè)量線路電阻、電壓等數(shù)值，根據(jù)數(shù)字萬(wàn)用表的顯示來(lái)判斷線路是否存在短路、斷路等故障問(wèn)題[4]。

例如，如圖2所示，目視檢測(cè)此導(dǎo)線絕緣層有損傷現(xiàn)象，可能導(dǎo)線內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)斷路情況，因此使用數(shù)字萬(wàn)用表做進(jìn)一步檢測(cè)。

圖2 導(dǎo)線和數(shù)字萬(wàn)用表

如圖2所示，使用數(shù)字萬(wàn)用表對(duì)該導(dǎo)線進(jìn)一步檢測(cè)。將數(shù)字萬(wàn)用表調(diào)至二極管檔位，紅、黑表筆分別接觸導(dǎo)線兩端，數(shù)字萬(wàn)用表僅在最高位顯示“1”，沒(méi)有蜂鳴聲且指示燈不亮，證明該導(dǎo)線內(nèi)部出現(xiàn)斷路問(wèn)題，不可繼續(xù)使用。

1.3 電路及電子部件檢測(cè)

由于無(wú)法實(shí)現(xiàn)在飛機(jī)上直接進(jìn)行檢測(cè)方法的驗(yàn)證，所以在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證檢測(cè)方法的可靠性及可行性，若檢測(cè)方法可靠且可行，則相應(yīng)的檢測(cè)方法可以推廣到檢測(cè)通航飛機(jī)電路老齡化故障問(wèn)題上[5]。

如圖3中1所示，為74LS20外部管腳排列圖，選取集成門(mén)邏輯電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證檢測(cè)方法。

圖3 電路及電子部件檢測(cè)

以下是正常的集成門(mén)電路與非門(mén)測(cè)試情況。如圖3中2所示連接電路，1、2、4管腳輸入高電平（開(kāi)關(guān)上撥），5管腳輸入低電平（開(kāi)關(guān)下?lián)埽?管腳輸出端接邏輯電平指示器，此時(shí)顯示發(fā)光管亮，為邏輯“1”。

如圖3中3所示，1、2、4、5管腳均輸入高電平（開(kāi)關(guān)上撥），6管腳輸出端接邏輯電平指示器，此時(shí)顯示發(fā)光管不亮，為邏輯“0”。

因此，集成門(mén)電路與非門(mén)的邏輯功能為：若當(dāng)輸入均為高電平（邏輯“1”），則輸出為低電平（邏輯“0”）；若輸入中至少有一個(gè)為低電平（邏輯“0”），則輸出為高電平（邏輯“1”）。與非門(mén)是與門(mén)和非門(mén)的疊加，有多個(gè)輸入和一個(gè)輸出。

如圖3中4所示，4個(gè)管腳均輸入高電平時(shí)，6管腳輸出為邏輯“1”（發(fā)光管亮），此電路出現(xiàn)故障現(xiàn)象。

利用該出現(xiàn)故障現(xiàn)象的電路，用以下故障檢測(cè)方法檢測(cè)電路故障原因，以此對(duì)以下故障檢測(cè)方法的可靠性及可行性進(jìn)行驗(yàn)證。

1.3.1 串件法

如果故障比較復(fù)雜，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可以對(duì)故障位置進(jìn)行判斷，然后選擇相同機(jī)型對(duì)換件號(hào)相同的部件對(duì)故障進(jìn)行試探，觀察故障能否消除[6]。

對(duì)出現(xiàn)故障的電路進(jìn)行分析，電路連接正確，輕觸集成塊沒(méi)有發(fā)燙現(xiàn)象，因此根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對(duì)故障進(jìn)行判斷：此數(shù)字實(shí)驗(yàn)箱第三個(gè)14p集成塊基座可能內(nèi)部某處存在故障問(wèn)題。

如圖4中1所示，將集成塊換到第四個(gè)14p集成塊基座，重新連接電路，檢查無(wú)誤后接通電源。1、2、4管腳輸入高電平，5管腳輸入低電平，6管腳輸出端接邏輯電平指示器，此時(shí)顯示發(fā)光管亮，為邏輯“1”。

圖4 集成門(mén)邏輯電路連接圖及原理圖

如圖4中2所示，1、2、4、5管腳均輸入高電平，6管腳輸出端接邏輯電平指示器，此時(shí)顯示發(fā)光管不亮，為邏輯“0”。

更換集成塊基座之后，故障消失，因此可以判斷：第三個(gè)14p集成塊基座內(nèi)部存在故障問(wèn)題。

1.3.2 故意法

這種方法就需要維修人員制造一定的故障，比如將某個(gè)器件的電路斷開(kāi)，觀察其他電路的運(yùn)行是否正常，將特定的部分進(jìn)行短路處理，觀察其他部分的工作情況，并且輸入特定的信號(hào)，觀察儀表故障情況[7]。

故意將集成塊取出，黑表筆接地，紅表筆依次測(cè)量各個(gè)接線孔。如圖4中3所示，紅表筆接1接線孔，數(shù)字萬(wàn)用表顯示4.876v，證明1接線孔正常。

如圖4中4所示，紅表筆接2接線孔，數(shù)字萬(wàn)用表顯示為0.005v，證明2接線孔為故障原因，2接線孔內(nèi)部存在斷路故障問(wèn)題。

1.3.3 排除法

排除法主要是將特定的插件板或者器件拔出來(lái)對(duì)故障原因進(jìn)行判斷的方法。如果拔出某一插件或者器件后儀表能夠正常運(yùn)行，就表示故障在被拔出的插件或者器件上。

如圖4中5所示，將數(shù)字萬(wàn)用表黑表筆接7管腳，紅表筆接6管腳，則7管腳被斷路，相當(dāng)于排除7管腳。此時(shí)4個(gè)管腳均輸入高電平，數(shù)字萬(wàn)用表顯示為0.000v，證明輸出為邏輯“0”。

如圖4中6所示，1、2、4管腳輸入高電平，5管腳輸入低電平，數(shù)字萬(wàn)用表顯示4.953v，證明輸出為邏輯“1”。

排除7管腳之后，邏輯電路顯示正常，則說(shuō)明集成塊無(wú)故障，7管腳內(nèi)部出現(xiàn)斷路故障問(wèn)題。

1.3.4 對(duì)比法

選取兩臺(tái)型號(hào)相同的儀表，其中一臺(tái)是正常的。兩臺(tái)儀表在同等條件下進(jìn)行運(yùn)行，對(duì)相應(yīng)的信號(hào)做出檢測(cè)，對(duì)測(cè)量的兩組信號(hào)進(jìn)行比較，如果出現(xiàn)不同，則可以斷定故障出處[8]。

更換新的集成塊后重新打開(kāi)電源，如圖4中7所示，1、2、4管腳輸入高電平（開(kāi)關(guān)上撥），5管腳輸入低電平，6管腳輸出端接邏輯電平指示器，此時(shí)顯示發(fā)光管亮，為邏輯“1”。圖4中8所示，1、2、4、5管腳均輸入高電平，6管腳輸出端接邏輯電平指示器，此時(shí)顯示發(fā)光管不亮，為邏輯“0”。結(jié)果顯示此時(shí)邏輯電路正常，則說(shuō)明故障原因?yàn)榧蓧K，舊的集成塊出現(xiàn)故障問(wèn)題。

1.3.5 電壓測(cè)量法

對(duì)儀器線路逐一進(jìn)行電壓測(cè)量，根據(jù)測(cè)量電壓值的變化，來(lái)判斷儀器是否出現(xiàn)故障問(wèn)題以及線路是否出現(xiàn)斷路、短路等故障問(wèn)題。

如圖4中9所示，1管腳輸入為高電平時(shí)測(cè)量其電壓，顯示為4.104v，如圖4中10所示，1管腳輸入為低電平時(shí)測(cè)量其電壓，顯示為0.004v，證明集成塊和1管腳正常。

如圖4中11所示，測(cè)量2管腳輸入高電平時(shí)的電壓，顯示為0.727v，電壓數(shù)值不正常，說(shuō)明2管腳出現(xiàn)故障問(wèn)題。

1.3.6 觀察感覺(jué)法

通過(guò)感官對(duì)故障進(jìn)行判斷。通常情況下，器件燒壞后就會(huì)出現(xiàn)燒焦的氣味，元器件損壞后其顏色則會(huì)出現(xiàn)變化，有一些斑點(diǎn)；用手觸摸元件可以檢查元件有沒(méi)有出現(xiàn)松動(dòng)、集成電路是否松動(dòng)；對(duì)儀表的外觀進(jìn)行檢查，儀表出現(xiàn)異聲或產(chǎn)生異味也能聽(tīng)到或者嗅到，一旦有上述現(xiàn)象出現(xiàn)則說(shuō)明儀表存在故障[9]。

如圖4中12所示，集成塊出現(xiàn)冒煙現(xiàn)象（拍照不明顯），并伴有刺鼻的燒焦氣味，用手輕觸集成塊，發(fā)現(xiàn)集成塊發(fā)燙，證明集成塊燒壞故障。故障原因：14管腳應(yīng)連接Vcc+5v電源，圖中連接的為+12v電源，電壓過(guò)大將集成塊燒壞。

1.4 線路故障測(cè)試定位儀檢測(cè)

目前對(duì)飛機(jī)線路故障比較實(shí)用的檢測(cè)方法是采用便攜式航空線路故障測(cè)試定位儀檢測(cè)[10]。如圖5所示，為900AST線路故障測(cè)試定位儀，具有功能齊全、易于攜帶、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，在飛機(jī)電子線路故障檢測(cè)維修中應(yīng)用廣泛。

圖5 線路故障測(cè)試定位儀

線路故障測(cè)試定位儀能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)線路故障的準(zhǔn)確分析和定位，一方面具有普通的故障測(cè)試及定位功能，另一方面具備交流、直流電壓測(cè)試，負(fù)載測(cè)試，電容測(cè)試等功能，并且這種儀器具備最大的優(yōu)勢(shì)就是其本身的微電流和電壓不會(huì)損壞機(jī)身設(shè)備。除此之外，還能夠在很大程度上節(jié)約電氣線路的維修成本。這種儀器不但具有超強(qiáng)的性能，可以在線路故障時(shí)對(duì)故障線路實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位，自帶的電子屏幕還能夠?qū)收系脑?、位置等進(jìn)行確認(rèn)，精確到米，同時(shí)定位儀還具備了防碰撞、防爆、防震背光顯示等特性，適應(yīng)飛機(jī)的維修環(huán)境，完全符合在飛機(jī)上進(jìn)行作業(yè)的要求[11]。因此在航空電子線路的檢測(cè)工作中，得到了廣泛應(yīng)用。

2 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)收集服役時(shí)間較長(zhǎng)的通航飛機(jī)老齡化問(wèn)題進(jìn)行分析和研究，總結(jié)并提出了四種檢測(cè)方法。其中電路及電子部件檢測(cè)采用集成門(mén)邏輯電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該檢測(cè)方法可以有效地檢測(cè)老齡飛機(jī)可能存在的電路老化問(wèn)題。希望本文提出的檢測(cè)方法可以減少因電路老化、線路損傷等飛機(jī)老齡化問(wèn)題而造成的飛行事故，能夠促進(jìn)我國(guó)未來(lái)通用航空產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。