蔡毅明

廈門航空有限公司，福建廈門，361000

0 引言

飛行記錄器（FDR）和語音記錄器（CVR）被稱為飛機(jī)的“黑匣子”，對(duì)飛機(jī)飛行時(shí)起到監(jiān)控和記錄的作用，語音記錄器（CVR）可以記錄最近120分鐘的機(jī)組通信和駕駛艙聲音，飛行數(shù)據(jù)記錄器（FDR）記錄的是最近25個(gè)運(yùn)行小時(shí)的數(shù)據(jù)，記錄飛行數(shù)據(jù)和系統(tǒng)數(shù)據(jù)。一旦飛機(jī)出現(xiàn)問題，作為記載設(shè)備的黑匣子就是研討飛機(jī)詳細(xì)問題和失事原因的僅有途徑。本次機(jī)隊(duì)737NG機(jī)型所要加裝的快速獲取駕駛艙語音記錄儀（QACVR）相當(dāng)于對(duì)原裝話音記錄器（CVR）的升級(jí)和性能提升，相關(guān)的改裝包是來自深圳市多尼卡電子技術(shù)有限公司，改裝包的安裝和維修所需的信息、資料和數(shù)據(jù)是根據(jù)波音飛機(jī)的飛機(jī)維修手冊(cè)（AMM）、線路圖手冊(cè)（WDM）、系統(tǒng)原理圖手冊(cè)（SSM）等技術(shù)規(guī)范編制而成，改裝之后符合飛機(jī)適航運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。

1 QACVR產(chǎn)品描述及機(jī)隊(duì)改裝要求

1.1 產(chǎn)品描述

QACVR 改裝包的功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)駕駛艙語音信息的記錄和快速獲取及回放。飛機(jī)在加裝該改裝包后，QACVR部件將與原CVR并行使用，不會(huì)對(duì)原有CVR的使用帶來任何不利影響。與裝機(jī)的CVR部件相比，QACVR部件具有以下特點(diǎn)：（1）能夠快速獲取飛機(jī)上記錄的語音數(shù)據(jù)并且回放方便，無需其他昂貴的專用設(shè)備；（2）記錄時(shí)間長(zhǎng)（CF卡容量越大，錄音時(shí)間越長(zhǎng)），粗略統(tǒng)計(jì)錄音時(shí)間約為280小時(shí)，并且可以循環(huán)錄音；（3）采用數(shù)字方式對(duì)語音信息進(jìn)行記錄，方便數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)分析并對(duì)語音進(jìn)行加密處理；（4）可通過語音記錄盒內(nèi)部存儲(chǔ)介質(zhì)直接對(duì)部件進(jìn)行固件升級(jí)，操作方便；（5）部件內(nèi)嵌RTC時(shí)鐘，改裝后接收正駕駛429時(shí)鐘信號(hào)，與GPS給定時(shí)間同步，實(shí)時(shí)時(shí)鐘校準(zhǔn)，準(zhǔn)確記錄語音錄入時(shí)間[1]。

圖1 QACVR快速獲取駕駛艙語音記錄儀外形圖

1.2 關(guān)于廈航機(jī)隊(duì)737NG機(jī)型改裝的要求

廈航自1984年成立以來主要以純波音機(jī)隊(duì)為主，現(xiàn)有機(jī)型包括737NG、737MAX和787機(jī)型，近兩年來由于波音737MAX機(jī)型的缺陷問題，將會(huì)在2022年年底引入空客NEO機(jī)型，由于QACVR改裝之后用于可以記錄駕駛艙聲音信息時(shí)長(zhǎng)接近280個(gè)小時(shí)，未改裝的737飛機(jī)只能記錄約2小時(shí)的駕駛艙音頻信息，且存在數(shù)據(jù)讀取步驟繁瑣等困難，因此根據(jù)廈航安全管理需要，自2012年起飛機(jī)維修工程部基地維修部開始為公司現(xiàn)有的156架737NG飛機(jī)加裝QACVR系統(tǒng)。在2017年局方對(duì)AAC-039《型號(hào)資料批準(zhǔn)表》批準(zhǔn)，廈航開始執(zhí)行737NG新構(gòu)型的QACVR改裝方式，在此之前一直使用的傳統(tǒng)型的改裝方法，我們來對(duì)比分析兩種改裝方法的不同之處。

1.2.1 傳統(tǒng)型QACVR改裝方法

改裝的一個(gè)重要要素是QACVR組件如何從P91電源分配面板上獲取115V的交流電，傳統(tǒng)方法獲取電源的方式需要重新鋪設(shè)電源導(dǎo)線為其供電，這根電源導(dǎo)線的鋪設(shè)涉及拆裝的位置非常多，難度大，從電子設(shè)備艙內(nèi)P91電源分配面板內(nèi)部開始，通過前貨倉(cāng)前部，橫穿整個(gè)客艙天花板區(qū)域，最后到達(dá)后貨倉(cāng)內(nèi)的E6設(shè)備架上，整個(gè)過程中需要拆掉前貨倉(cāng)前部和側(cè)壁的裝飾蓋板、拆下P91電源分配面板、拆除客艙旅客行李架以及天花板等，工作量巨大，工程部編寫的改裝工卡所需改裝時(shí)間為132工時(shí)，改裝飛機(jī)需要停場(chǎng)3天，此改裝方式人力成本、飛機(jī)停飛時(shí)間所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失很高。

圖2 傳統(tǒng)QACVR構(gòu)型改裝方案電路圖

1.2.2 新構(gòu)型QACVR改裝方法

新構(gòu)型QACVR改裝方法是中國(guó)民航局在2017年審定通過的改裝方案，采用此方案可以節(jié)省很多的時(shí)間和經(jīng)濟(jì)成本，但新的改裝方案需要滿足以下三個(gè)條件才能適用。實(shí)際改裝開工前要先確定三個(gè)條件，否則不能使用此新改裝方案[2]。（1）駕駛艙的P18跳開關(guān)面板內(nèi)已經(jīng)有預(yù)留的備用導(dǎo)線，其件號(hào)為W0018-0037-22，導(dǎo)線在插頭D40514P端的4號(hào)孔位可以扎到。（2）確認(rèn)駕駛艙內(nèi)P18-2面板處D007位置的預(yù)留C107跳開關(guān)，此跳開關(guān)要處于失效（INOP）狀態(tài)。（3）確認(rèn)后貨艙E6架區(qū)域可以找到預(yù)留的導(dǎo)線，其件號(hào)為W5431-0002-20。

圖3 新構(gòu)型QACVR改裝方案電路圖

傳統(tǒng)型QACVR改裝方案改裝為132計(jì)劃工時(shí)，而新構(gòu)型的改裝方案大幅縮減至14計(jì)劃工時(shí)，縮短了飛機(jī)所需的停飛改裝時(shí)間，原先需要拆除的ESD（靜電敏感組件）大大減少，部件損壞的概率和施工風(fēng)險(xiǎn)降低很多。自2017年5月民航局批準(zhǔn)QACVR新改裝方案之后，機(jī)隊(duì)剩余的110架左右的飛機(jī)都采用新方案進(jìn)行改裝工作[3]，節(jié)約了人力成本和停飛運(yùn)營(yíng)成本，強(qiáng)有力地推動(dòng)了公司的降本增效工作。

2 快速獲取駕駛艙語音記錄儀（QACVR）改裝原理

2.1 快速獲取駕駛艙語音記錄儀（QACVR）改裝前期準(zhǔn)備

2.1.1 航材準(zhǔn)備

根據(jù)公司機(jī)隊(duì)改裝的航材改裝包全部由深圳多尼卡公司提供，改裝包內(nèi)主要包括的零部件如表1所示（由于同種機(jī)型每架飛機(jī)之間也會(huì)有些許的差異，因此改裝包內(nèi)的零部件也會(huì)有些許不同）。

表1 QACVR改裝包

2.1.2 工具準(zhǔn)備

在現(xiàn)代的民航飛機(jī)中所使用的線路施工工具與我們平時(shí)家用裝修或維修的工具有很大的不同，大量的電子電氣電路施工工作例如剝線、插針壓接、終端接線片制作、接線管的安裝等都需要使用專業(yè)的工具（表2），因此在QACVR系統(tǒng)改裝開工之前通過波音公司提供的標(biāo)準(zhǔn)線路施工手冊(cè)（standard wiring practices manual，SWPM）作為查找所需的線路施工工具和操作標(biāo)準(zhǔn)。

表2 部分改裝工具介紹（插針/插孔壓接工具）

2.1.3 工期安排和人員分工

廈航機(jī)隊(duì)的每架飛機(jī)的飛行利用率大約在10小時(shí)/天，因此出于經(jīng)濟(jì)利益的考量，進(jìn)行大規(guī)模的飛機(jī)改裝時(shí)對(duì)時(shí)間的限制是非常嚴(yán)格的，生產(chǎn)計(jì)劃部門制定飛機(jī)的改裝計(jì)劃日期，飛機(jī)在執(zhí)行完當(dāng)日所有航班后返回廈航維修基地，由飛機(jī)維修工程部下屬處室立即組織人員進(jìn)行改裝，有效利用夜間停場(chǎng)時(shí)間提高飛機(jī)利用率。飛機(jī)停場(chǎng)改裝前需要做好人員的分工和航材工具的準(zhǔn)備工作（表3），在確保工期緊湊的情況下保證好第一手工作質(zhì)量。如圖4所示將工作量分三個(gè)班次來完成，制定如下改裝時(shí)間節(jié)點(diǎn)流程。

圖4 改裝工作與時(shí)間節(jié)點(diǎn)圖示

表3 改裝所需不同航空器維修專業(yè)人員安排

2.2 快速獲取駕駛艙語音記錄儀（QACVR）改裝施工過程

2.2.1 快速獲取駕駛艙語音記錄儀（QACVR）作用

改裝包中最核心的組件是快速獲取駕駛艙語音記錄儀（QACVR）。該組件是運(yùn)用了先進(jìn)且可靠性高的數(shù)字語音采集技術(shù)，可進(jìn)行多通道連續(xù)錄音，每通道用2G容量，掉電時(shí)文件自保存，具有固態(tài)化加密存儲(chǔ)功能，加裝該系統(tǒng)后，駕駛艙聲音記錄時(shí)長(zhǎng)從120分鐘提高到280小時(shí)，并克服了飛機(jī)原裝系統(tǒng)可以對(duì)聲音記錄進(jìn)行人工抹除的不足，QACVR系統(tǒng)在使用時(shí)無任何機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，不會(huì)有線路相互作動(dòng)磨損的問題，存儲(chǔ)時(shí)間提升也使得拆裝組件的頻率降低，減少人力成本和不必要的拆裝損壞概率。新安裝的QACVR組件的位置在后貨倉(cāng)E6架上與CVR組件相鄰的位置（圖5），這樣的設(shè)計(jì)方便記錄的語音信號(hào)的傳輸與存儲(chǔ)[4]。

圖5 737NG機(jī)型后貨艙E6設(shè)備架 （QACVR和CVR設(shè)備位置）

2.2.2 電源導(dǎo)線的鋪設(shè)

QACVR系統(tǒng)工作線路改裝程序并不復(fù)雜，從圖6的電源導(dǎo)線圖可以看出，傳統(tǒng)型的改裝困難點(diǎn)在于飛機(jī)上施工區(qū)域廣且難接近，施工過程需要拆除很多的接近蓋板和設(shè)備（P92電源分配面板、前貨倉(cāng)前部和側(cè)壁蓋板、客艙天花板、后貨倉(cāng)側(cè)壁板、E6架上的蓋板等）。電源導(dǎo)線從電子設(shè)備艙內(nèi)P92電源分配面板的C119跳開關(guān)負(fù)載端作為開端（如果接到電源端跳開關(guān)就起不到斷開的作用），連接到插座D11454J的61號(hào)孔位，由于此段線路的鋪設(shè)是在P92電源分配組件內(nèi)部進(jìn)行，所有布線時(shí)需要先拆下該部件，用專用工具壓接插針后安裝到D11454P端61號(hào)插孔內(nèi)，從孔內(nèi)引出電源導(dǎo)線，布線從前貨艙前部開始通過前貨艙天花板線束區(qū)域到達(dá)側(cè)壁區(qū)域，再貫穿飛機(jī)客艙頂部線束安裝區(qū)域，最后在后貨艙E6架上QACVR組件加裝支架插座2號(hào)插孔，通過地面服務(wù)匯流條2為QACVR系統(tǒng)提供115V交流電。

圖6 QACVR供電線路鋪設(shè)圖

2.2.3 加裝支架和轉(zhuǎn)接電纜

為了增加QACVR組件的穩(wěn)定性，改裝包中配備有穩(wěn)定性支架，使用支架可以將組件固定在E6-1架上，并且支架后部還增加了轉(zhuǎn)接電纜固定座，防止飛機(jī)飛行時(shí)顛簸抖動(dòng)使轉(zhuǎn)接電纜出現(xiàn)磨損和插頭脫落的情況，轉(zhuǎn)接電纜一共有三個(gè)航空插頭，D1插頭連接QACVR組件，D2插頭連接飛機(jī)，D3插頭連接CVR組件。改裝時(shí)將轉(zhuǎn)接電纜航空D2插頭與原有駕駛艙語音記錄器（CVR）拆下的D177插座相連接，這個(gè)時(shí)候CVR組件和QACVR組件處于電氣并行結(jié)構(gòu)，航空插頭D1和航空插頭D3能夠同時(shí)獲取來自飛機(jī)駕駛艙的語音信號(hào)，如圖7所示。

圖7 快速獲取駕駛艙語音記錄器 （QACVR ）轉(zhuǎn)換電纜安裝圖

2.2.4 語音的傳輸與存儲(chǔ)

駕駛艙語音記錄器（CVR）收集來自四個(gè)通道的語音信號(hào)，通道CH1-CH4依次來自第一觀察員吊桿耳機(jī)信號(hào)、副駕駛吊桿耳機(jī)信號(hào)、正駕駛的吊桿耳機(jī)信號(hào)以及駕駛艙話音記錄器面板的區(qū)域麥克風(fēng)收集到的語音信號(hào)。其中區(qū)域麥克風(fēng)接收的是駕駛艙內(nèi)發(fā)出的各種聲音，包括機(jī)組通信對(duì)話和各種飛機(jī)操控的提示音或音響警告音，收集到的音頻信號(hào)經(jīng)過駕駛艙語音記錄器面板的放大處理后直接傳送到QACVR組件和CVR組件進(jìn)行存儲(chǔ)，而機(jī)長(zhǎng)、副駕駛和第一觀察員三個(gè)通道收集到的音頻信號(hào)先傳送到遙控電子組件進(jìn)行信號(hào)混合并放大，再通過轉(zhuǎn)接電纜并行傳送到QACVR組件和CVR組件進(jìn)行存儲(chǔ)，來自四個(gè)通道的音頻都從正駕駛的時(shí)鐘系統(tǒng)獲取時(shí)間信號(hào)作為基準(zhǔn)（圖8）。全球定位系統(tǒng)GPS為正駕駛時(shí)鐘提供時(shí)間信號(hào)，采用的是格林尼治（GMT）時(shí)間基準(zhǔn)。

圖8 QACVR和CVR語音的傳輸與 存儲(chǔ)電氣原理圖

2.2.5 快速獲取駕駛艙語音記錄器（QACVR）改裝測(cè)試

（1）導(dǎo)線通斷測(cè)試。快速獲取駕駛艙語音記錄器（QACVR）改裝完成之后要使用萬用表對(duì)設(shè)備艙P(yáng)92電源分配板內(nèi)新增加的導(dǎo)線W9910-1002-20以及從從前貨艙段到后貨艙段加裝的導(dǎo)線W9910-0002-20進(jìn)行通斷測(cè)試，確認(rèn)線路可以導(dǎo)通，檢查線路鋪設(shè)的區(qū)域沒有導(dǎo)線破損或斷裂的情況，如果按照標(biāo)準(zhǔn)線路施工程序進(jìn)行導(dǎo)線修復(fù)工作，通過檢查復(fù)查確認(rèn)無誤之后再進(jìn)行飛機(jī)拆卸區(qū)域的蓋板和設(shè)備的恢復(fù)，避免線路出現(xiàn)問題需要排除故障還需拆卸返工[5]。

（2）通電與監(jiān)聽測(cè)試。線路改裝結(jié)束后，將設(shè)備以及蓋板回到可以提供電源的情況，首先要在電子設(shè)備艙內(nèi)的P92電源分配面板找到為QAVCR系統(tǒng)提供電源的C119跳開關(guān)，將其處于閉合位置，此時(shí)如圖9所示的QACVR前面板POWER綠色指示燈常亮，429指示燈與四個(gè)通道的指示燈閃爍約幾秒后轉(zhuǎn)入常亮狀態(tài)（綠色）。進(jìn)行監(jiān)聽測(cè)試時(shí)將耳機(jī)插入QACVR前面板的耳機(jī)監(jiān)聽孔，可以監(jiān)聽來自駕駛艙內(nèi)四個(gè)通道的聲音，按壓1、2、3、4通道按鍵中任一鍵，例如按壓通道1監(jiān)聽測(cè)試，按壓3秒后松開即可聽到三聲“嘟聲”并且確認(rèn)通道1狀態(tài)指示燈一直點(diǎn)亮且429指示燈閃爍3次，表明該通道錄音正常，駕駛艙內(nèi)將吊桿耳機(jī)或手提麥克風(fēng)插入第一觀察員的插孔板內(nèi)，如果第一觀察員的音頻控制面板（ACP）有吊桿式麥克風(fēng)開關(guān)，確認(rèn)其在BOOM位，對(duì)著吊桿式麥克風(fēng)講話，確認(rèn)后貨倉(cāng)內(nèi)的監(jiān)聽耳機(jī)聽到來自駕駛艙的講話聲音（CH1監(jiān)聽記錄來自第一觀察員吊桿耳機(jī)或手提麥克風(fēng)發(fā)出的語音，CH2監(jiān)聽記錄來自副機(jī)長(zhǎng)的吊桿耳機(jī)或手提麥克風(fēng)發(fā)出的語音，CH3監(jiān)聽記錄來自副駕駛吊桿耳機(jī)或手提麥克風(fēng)發(fā)出的語音，CH4監(jiān)聽記錄來自駕駛艙內(nèi)的環(huán)境聲音）。

圖9 QACVR和CVR語音的監(jiān)聽和記錄測(cè)試圖

（3）語音記錄盒拆裝和數(shù)據(jù)上傳。在語音記錄盒拆下前一定要注意QACVR系統(tǒng)必須處于斷電的狀態(tài)，維修人員在QACVR組件前面板拉起鎖銷，并逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度到九點(diǎn)鐘位置放下鎖銷，然后通過語音記錄盒拉手水平拉出語音記錄盒；將語音記錄盒的QACVR專用讀卡器連接電腦，將語音記錄盒內(nèi)的錄音文件上傳到專門的地面管理軟件，方便后續(xù)音頻的錄音回放和分析。完成語音信息上傳后需要將語音記錄盒安裝回原來的飛機(jī)上，將其水平推入部件語音記錄盒卡槽中（語音記錄盒上箭頭指示方向?yàn)樯戏剑?，確保與部件前面板平齊。順時(shí)針旋轉(zhuǎn)固定鎖銷至十二點(diǎn)鐘位置時(shí)即處于鎖定位置。

（4）常見故障診斷和排除。常見的故障可以通過此案例更直觀地了解，波音737NG B-5476 QACVR改裝完成之后，維修人員上電后發(fā)現(xiàn)QACVR組件前面板的429狀態(tài)指示燈不亮，通過以下幾個(gè)步驟進(jìn)行故障診斷和排除：①上電后系統(tǒng)有工作，排除電源問題。②改裝開始前已經(jīng)測(cè)試了CVR系統(tǒng)，并且測(cè)試正常，排除了CVR系統(tǒng)原因。③更換QACVR組件，指示燈依然不亮，排除組件故障。④根據(jù)系統(tǒng)原理，QACVR采用429時(shí)鐘總線信號(hào)作為文件記錄時(shí)間，“429”指示燈指示時(shí)鐘信號(hào)異常信息，信號(hào)通過D1航空插頭PIN25、PIN26給QACVR，檢查PIN25、PIN26線路連續(xù)性，結(jié)果無異常。⑤最后聯(lián)系廠家得知429時(shí)鐘總線只向QACVR系統(tǒng)提供來自GPS的UTC時(shí)間，把飛機(jī)拖至機(jī)坪使飛機(jī)接收到GPS信號(hào)，指示燈亮，根據(jù)工卡測(cè)試步驟的要求對(duì)客艙艙音頻道進(jìn)行監(jiān)聽測(cè)試才能順利完成。

3 結(jié)論

快速獲取駕駛艙語音記錄儀（QACVR）是駕駛艙話音記錄器（CVR）的輔助設(shè)備，成為CVR的有效補(bǔ)充，QACVR的突出優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在記錄的語音效果提升了一個(gè)檔次，采用當(dāng)前最流行的數(shù)字存儲(chǔ)技術(shù)以及可以在地面通過專用軟件進(jìn)行語音回放的便捷信息提取設(shè)計(jì)，本產(chǎn)品在廈航機(jī)隊(duì)的全面應(yīng)用對(duì)于航空安全管理和不安全事件調(diào)查等方面發(fā)揮了重要的作用，產(chǎn)生顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

廈航在全機(jī)隊(duì)737NG機(jī)型改裝過程中先后采取兩種方案，通過對(duì)比可知使用新的改裝方案不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)飛機(jī)改動(dòng)量和施工量最小，還保證了可靠性、安全性、兼容性和維護(hù)便捷性。所以后期廈航都使用新方案進(jìn)行改裝，確保改裝后飛機(jī)飛行安全性更高。