錢(qián)正，陳林

（國(guó)營(yíng)蕪湖機(jī)械廠，安徽 蕪湖 241007）

1 故障現(xiàn)象

某航空電子系統(tǒng)在內(nèi)場(chǎng)航電聯(lián)試環(huán)境下通電調(diào)試時(shí)，進(jìn)行NAMP 性能檢查，通過(guò)飛機(jī)參數(shù)記錄系統(tǒng)判讀數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)NAMP 系統(tǒng)時(shí)標(biāo)存在無(wú)規(guī)律的跳變現(xiàn)象。

2 系統(tǒng)原理

NAMP 作為飛機(jī)航空電子系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)非航空電子系統(tǒng)的監(jiān)控管理及其余航空電子系統(tǒng)之間的接口管理的功能，是非航空電子系統(tǒng)的故障檢測(cè)中心[1]。NAMP 用于完成航空電子系統(tǒng)與非航空電子系統(tǒng)之間的接口管理，還可以對(duì)非航空電子系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和轉(zhuǎn)換處理，并啟動(dòng)對(duì)非航空電子系統(tǒng)的機(jī)上自檢測(cè)。NAMP 主要監(jiān)控大氣系統(tǒng)、飛參系統(tǒng)、環(huán)控系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、進(jìn)氣道系統(tǒng)、起落架信號(hào)系統(tǒng)等非航空電子系統(tǒng)的狀態(tài)，采集非航空電子系統(tǒng)的各種電壓、電流、數(shù)字、離散信號(hào)[2]，根據(jù)飛行員請(qǐng)求，傳送非航空電子系統(tǒng)數(shù)據(jù)至多功能顯示器上進(jìn)行顯示。NAMP 機(jī)上部分交聯(lián)關(guān)系如圖1 所示。

圖1 NAMP 機(jī)上部分交聯(lián)關(guān)系圖

通過(guò)手動(dòng)按壓多功能顯示器的周邊按鍵，NAMP開(kāi)始啟動(dòng)自檢，多功能顯示器通過(guò)RS-422 串口數(shù)據(jù)通道與顯示控制管理處理機(jī)通信，顯控控制管理處理機(jī)通過(guò)1553B 總線通知NAMP 開(kāi)始啟動(dòng)維護(hù)自檢，NAMP 開(kāi)始自檢，自檢結(jié)束后，通過(guò)1553B 總線告知顯示控制管理處理機(jī)并在多功能顯示器上顯示自檢結(jié)果。另NAMP 通過(guò)RS422 總線與飛機(jī)參數(shù)記錄系統(tǒng)進(jìn)行通信，實(shí)時(shí)地接收、記錄從NAMP 發(fā)送的航電系統(tǒng)日歷時(shí)標(biāo)信息、NAMP 系統(tǒng)時(shí)標(biāo)信息、起落架系統(tǒng)狀態(tài)等信息。通過(guò)地面判讀飛機(jī)參數(shù)記錄系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，可對(duì)這些信息進(jìn)行回放，檢查各系統(tǒng)工作是否有異常。

3 航電聯(lián)試環(huán)境說(shuō)明

飛機(jī)綜合航電系統(tǒng)聯(lián)試聯(lián)調(diào)環(huán)境（以下簡(jiǎn)稱為“聯(lián)試環(huán)境”）能夠根據(jù)飛機(jī)航電系統(tǒng)研發(fā)以及飛機(jī)維修后的需求特點(diǎn)，利用仿真/激勵(lì)和測(cè)試手段，完成航電系統(tǒng)的單設(shè)備裝前檢查、多設(shè)備檢查、全航電系統(tǒng)檢查、系統(tǒng)靜態(tài)檢查、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)檢查、系統(tǒng)數(shù)據(jù)測(cè)試等多項(xiàng)任務(wù)，可以對(duì)大修后設(shè)備進(jìn)行功能、接口、控制邏輯、顯示等裝前檢查，以確認(rèn)大修后的航電系統(tǒng)各設(shè)備是否滿足技術(shù)要求和裝機(jī)要求，為維修后的航電系統(tǒng)裝機(jī)提供試驗(yàn)依據(jù)[3]。

可根據(jù)不同的檢查項(xiàng)目和設(shè)備條件靈活配置航電綜合仿真/激勵(lì)系統(tǒng)，對(duì)于所有分系統(tǒng)，既可接實(shí)物，也可接仿真器或地面試驗(yàn)件，具有高度綜合、靈活的特點(diǎn)[4]?？赏瓿奢d機(jī)的剖面仿真和交互式仿真，模擬空中飛行試驗(yàn)。

航電聯(lián)試環(huán)境由試驗(yàn)臺(tái)、航電系統(tǒng)仿真器、試驗(yàn)管理系統(tǒng)、綜合激勵(lì)器、飛行仿真系統(tǒng)、結(jié)果生成系統(tǒng)、武器模擬器、雷達(dá)、光電雷達(dá)視頻生成器、激勵(lì)器/模擬器、實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)、顯示系統(tǒng)以及試驗(yàn)電纜、電子系統(tǒng)設(shè)備安裝架等組成。航電聯(lián)試環(huán)境組成簡(jiǎn)要框圖如圖2 所示。

圖2 航電聯(lián)試環(huán)境組成簡(jiǎn)要框圖

4 故障復(fù)現(xiàn)

4.1 飛參記載的時(shí)標(biāo)曲線

將該件NAMP 產(chǎn)品放置于聯(lián)試環(huán)境，建立該故障發(fā)生的工作剖面，工作一段時(shí)間后，通過(guò)查看原始飛參數(shù)據(jù)記錄，正常的1系統(tǒng)時(shí)標(biāo)是一條光滑的斜線，而異常的系統(tǒng)時(shí)標(biāo)是一條有跳變和毛刺的斜線，如圖3、圖4 所示。

圖3 飛參記錄的正常NAMP 系統(tǒng)時(shí)標(biāo)曲線

圖4 飛參記錄的異常NAMP 系統(tǒng)時(shí)標(biāo)曲線

4.2 飛參與NAMP 通信原理分析

NAMP 與飛參之間通信的最小信息單位是URAT字，每個(gè)URAT 字由11 位二進(jìn)制數(shù)組成，每個(gè)UART字按低位到高位的先后順序串行傳送。對(duì)于16 位二進(jìn)制數(shù)據(jù)分成兩個(gè)UART 字，按由低位字節(jié)到高位字節(jié)的先后順序傳送。通信傳送的基本單位是通信包，通信包最大為29×16 bits，由包頭、包狀態(tài)、包數(shù)據(jù)、包尾組成，最后是校驗(yàn)和字。NAMP 給飛參一共發(fā)送3 個(gè)通信包共29 個(gè)字。第1 包數(shù)據(jù)主要含航電系統(tǒng)日歷時(shí)標(biāo)信息，第2 包數(shù)據(jù)含NAMP 系統(tǒng)時(shí)標(biāo)、發(fā)動(dòng)機(jī)、進(jìn)氣道系統(tǒng)狀態(tài)信息，第3 包數(shù)據(jù)包含航電子系統(tǒng)故障數(shù)據(jù)及無(wú)線電高度信息。

NMAP 與飛參422 通信采用MAXIM 公司的MAX488 收發(fā)器，該芯片內(nèi)含1 個(gè)驅(qū)動(dòng)器和1 個(gè)接收器，同時(shí)具有低功耗、驅(qū)動(dòng)器有過(guò)載保護(hù)等特點(diǎn)，器件共模輸入電壓范圍在-7～+12 V 之間，原理如圖5所示。

圖5 MAX488 收發(fā)器電路圖

4.3 NAMP 系統(tǒng)時(shí)標(biāo)跳變現(xiàn)象原因分析

NAMP 非航空電子系統(tǒng)監(jiān)控處理機(jī)周期性發(fā)送給飛參記錄器的系統(tǒng)時(shí)標(biāo)值是NAMP中MBI總線通信模塊上記錄的RTC 時(shí)鐘值，該時(shí)鐘值在一次加電過(guò)程中是連續(xù)增加的，一旦RTC 時(shí)鐘值出現(xiàn)錯(cuò)誤，就有可能導(dǎo)致NAMP 發(fā)送給飛參記錄的系統(tǒng)時(shí)標(biāo)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常。

基本確認(rèn)該故障現(xiàn)象主要由NAMP 非航空電子系統(tǒng)監(jiān)控處理機(jī)中 DIM 離散輸入模塊的JGAL16V8B-15LD 可編程通用邏輯電路XBS 邏輯設(shè)計(jì)不符合三態(tài)門(mén)輸出的設(shè)計(jì)特性所導(dǎo)致，具體如圖6所示。

圖6 可編程通用邏輯電路連接圖

XBS 邏輯輸出只有兩態(tài)“1”和“0”，不能輸出高阻態(tài)（相當(dāng)于斷開(kāi)），會(huì)對(duì)CPU 通過(guò)LBE 內(nèi)總線讀取NAMP 系統(tǒng)時(shí)標(biāo)產(chǎn)生影響；LBE 總線訪問(wèn)XBS 信號(hào)類型為集電極開(kāi)路即OS 門(mén)設(shè)計(jì)，上述DIM 模塊的信號(hào)邏輯不規(guī)范設(shè)計(jì)影響了國(guó)產(chǎn)芯片XBS 信號(hào)輸出電平在低有效時(shí)保持0.8 V 以上（大約在1.6 V 左右），不符合TTL 低電平0～0.8 V（邏輯“0”）的要求，進(jìn)而影響CPU 模塊LBE 總線RTC 接口電路的正常訪問(wèn)，RTC（實(shí)時(shí)時(shí)鐘）訪問(wèn)錯(cuò)誤，造成NAMP 發(fā)送給飛參記錄的系統(tǒng)時(shí)標(biāo)數(shù)據(jù)字異常。

4.4 解決措施

針對(duì)NAMP 系統(tǒng)時(shí)標(biāo)存在無(wú)規(guī)律的跳變現(xiàn)象，有2 種解決方案：①將部分國(guó)產(chǎn)JGAL16V8B-15LD 可編程邏輯芯片更換成從美國(guó)進(jìn)口的LATTICE 公司GAL16V8B（D）-15LD/883 芯片。由于無(wú)上拉電阻設(shè)計(jì)，對(duì)DIM 模塊的信號(hào)邏輯不規(guī)范設(shè)計(jì)能兼容，因而不會(huì)導(dǎo)致問(wèn)題出現(xiàn)。②通過(guò)更改NAMP 非航空電子系統(tǒng)監(jiān)控處理機(jī)DIM1 離散輸入模塊中代號(hào)D6 國(guó)產(chǎn)芯片的邏輯設(shè)計(jì)，將部分國(guó)產(chǎn)JGAL16V8B-15LD 可編程邏輯芯片的內(nèi)部軟件版本進(jìn)行升級(jí)，優(yōu)化接口輸出特性，即可解決NAMP 系統(tǒng)時(shí)標(biāo)的異常跳變問(wèn)題。

5 結(jié)論

NAMP 計(jì)算機(jī)作為非航空電子系統(tǒng)的故障檢測(cè)中心，可對(duì)非航電系統(tǒng)及其自身的信息進(jìn)行采集和綜合處理，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)控和故障診斷，并將部分結(jié)果通過(guò)RS422 格式傳遞給飛機(jī)參數(shù)記錄系統(tǒng)，為飛機(jī)的故障診斷提供依據(jù)[5]。但由于NAMP 時(shí)標(biāo)異常故障會(huì)導(dǎo)致輸出結(jié)果異常，給地面維護(hù)人員提供了錯(cuò)誤信息。本文通過(guò)對(duì)NAMP 時(shí)標(biāo)故障進(jìn)行原理分析，提出了2 種改進(jìn)措施，一定程度上杜絕了NAMP 時(shí)標(biāo)故障發(fā)生，提高了產(chǎn)品的可靠性。