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摘 要：在民航事业飞速发展的背景下，飞机持续适航能力要求也不断提高，但从目前情况来看，在飞机维护过程中，各种故障尤为频繁，由于飞机结构和航电系统相当复杂，在满足适航要求的前提下对飞机故障进行检修需要花费大量的人力和时间。本文基于上述背景，对飞机航电系统故障分析方法以及故障诊断系统进行了研究，以期能为飞机检修人员提供借鉴意义。
关键词：飞机航电系统；故障；分析方法；诊断系统
在飞机航线维护以及飞机检修过程中，几乎每天都要面对各种各样的故障，由于飞机类型较多，且航电系统复杂，外加故障原因与环境、设备、人员等多种因素相关，因此对飞机航电系统故障进行准确诊断并及时排除故障对飞机安全航行有重要意义。以下将从飞机航电系统概述分析入手，逐步探讨了航电系统故障的分析和诊断方法。
一、飞机航电系统概述
目前通常采用的飞机航电系统为G1000航空电子系统，该系统具有高度集成的特征，内部包括高频通信收发机、GPS收发机、等航空通讯电子设备，同时在机舱内配备了两台高分辨率的高精度液晶显示屏。该航电系统充分应用了飞机的操控特征、大气数据和以太网连接通信领域内的数据成果，具备功能性与实用性。系统将航空电子设备和仪表操作显示集成到一个单独的显示系统内，用液晶电子显示替代传统的机械仪表，从而让航行信息具备高灵活度，但航电系统在带给航空人员便捷的同时也给设备维护人员带来了一定的困难。
G1000子系统则包括飞行仪表显示系统和导航与通信系统。飞行仪表显示系统主要负责为主系统提供飞行参数，例如航向、高度、外界大气参数、飞行姿态等，信息均可在PFD显示屏中显示。导航与通信系统则主要起到导航与通信功能，音频信号通过数字传输通道送入音频板，GPS信息则传送到MFD和PFD显示屏中进行处理。
二、飞机航电系统故障分析方法和诊断系统
1.航电系统故障
航电系统中最容易出现的是数据链路故障，由于数据链路状况主要以不同颜色的框框来进行区分，红色表示确定链路失效，黑色表示链路不明，系统无法准确识别，绿色则表示链路正常，例如PFD显示屏ARINC 429中1号通道状态框显示为红色，则提示航电系统故障与LRU GRS77相关，即PFD与航向基准系统间的链路失效。
2.通讯导航系统故障
在通讯导航系统中最常见的的故障表现形式如下：（1）COM信号接收发送故障；（2）GPS信号不正常，无法获取到卫星数据；（3）NAV信号收发异常以及G/S信号接收不到等等。其中，COM信号故障又可分为COM信号干扰、弱信号、无通信音等等。在正常情况下，航电系统均能对各类故障提供预警信息，实际操作中按下ALERT键即可看到显示屏中显示的故障预警信息，相关警告包括COM、NAV以及G/S等，在进行故障分析和排除过程中可借助相关信息对故障发生缘由进行查找，或进一步确认故障是否发生。
3.仪表系统故障
在航电系统姿态信息传递到各子系统的过程中，需要与多种类型的传感器共同作用，如倾斜传感器、加速度传感器等，仪表系统组间则主要负责对姿态参数信息进行采集，并将其传入姿态航向系统中，在该系统中，信息传递或者显示任何环节有误或者收到外界干扰均会导致姿态信息显示异常，从以往的故障数据调查以及飞行手册中可总结出仪表系统故障的主要原因，具体如下：（1）发动机振动导致仪表断线。（2）显示屏或者GRS构型文件和软件失效。（3）各模块间数据通道失效。（4）仪表插头脱落或接触不良。
从故障类型来看，主要包括人为因素故障、系统自身元件故障、组间配置故障、参数错误等。
4.飞机电源故障诊断系统结构
机载电源主要有飞机发电机供电，若发电机故障则由机载蓄电池续电，通常情况下，飞机电源需维持三种状态，（1）有地面电源供电时，即使发电机运行正常，也不能向飞机上的设备供电；（2）断开地面电源后，飞机发电机恢复正常供电，同时蓄电池自动充电；（3）发电机故障无法供电时，蓄电池自动供电保证安全运行。
当电源供电关系不符合上述三种逻辑时，则提示飞机电源系统出现故障，需进行及时处理。电源故障诊断系统结构按电源类型可分为地面电源、发电机以及蓄电池三种，具体可通过发电机故障灯来对电源故障进行诊断。（1）地面电源电压超过28.5V，机内大功率用电设备正常工作，发电机故障灯燃亮。（2）发电机电压超过28.5V，机内大功率用电设备正常工作，发电机故障灯不亮。（3）蓄电池电压低于24V，机内大功率用电设备不工作，发电机故障灯燃亮。检修人员可根据正确逻辑和故障分析系统结构予以判定。
5.专家系统知识库构成和诊断分析方法
在飞机航电系统故障诊断领域专家系统应用极为广泛常见的有三种结构——基于规则、框架以及模型的专家系统结构。本文主要对基于规则的专家故障诊断系统结构进行探讨。在该系统中分别包括长期存储模型和短期存储模型，主要存储由规则激发而推断出的新的故障事实，存储器与推理机相互作用，并以规则知识库为主要数据支持，通过对故障模式进行匹配从而得出准确的故障诊断信息。知识库主要通过规则进行表示，例如常见的CLIPS是常见方法，每条规则代表一组因果关系，此外框架也是知识表示的一种形式，与高级语种对象类似，可提供一种更为方便的结构来准确表示常识性知识。创建知识库时，需对现有知识按照特定逻辑进行编程，利用规则和框架表示将故障知识加入到知识库体系当中，从而为故障推理提供依据。
三、结语
综上，排除飞机航电系统故障是保证飞机安全航行的首要前提，在具体诊断过程中，需对航电系统以及子系统进行严格的故障检定，例如通讯导航、电源、仪表系统等，可采用专家系统进行故障诊断，提高诊断的准确率，方便工作人员进行排故处理，为飞机安全航行提供保障。
参考文献：
[1]杨鑫. 西锐飞机远景航电系统简介及故障分析[J]. 科技资讯， 2015， 13（12）：16-16.
[2]李璠， 毛海涛. 飞机机电作动系统故障模式分析与故障诊断方法[J]. 航空维修与工程， 2016（3）：47-50.
[3]龙欣欣. 飞机航电系统故障排除方法分析[J]. 黑龙江科技信息， 2014（25）：59-59.
[4]杨文杰， 姜霖， 施全芝. 某型飞机电源系统的故障分析及排除方法[J]. 西安航空学院学报， 2014， 32（3）：3-6.
关键词：飞机航电系统；故障；分析方法；诊断系统
在飞机航线维护以及飞机检修过程中，几乎每天都要面对各种各样的故障，由于飞机类型较多，且航电系统复杂，外加故障原因与环境、设备、人员等多种因素相关，因此对飞机航电系统故障进行准确诊断并及时排除故障对飞机安全航行有重要意义。以下将从飞机航电系统概述分析入手，逐步探讨了航电系统故障的分析和诊断方法。
一、飞机航电系统概述
目前通常采用的飞机航电系统为G1000航空电子系统，该系统具有高度集成的特征，内部包括高频通信收发机、GPS收发机、等航空通讯电子设备，同时在机舱内配备了两台高分辨率的高精度液晶显示屏。该航电系统充分应用了飞机的操控特征、大气数据和以太网连接通信领域内的数据成果，具备功能性与实用性。系统将航空电子设备和仪表操作显示集成到一个单独的显示系统内，用液晶电子显示替代传统的机械仪表，从而让航行信息具备高灵活度，但航电系统在带给航空人员便捷的同时也给设备维护人员带来了一定的困难。
G1000子系统则包括飞行仪表显示系统和导航与通信系统。飞行仪表显示系统主要负责为主系统提供飞行参数，例如航向、高度、外界大气参数、飞行姿态等，信息均可在PFD显示屏中显示。导航与通信系统则主要起到导航与通信功能，音频信号通过数字传输通道送入音频板，GPS信息则传送到MFD和PFD显示屏中进行处理。
二、飞机航电系统故障分析方法和诊断系统
1.航电系统故障
航电系统中最容易出现的是数据链路故障，由于数据链路状况主要以不同颜色的框框来进行区分，红色表示确定链路失效，黑色表示链路不明，系统无法准确识别，绿色则表示链路正常，例如PFD显示屏ARINC 429中1号通道状态框显示为红色，则提示航电系统故障与LRU GRS77相关，即PFD与航向基准系统间的链路失效。
2.通讯导航系统故障
在通讯导航系统中最常见的的故障表现形式如下：（1）COM信号接收发送故障；（2）GPS信号不正常，无法获取到卫星数据；（3）NAV信号收发异常以及G/S信号接收不到等等。其中，COM信号故障又可分为COM信号干扰、弱信号、无通信音等等。在正常情况下，航电系统均能对各类故障提供预警信息，实际操作中按下ALERT键即可看到显示屏中显示的故障预警信息，相关警告包括COM、NAV以及G/S等，在进行故障分析和排除过程中可借助相关信息对故障发生缘由进行查找，或进一步确认故障是否发生。
3.仪表系统故障
在航电系统姿态信息传递到各子系统的过程中，需要与多种类型的传感器共同作用，如倾斜传感器、加速度传感器等，仪表系统组间则主要负责对姿态参数信息进行采集，并将其传入姿态航向系统中，在该系统中，信息传递或者显示任何环节有误或者收到外界干扰均会导致姿态信息显示异常，从以往的故障数据调查以及飞行手册中可总结出仪表系统故障的主要原因，具体如下：（1）发动机振动导致仪表断线。（2）显示屏或者GRS构型文件和软件失效。（3）各模块间数据通道失效。（4）仪表插头脱落或接触不良。
从故障类型来看，主要包括人为因素故障、系统自身元件故障、组间配置故障、参数错误等。
4.飞机电源故障诊断系统结构
机载电源主要有飞机发电机供电，若发电机故障则由机载蓄电池续电，通常情况下，飞机电源需维持三种状态，（1）有地面电源供电时，即使发电机运行正常，也不能向飞机上的设备供电；（2）断开地面电源后，飞机发电机恢复正常供电，同时蓄电池自动充电；（3）发电机故障无法供电时，蓄电池自动供电保证安全运行。
当电源供电关系不符合上述三种逻辑时，则提示飞机电源系统出现故障，需进行及时处理。电源故障诊断系统结构按电源类型可分为地面电源、发电机以及蓄电池三种，具体可通过发电机故障灯来对电源故障进行诊断。（1）地面电源电压超过28.5V，机内大功率用电设备正常工作，发电机故障灯燃亮。（2）发电机电压超过28.5V，机内大功率用电设备正常工作，发电机故障灯不亮。（3）蓄电池电压低于24V，机内大功率用电设备不工作，发电机故障灯燃亮。检修人员可根据正确逻辑和故障分析系统结构予以判定。
5.专家系统知识库构成和诊断分析方法
在飞机航电系统故障诊断领域专家系统应用极为广泛常见的有三种结构——基于规则、框架以及模型的专家系统结构。本文主要对基于规则的专家故障诊断系统结构进行探讨。在该系统中分别包括长期存储模型和短期存储模型，主要存储由规则激发而推断出的新的故障事实，存储器与推理机相互作用，并以规则知识库为主要数据支持，通过对故障模式进行匹配从而得出准确的故障诊断信息。知识库主要通过规则进行表示，例如常见的CLIPS是常见方法，每条规则代表一组因果关系，此外框架也是知识表示的一种形式，与高级语种对象类似，可提供一种更为方便的结构来准确表示常识性知识。创建知识库时，需对现有知识按照特定逻辑进行编程，利用规则和框架表示将故障知识加入到知识库体系当中，从而为故障推理提供依据。
三、结语
综上，排除飞机航电系统故障是保证飞机安全航行的首要前提，在具体诊断过程中，需对航电系统以及子系统进行严格的故障检定，例如通讯导航、电源、仪表系统等，可采用专家系统进行故障诊断，提高诊断的准确率，方便工作人员进行排故处理，为飞机安全航行提供保障。
参考文献：
[1]杨鑫. 西锐飞机远景航电系统简介及故障分析[J]. 科技资讯， 2015， 13（12）：16-16.
[2]李璠， 毛海涛. 飞机机电作动系统故障模式分析与故障诊断方法[J]. 航空维修与工程， 2016（3）：47-50.
[3]龙欣欣. 飞机航电系统故障排除方法分析[J]. 黑龙江科技信息， 2014（25）：59-59.
[4]杨文杰， 姜霖， 施全芝. 某型飞机电源系统的故障分析及排除方法[J]. 西安航空学院学报， 2014， 32（3）：3-6.