浅谈飞机数据系统的维护方法
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1常见故障的分析与处理
1.1气压
3个ADR输出的气压高度不可能完全一致，TSM（排故手册）和FCOM（机组操作手册）均给出容差允许范围，在允许范围内的不一致不影响飞机放行。如果左右气压高度不一致，机组可参考ADR3的输出来判断，更可靠做法是与地面管制员联系由地面测高雷达来确认。飞机进入气动不对称飞行如侧滑时，短时会有左右高度指示不一致，这是正常现象。2007年11月22日整个中国区域开始实施RVSM（缩小高度垂直间隔）运行，这对系统维护与运行保障提出更高要求。维修人员应高度重视气压高度指示异常的报告，排故时不仅要对相关区域与部件进行详细目视检查，如检查RVSM关键区域飞机蒙皮气动光洁度，检查AOA传感器有无损伤、静压孔有无堵塞、连接静压孔与ADM的气管快卸接头有无松动或漏气，必要时还应对重要部件如ADM或AOA传感器进行串件确认或预防性更换。如存在管路漏气可能，地面必须执行渗漏测试加以确认。需说明的是，静压管路漏气会使机内增压空气进入管路，导致测量静压增大，高度指示变小。可靠性数据表明，近几年深圳A320机队ADM的故障率有多发趋势，并且是造成气压高度指示误差的主要原因。
1.2空速
对于空速不一致反映，TSM和FCOM同样给出容差允许范围，没有故障信息且不一致在允许范围之内时，不影响飞机放行。飞机在湍流中飞行短时会有左右空速不一致，这也是正常现象。造成空速不一致或错误的原因有许多，可能是皮托管被外来物堵塞、排水孔堵塞或电加温故障，可能是ADM精度超标或内部传感器故障，可能是全静压管路或快卸接头损坏导致漏气，也有可能是皮托管周围蒙皮有损伤，所以对这些区域和部位的检查必不可少且十分重要。调查发现A320系列飞机起飞和着陆阶段遭受强降雨时出现空速不一致现象的绝大多数原因是皮托管进水，管腔一旦进水且排水受阻，将影响气路的通畅和全压的测量，导致空速指示异常。排水不畅原因主要与厂家制造工艺和设计有关，如2002年前THALES（泰雷兹）公司件号C16195AA、序号4760以下的皮托管在制造过程中，约30％的皮托管在排水孔钻孔后管腔内壁残留毛刺，这些毛刺极易阻碍排水孔排水。2002年空客强制服务通告（SB）A320-34-1263要求立即检查并清除这些毛刺。2005年THALES公司对件号C16195AA皮托管的内部结构和排水孔位置进行设计改进与调整，改进后件号C16195BA的皮托管能更适应暴雨等气候环境皮托管使用时间长后管腔内外氧化严重，也容易导致管腔积水。2006年某A320飞机深圳进近时遭受强降雨，机长位皮托管内部气路被雨水完全堵住而导致ADR1故障并触发假失速警告，维修人员在地面脱开ADM气管快卸接头、反向吹通皮托管气路后系统恢复正常，该皮托管件号C16195AA、装机使用已2.5万飞行小时，外观检查氧化严重而被立即更换。管路漏气对空速指示准确性影响也很大。静压管路漏气时，测量静压增大，由于总压不变，动压减小，空速将减小；总压管路漏气时，测量总压增大，由于静压不变，动压增大，空速将增大。在遇到空速误差反映时，应根据误差情况对全静压管路有选择性地进行渗漏检查。
2迎角传感器
精度下降或故障每个AOA传感器内均有3个解算器，但只有2个连线给ADR，ADR使用其中的一路输出，另一路作为备份。AOA传感器的测量精度相当重要，AOA数据不准确将导致气压高度、空速、性能速度、迎角平台等数据产生误差，AOA数据失效还将导致迎角保护功能和风切变探测功能失效，ADR出现故障，飞控系统进入备用法则。飞机基准迎角值（AOAref）是飞机俯仰角（PITCH）与飞行航路角（FPA）的差值，即AOAref＝PITCH－FPA。3个AOA传感器由于安装位置与各自精度不同，测量得到的数据会略有差异，但都要求与AOAref的误差不超过±0.5°。如果误差超标，ADR的BITE（机内自测试）能够探测并给出相应维护信息。需指出，AOA传感器故障将导致ADIRUCDU/MSU上ADR故障灯点亮。AOA传感器安装在飞机外部，容易遭受雷击与鸟击。长期暴露在高速气流中，传感器风刀部位容易风蚀并出现脱胶，导致动平衡变差，测量精度下降。06年某A320飞机多次反映PFD上性能速度误差大，空中对3个AOA传感器采样检查，发现AOA3误差达0.8°，更换AOA3传感器后故障排除。在飞机维护中，人为擦碰也经常造成AOA传感器的损坏和非定期拆换。
2.1总温探头故障
飞机的TAT探头虽只有2个，但都是双单元体传感器，左TAT探头提供信号给ADR1和ADR3，右TAT探头提供其中的一路信号给ADR2。地面上同一探头的两路输出相差不应超过1℃，左右TAT数据相差不应超过3℃。每个ADR使用各自TAT数据计算TAS给AFS（自动飞行系统）和EFCS（电动飞行控制系统），左TAT探头内一个单元体传感器故障对飞行没有太大影响，但如果两个单元体都故障，则ADR1、ADR3的TAS数据无效，空中两部自动驾驶将接不通，第一套方向舵行程限制功能失效，此故障在深圳A320机队中已多次出现，外站遇到此类不放行故障，如没有备件，可以对串2个TAT探头后按右TAT探头失效放行。
2.2各种维护信息或状态信息
在飞机起飞加速阶段（90或100kn到200kn之间），3个ADR交叉比较各自传感器输入，当相差超过规定门限（如ADR1/2之间静压相差2HPa，与ADR3静压相差5HPa，3个ADR的总压相差5HPa、AOA相差4°、TAT相差3℃），ADR产生维护信息。飞行中遭遇恶劣天气，这种交叉比较经常会超出门限而导致维护信息产生。ADR的输出供EFCS使用，当某个ADR的一个或多个数据异常而被弃用时，EACM上显示F/CTL状态信息，同时产生ADR故障信息。ADR的输出还供AFS使用，AFS对各ADR的输入交叉比较，不一致超过规定门限将触发维护信息“ADIRU1/2/3DISAGREE”或状态信息“CAT3DUALINOP”（3类着陆双通道不工作）。2004年某A320飞机下ECAM状态页一直显示“CAT3DUALINOP”信息，最终检查发现备用静压ADM性能下降导致ADR3计算的气压高度误差太大，更换该ADM后故障彻底排除。
3特殊故障的操作与分析
3.1同一部ADR与IR同时故障
FCOM3.02.34明确要求，同一部ADIRU的ADR和IR同时故障，应首先执行ADR故障的程序，然后执行IR故障的程序，即先转换AIRDATA电门，后转换ATTHDG电门，转换顺序错误将导致严重后果。2005年某A320飞机空中同时出现ADR1和IR1故障，机组先后将ATTHDG电门和AIRDATA电门分别转换到CAPT3位，结果自动驾驶与自动油门脱开，近地警告系统和第一套偏航阻尼系统故障，左座失去飞机姿态及飞行数据，航图失效，右座航图不刷新，机组人工操纵飞机在空管雷达引导下使用原始导航数据正常着陆。分析原因，每个IR都接收3个ADR的输出，正常情况下IR优先使用本边ADR的输出。以Vzbi数据(来自IR的惯性垂直速度)为例，它是IR根据Vacc(来自IR的垂直加速度)、Hi(来自IR的惯性高度)和Hb(来自ADR的气压高度)计算得来。当ADR1和IR1同时故障，如先将ATTHDG开关置CAPT3位，则ADR1转换输出给IR3，IR3使用ADR1数据计算Vzbi，由于ADR1故障，IR3计算的Vzbi数据无效，ADR1、IR1和IR3都出现问题，导致AFS等系统故障。如果先将AIRDATA开关置CAPT3位，则ADR3转换输出给IR1，由于IR3仍能使用ADR3数据计算Vzbi，最终只是ADR1和IR1故障，AFS等系统不受影响。
3.2两个及以上ADR输出错误
当一个ADR输出错误而其它两个ADR都正确时，ELAC（升降舵副翼计算机）、FAC（飞行增稳计算机）和FMGC（飞行管理制导计算机）会忽略故障数据，飞机仅仅失去3级着陆能力。但当至少两个ADR输出错误且不相同时，自动驾驶和自动油门则断开，ELAC触发“ADRDISAGREE”信息，飞控系统进入备用法则，两个PFD上显示“SPDLIMIT”故障旗，性能速度指示消失。需特别强调，当至少两个ADR输出错误且相同时，机组或系统都会采取“表决法则”，即放弃另一个ADR而使用两个错误ADR的输出，这会对飞行安全构成极大威胁，这种极端情况通常在两个或三个皮托管同时堵塞时发生，如穿越火山灰飞行。对于这种情况，机组必须引起足够重视，知晓并掌握正确处置方法，在无法判断时须断开自动驾驶、飞行指引和自动油门，按目标俯仰姿态和推力操作。
4维护注意事项
日常维护中对大气数据传感器的检查与保护至关重要，疏于检查与保护有时会导致严重的维修差错和飞行事故，为此提示并强调如下：大气数据传感器容易遭受外来物损伤，周围蒙皮状况也会影响其探测精度，维护中要加强传感器外观和蒙皮状况的检查；传感器加温故障会影响大气数据测量，维护中应及时排除加温故障；根据飞机维修手册要求，更换备用皮托管或备用静压孔、更换一个以上皮托管或静压孔或ADM、脱开任何气管快卸接头，均需第二名维修人员复查，确保气管快卸接头连接正确、可靠。当脱开2个及以上系统气管快卸接头，还需完成管路渗漏测试；飞机在地面长时间停留，为避免沙石、昆虫等异物入侵和清洗飞机时蜡水进入，应及时安装皮托管套，并在飞行前确保取下；注意在存储、运输和维修环节对迎角传感器的保护，飞机清洗和机身喷漆前应给传感器安装保护罩，避免损伤与污染；冬季除冰时，注意不要将除/防冰液喷洒到大气数据传感器上，不要让液体进入气路。
作者：万晓云单位：南航深圳分公司
