737NG飞机地形显示失效的故障分析

派乐特 · 发表于 2013-5-11 17:11:40

737NG飞机地形显示失效的故障分析

基本原理
近地警告系统（GPWS）的主要功能就是为飞行员提供飞机以不安全形态危险接近地面的音频和视频警告信号，防止飞机触地或与地面的高山相撞，有效降低了飞行撞地事故的发生。但这种事故却仍然时有发生，原因之一是因为GPWS依赖于无线电高度工作，无线电高度不能反映飞机前方的地形情况，飞机进入陡峭上升地形不能提供警告；第二个原因是当襟翼和起落架均在着陆形态，飞机以正常下降率进近时，GPWS不能提供地形警告。为了克服GPWS的不足，霍尼韦尔公司设计出了增强型近地警告系统EGPWS（Enhanced Ground Proximity Warning System）。EGPWS在保留原近地警告系统GPWS安全特性基础上，增加了前视地形告警和地形显示两大功能。
TCF （Terrain Clearance Floor）前视地形警告：EGPWS有一个机场数据库，里面包含所有跑道长度大于等于3500英尺且地形复杂的机场数据，GPWC计算机会比较飞机的位置和机场位置以及早发现飞机过早下降状态的发生。前视地形警告还可向飞行员提供航路前方潜在的地形威胁警告，为飞行员正确操纵飞机安全避让地形威胁提供了充裕的时间保证，也可使飞行员平缓操纵飞机避让地形威胁。
TA （Terrain Awareness）地形显示：EGPWS有一个全球地形数据库，它会随时将飞机所处的位置与地形数据库中的数据进行比较，及早提醒机组注意地形。地形显示功能使EGPWS在需要的时候显示告警，增加机组对周围地形的视觉感知。
要实现这两项功能，系统必须随时掌握飞机当前相对地球表面所处的具体位置。地形数据库是近地警告计算的依据，利用飞机从GPS或惯导得到的二维数据以及由大气数据系统中计算的高度信号作为现在的位置数据和从地形数据库中提取出来的航线前方地形资料进行对照，算出飞机和前方某些最高地形点的接近速率和飞越点上的高度差，再和预先设定的告警数据相比较，触发告警信号。
故障现象
一架737NG飞机航后反映NO.1 导航显示器 DU显示“TERR FAIL”。

根据原理可以看出，近地警告计算机计算的TERRAIN DISPLAY 1和TERRAIN DISPLAY 2数据是经过位于前轮舱J24和J22内的TERRAIN/WXR继电器R745和R746分别送到通用显示系统CDS 的1号和2号显示电子组件DEU再送给驾驶舱的左右显示组件DU用于显示。
排故经过
自检后初步判断，位于前轮舱J22内的继电器R745失效，当晚更换R745继电器后，却发现故障依然存在。因此在随后的几个晚班，工作人员陆续对整个系统进行了全面的检查，对串了左右DEU、左右的EFIS控制面板、近地警告计算机GPWC、R745和R746，同时根据原理，NO.1 DU显示的TERR数据是从近地警告计算机GPWC送出经继电器R745选择后送到DEU最后到达NO.1 DU，而且CDS的WXR/TERR RELAY自检项目的检查结果TERR BUS 1 失效，因此在更换继电器R745故障并未排除的情形下，大家陆续检查了1号地形数据总线和继电器之间的几根控制线，结果依然没能找到造成这次故障的真正原因。下图仅显示本次排故分析所需的TERR DISPLAY 1的两根数据总线和电源线部分，详细图解见附后。工程师们及时对前一阶段的排故工作进行梳理和排查，对下一步的排故思路展开了热烈地讨论，通过讨论大家认为：鉴于目前正值生产旺季，飞机大多需要凌晨后才能回来，又加上那几天暴雨不断，所以前面的线路检查一直是在分段测量。根据分析，大家一直认定，后续的检查需要全面铺开，彻底检查从GPWC到R745之间的数据总线、电源线和控制线，并一致认为故障应该出在近地警告计算机GPWC到R745这段数据总线上。
由于GPWC出来的TERR DISPLAY 1 地形数据并非直接到达R745继电器，而是穿过J22后到达J24的R745，因此TERR DISPLAY 1 地形数据总线、控制线RELAY MONITOR 1 和TERR SELECT 1也都要经过J22的D40680P和D40668P两个插头后到达J24的R745，同时R745的28V DC电源也是由P18-1的A7跳开关经由J22的TB32、D40668P插头后送到R745的7、12号插钉，线路较为复杂。
   排故重点集中在：R745继电器能否正常工作、输入线路是否正常。继电器正常工作，需要离一个激励电源和一个接地信号，所以首先检查R745的28V DC电源是否正常，测量R746的12号插钉和6号插钉发现供电正常，继电器工作正常。
   根据线路图册WDM34-49-11，TERR DISPLAY 1 地形数据总线的连接为D1153A插头（近地警告计算机）的A3号插钉与R745的2号插钉相连、B3插钉与4号插钉相连，为了确定两根线线的通断情况，将R745的2、4短接，测量A3、B3通路，线路正常，不存在断路现象，似乎一切正常。
那么，能否看看那两根数据线是否存在搭地情况？随后技术人员再对各线的接地情况单独进行了测量，发现A3对地断路、4对地断路、B3和2对地通路；很明显这样的测量结果和之前的通路检查结果自相矛盾，一段通路，怎么可能一头接地而另一头又不接地呢？为了排除测量过程中由于不正确的接地带来错误的测量结果，断开D40680插头，测量21号钉对地开路，如果这么说的话就算存在短路点那也应该在D1153A与D40680之间，再次测量B3，发现B3对地也是断路；所以开始怀疑是不是这个插头存在问题，目视检查插头并未发现异常；装上插头，再次测量现象依旧。
这样的结果显然让人无法解释，会不会是测量中间操作出现失误？为了确定测量结果正确，再次测量线路，结果表明：A3对地断路、B3对地短路、2对地短路、4对地短路；而A3应该与2相连，B3应该与4相连，这样的结果和线路图完全不符。看着这样的结果，难道是线路连接错误？有了这样的想法后，排故人员对A3——4，B3——2的通路进行测量，发现果然如之前的猜测一样，线路的连接存在错误，这也将之前的疑问揭开了。确定了这个问题后，还有两个问题需要解决：一是线路到底在哪个地方发生连接错误？二是B3—2之间又是在哪里出现搭地？带着这两个疑问排故人员准备一段段的检查，首先从离继电器较近的D40668进行检查，发现本应该相连的30（D40668）—4（R745）之间却是断路，为了确定在这个插头中与2相连的销钉，大家一个一个插钉去试，试到28号钉时，发现它与2好想通，查看线路图发现28号钉原为屏蔽接地线，排故人员如释重负，因为这不仅找到了接地点还找到了线路出错的地方。通过多次测量得出了D40668与R745之间的真实连接：30——4、29——地、28——2；而正确的接法是：30——2、29——4、28为屏蔽地线。
至此才找到了故障的根本原因所在，线路的错误连接导致左ND上没有地形数据显示。在对销钉进行重新连接，系统检查后通电测试TERR数据显示正常，彻底排除了困扰大家几天的地形显示故障。
事后查明，该飞机于前不久的一次大修中在执行货舱烟雾探测器改装的过程中曾对J22内的D40668上的W5100线束做过改动，而这正是GPWC的TERR DISPLAY 1数据的数据总线到达J24内的R745途中必须经过的一个插头，这三条导线（其中两条为TERR数据总线，另一条是屏蔽线的搭地线）的错误连接，最终导致了飞机地形TERR显示失效的故障。

派乐特 · 发表于 2013-5-11 17:12:41

现占个沙发~~

wade · 发表于 2013-5-11 17:23:28

楼主总结的精辟啊

icelee · 发表于 2013-5-11 20:32:42

不错，非常好的分析

beikeha · 发表于 2013-5-12 15:06:54

有没有图纸看一看才比较清楚啊

xuezhiyuyun · 发表于 2013-5-17 10:51:18

楼主很用心

ryn_82 · 发表于 2013-5-17 10:55:57

字太小了，弄大点便于阅读啊。

事后查明，该飞机于前不久的一次大修中在执行货舱烟雾探测器改装的过程中曾对J22内的D40668上的W5100线束做过改动，而这正是GPWC的TERR DISPLAY 1数据的数据总线到达J24内的R745途中必须经过的一个插头，这三条导线（其中两条为TERR数据总线，另一条是屏蔽线的搭地线）的错误连接，最终导致了飞机地形TERR显示失效的故障。

这个早有了，可能是这个SB本身的原因还是怎么没事，做这个SB把线接错了导致地形不显示的事情已经出现了多次。就我知道的东航就出现了2次，一次是我们的B-5031飞机在AMECO做这个改装，还有最近的一次是上航的飞机在东航昆明基地做这个改装，都是同样的线接错了。

拐幺捌 · 发表于 2013-6-23 21:05:53

分析很到位啊。谢谢

koko · 发表于 2013-6-23 21:47:05

相当深刻，赞一个。。。

omegaet · 发表于 2013-6-24 05:36:31

谢谢楼主的分享！

帐号		自动登录	找回密码
密码			立即注册

[34导航] 737NG飞机地形显示失效的故障分析

中国民航大学

在线王

TAECO

实名认证

东航

人气写手

荣誉顾问

解疑达人

南昌航空大学

中国民航飞行学院

海航

深圳航空