失速保护系统上电短暂抖杆问题研究

摘 要：针对某型飞机失速保护系统，分析了上电短暂抖杆问题，运用故障树分析方法初步定位了问题原因，研究了问题现象与机理，深入分析了失速保护系统的信号传输与失速保护计算机的启动时间，准确定位了问题的根本原因，并提出了一种解决方案。

关键词：失速保护 迎角 故障树 时序

中图分类号：V241.4 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）01（b）-0065-02

飞机迎角超过临界迎角时，机翼上表面气流会发生分离，飞机升力系数降低，阻力系数增加，进而导致飞机进入失速状态，如果无法及时改出失速，严重情况会造成机毁人亡的灾难性后果。飞机在航前需对失速保护系统进行测试，工作正常时飞机才能放行。如果失速保护系统出现故障，可能对飞机产生不安全的影响。该文对某型飞机失速保护系统上电后出现的抖杆问题进行了研究，使用故障树方法分析了问题原因并提出了有效的解决方案。

1 上电抖杆现象

某型飞机使用两套失速保护系统提供失速保护功能，飞机在空中迎角超过一定阈值后，失速保护计算机（Stall Protection System，SPC）发出抖杆信号，驱动振杆器振动驾驶杆，向飞行员提供明显的触觉告警；如果迎角进一步增大，失速保护计算机会驱动俯仰伺服使驾驶杆前推，使机头下俯，避免进入失速状态。

某型飞机执行调机飞行任务，在地面使用发电机供电，任意一侧风标角度大于20°时，飞机地面上电出现短暂的驾驶杆抖杆现象。

2 上电抖杆原因分析与定位

飞机在地面出现上电短暂抖杆的原因可能有硬件故障、计算机输出错误信号及上电瞬间失速告警功能短暂激活（如图1）。

根据故障树对上电抖杆问题进行故障分析定位。

2.1 线路故障

SPC的线路故障可能导致抖杆器回路短暂接通，发出非正常的抖杆信号。通过对机上抖杆器线路进行排查，可以排除线路故障。

2.2 成品件设计缺陷

抖杆器或SPC如果存在设计缺陷，可能意外触发抖杆。抖杆器和SPC均为符合技术标准规定产品，通过地面测试也能验证成品件工作正常，可以排除成品件设计缺陷导致上电抖杆。

2.3 失速告警功能短暂激活

通过地面上电试验，发现在任意一侧风标角度超过失速告警阈值时，会发生上电短暂抖杆现象，而将两侧风标角度调整至水平状态时，则不会出现上电抖杆现象，说明上电过程中失速告警功能被短暂激活。

3 上电抖杆现象根原因分析

失速保护系统有3种工作模式，即空中模式、地面模式和自测试模式。如果SPC接收到起落架系统的位置和作动控制组件（Position and Actuation Control Unit，PACU）发出的轮载信号指示飞机在空中并持续3 s以上，或者飞机的空速大于80节并持续3 s以上，系统进入空中模式，此时失速告警功能激活；如果飞机未处于空中模式和自测试模式，则失速保护系统工作于地面模式，失速告警等功能被抑制；如果在地面模式下按压自测试按钮，当与SPC交联的系统工作正常时，可启动自测试模式，检测失速保护系统是否正常工作。（如图2）

当系统处于空中模式时，SPC将飞机的当前迎角与预设的失速告警、失速推杆、自动点火工作迎角相比较。当飞机迎角大于预设工作迎角时，SPC将发出相应的失速告警信、失速推杆信号和发动机自动点火信号。

通过分析SPC与PACU上电自启动时序的分析，SPC与PACU上电启动时间存在一定差异。PACU启动完成前输出给SPC的轮载信号默认为空中，此时SPC进入热启动，进入正常操作模式所需要的最大延迟为2 s，SPC完成启动后接收到的轮载信号持续3 s以上，SPC进入空中模式，此时风标角度如果超过失速告警阈值，会发生短暂的抖杆现象。

4 解决方案

PACU启动完成后，会根据飞机状态发出正确的轮载信号。SPC接收到轮载信号为地面时会进入地面模式，从而抑制失速告警功能。在前文的理论分析的基础上，提出一种解决方案，在飞机上电前检查两侧风标角度，将风标置于接近水平位置，可以避免抖杆现象的发生，该方案经过验证是有效可靠的。

5 结语

该文针对某型飞机的失速保护系统出现的上电短暂抖杆问题，通过故障树方法对问题的可能出现的原因进行了分析和初步定位；基于对失速保护系统的工作模式和上电时序的深入分析，确定了发生上电抖杆现象的根本原因，并提出了一种有效的解决方案。

参考文献

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