PA44—180型飞机HSI系统简介及常见故障分析

刘迪

[摘要]PA44-180型飞机是美国Piper飞机制造公司生产的双发四座飞机，是著名的飞行培训教练机。飞机的航向系统仪表主要为飞行员提供飞机的磁航向、真航向、陀螺航向与大圆航向的指示，对飞行起着至关重要重要的作用。因此，探究飞机陀螺磁罗盘系统的组成，分析其常见故障，对保障飞行安全，提高生产效率显得尤为重要。

[关键词]PA44-180型飞机；HSI；保障

1系统组成

PA44-180型飞机陀螺磁罗盘系统的组成包括水平状态指示器、磁传感器、方位陀螺、伺服控制组件。

水平状态指示器即HSI（Horizontal Situation indieator），用于指示飞机航向、偏离预定VOR方位角度、ILS航道的左右角度及下滑道上下角度，还可以向自动驾驶仪提供预选航向和VOR/ILS预选航道的信息。指示器的表面可见图1。

水平状态指示器的罗盘是自由转动的，罗盘标线所对应的罗盘刻度则为当前飞机的航向。如果飞机的甚高频导航系统没有接收到导航频率的信号，则导航警告旗出现。航向警告旗会在航向指示错误时出现。航道选择旋钮用于选择转动航道选择指针，即预选航道。当飞机不在预选航道上时，则航道偏离杆左偏或者右偏，偏离了多少则由航道偏离刻度显示出来。当飞机在预选航道上时，则航道偏离杆位于航道选择指针的中间。转动航向选择旋钮时，航向游标会相对刻度盘转动，直到对准所需的飞机航向角度，即预选航向。当飞机进入降落机场五边时，调谐甚高频导航频率为ILS频率，则甚高频接收机截获下滑道和航向道信号，此时仪表上的下滑道指针出现，并指示出飞机此时在下滑道的上方或者下方，同时航道偏离杆的偏离则表示此时飞机在下滑道的左边或者右边，用以帮助飞行员安全落地。

磁传感器位于左翼尖处，它能感受地球磁场的水平分量与方向，作为磁航向信号基准，在向水平状态指示器提供航向数据的同时，也通过伺服电路向方位陀螺不断地输送控制修正信号，

方位陀螺位于机身后部，它为系统提供航向指示稳定，并接受磁传感器来的控制修正信号，经计算放大后，使指示器指示出稳定的飞机磁航向。

伺服控制组件用于控制系统的工作状态。伺服控制组件有两组开关：上部开关为SLAVE/FREE状态开关，在SLAVE位时，系统处于磁校正状态，相当于一个陀螺磁罗盘。在FREE位时，系统指示只受方位陀螺控制，相当于一个陀螺半罗盘：下部开关为罗差补偿调节器，当状态开关在FREE位时，扳动此开关可使指示器罗盘刻盘顺时针或逆时针转动。

2水平状态指示器的系统交联

水平状态指示器的信号分别来自GNS 430（通讯导航收发机）、陀螺机构、磁传感器、伺服控制组件，同时水平状态指示器还向自动驾驶计算机输入一组信号。

GNS430提供VOR和LOC/GS导航信号，显示在HSI上，就是航道偏离杆的指引和下滑道指引。当GNS430正常接收到VOR/LOC信号时，HSI上的NAV警告旗会收起。

装有自驾系统的飞机，HSI向自驾计算机提供航向或航道的偏离数据（输出一个偏离电压），由自驾计算机操纵相关的自驾舵机。调整飞机的航向。当飞机航向与选择的预选航向一致时（或航道与预选航道一致且航道偏离杆居中时），HSI输出的偏离电压为零。

陀螺机构向HSI提供航向偏转信息，磁传感器向HSI提供磁航向信息。当飞机转弯时，陀螺机构输出信号到HSI，使HSI航向罗盘跟随飞机转弯进行偏转。同时，HSI会将当前的航向信息和磁传感器提供的磁航向信息进行比对，使航向罗盘始终指向磁航向。陀螺机构告诉HSI：“飞机转了个身”。磁传感器告诉HSI：“飞机正向西边飞”。当陀螺机构提供的转弯信息和磁传感器提供的磁航向变化信号不能很好匹配时，HSI就不能正确指示当前的飞机航向，HDG警告旗就会出现。

当飞机转弯时，陀螺机构输出信号和磁传感器输出的磁航向信号不匹配时，可使用磁传感器伺服开关（临时措施），对HSI的航向偏转进行补偿（手动操纵HSI航向罗盘进行顺时针或逆时针的偏转，使HSI航向指示正确的磁航向）。

3常见故障分析

3.1下滑道卡阻

HSI下滑道不出现，大部分故障是由于HSI内部故障引起，但不排除GNS430在接收和传输下滑道信号时出现故障。

排除方法：

1）使用GNS430维护模式检查HSI的下滑道指示和航向道偏离指示：

2）使用IFR4000，检测GNS430接收和传输下滑道信号是否正常；

3）检查HSI导线是否有磨损、脱落，HSI插头是否安装固定可靠；

4）更换HSI。并使用IFR4000，检测HSI下滑道指示是否正常。

3.2航向警告旗（HDG）不收，但航向指示功能正常

这种故障多是由于HSI内部故障或HSI信号线故障。

排除方法：

1）使用GNS430的维护模式，检查警告旗是否出现：

2），检查HSI后部插头是否连接可靠，可分解后部P2插头，检查插头插钉的连接情況：

3）检查HSI后部导线束导线是否有导线磨损或从接线管中脱落：

4）更换HSI。

3.3在飞机转弯后，航向旗出现，且航向指示误差变大

这种故障多是由于陀螺机构故障（机件磨损，造成陀螺调谐过慢）引起的，在飞机滑回停稳后，航向误差消失。警告旗收起。

排除方法：

1）使用GNS430维护模式检查HSI航向旗收放功能是否正常：

2）使用磁传感器伺服开关检查HSI航向调谐是否正常（用伺服开关操纵HSI航向罗盘偏转一定角度，再调回自动调谐模式，HSI应缓慢平滑的转回正常的磁航向指示，可与备用磁罗盘对比。如果HSI调谐过程中有卡阻现象，建议更换HSI）；

3）检查陀螺机构导线无磨损、断裂情况，导线插头连接可靠，陀螺机构地線连接可靠：

4）更换陀螺机构。

3.4预选航向游标卡阻

这种故障多是由于HSI内部故障引起的，旋转预选航向游标时，HSI航向罗盘跟随预选航向游标一起转动。

排除方法：更换HSI。

3.5导航警告旗（NAV）不收

这种故障多是由于HSI内部故障或HSI信号线故障。排除方法：

1）使用GNS430的维护模式。检查警告旗是否出现：

2）检查HSI后部插头是否连接可靠，可分解后部P2插头，检查插头插钉的连接情况：

3）检查HSI后部导线束导线是否有导线磨损或从接线管中脱落：

4）更换HSI。

3.6航向指示误差偏大，其他功能正常

这种故障多是由于磁传感器输出信号存在误差引起的，

排除方法：

1）在空旷场地360度偏转飞机，检查HSI航向指示误差是否一直偏小或偏大，可通过调节磁传感器的安装角度来消除这种误差：

2）按照校备用磁罗盘的方法，在空旷场地，使用标准罗盘，校验HSI的航向指示，在磁传感器伺服开关的侧面，有两个误差补偿螺钉，可以进行补偿调节（与备用磁罗盘的补偿调节类似，在0度和90度进行全补偿，在180度和270度进行半补偿）：

3）更换HSI。

3.7接通自驾时，自驾舵机偏转不灵活（或偏转缓慢）

这种故障引起的原因较多：HSI内部故障导致输出到自驾计算机的偏离电压不足：自驾计算机故障：HSI或自驾计算机后部的导线插头接触不好：自驾舵机插头处接触不好。

排除方法：

1）检查HSI和自驾计算机后部导线插头应连接可靠，导线中部的接线管处导线连接可靠，必要时可分解HSI后部插头，检查插钉连接情况：

2）检查自驾舵机插头连接可靠，导线无磨损：

3）更换HSI；

4）更换自驾计算机，

4HSI的日常维护

首先需要注意的是保持HSI表面清洁。使用完HSI后。断电时，应注意检查HSI的NAV警告旗和HDG警告旗应伸出。检查HSI的NAV旋钮和HDG旋钮应旋转灵活，且旋转NAV旋钮和HDG旋钮时，HSI的航向罗盘不会随着旋钮旋转。定检时，应从仪表板后部检查HSI的电气插头连接可靠，导线束绑扎固定可靠，导线与其他仪表壳体、设备安装支架、动静压管路之间应无碰磨痕迹；推拉并旋转驾驶盘，确定驾驶杆和驾驶盘铰链在运动过程中与导线束无碰磨。

[责任编辑：王伟平]