民航导航设备常用维修方法及发展趋势分析

熊水华 宁 杨

（中国民用航空西南地区空中交通管理局云南分局，云南昆明650200）

0 引言

民航导航设备主要包括全向信标测/距设备（DVOR/DME）、仪表着陆系统（ILS）、无方向信标（NDB）以及广播式自动相关监视（ADS-B）等，这些不同作用的设备组合在一起，为飞机提供航路航线的指引和定位，安全有效地引导飞机从始发机场飞行到目标地机场。

1 导航设备维修方法介绍

现在常用的维修方法是一种事后维修方式，也叫被动维修，是设备出现故障后的一种快速反应方式。在导航设备传统维修方法中，设备维修人员的专业素养非常重要，维修人员对整套设备的组成、电路流程图、板块电路图、设备上各检测端口及显示灯的作用需非常熟悉，对维修工具如万用表、示波器、频率计、频谱仪、电路板测试仪、电烙铁、热风机等能熟练应用。维修人员通过在日常维修中不断积累经验，做到快速找到故障点，及时排除设备故障，减少设备故障对飞机正常飞行的影响。维修人员常用的维修方法有以下几种：

1.1 直观检查法

直观检查法即修理人员凭借视觉、嗅觉和触觉对故障设备进行仔细观察，直接找到设备的故障所在。这种方法适用于元件短路、断脚、脱焊、接触不良、跳线错误等简单故障维修。

例如在一次处理Indra公司生产的DVOR VRB-52D电源Output Fuse Alarm告警故障时，按说明书判断应为电源控制板故障，但拆卸电源输出电缆过程中发现电缆有烧焦痕迹，对输出电缆进行处理后故障消失，经分析发现电源输出电缆接触不良，导致通过输出保险丝的电流变小，电源控制板电路检测到输出保险丝上的电流超出告警门限后产生告警。

1.2 电阻检查法

一个电路在工作正常时，用万用表（最好是指针式万用表）电阻档测量某些线路应显示通路（可能有一个特定的阻值），有些应显示开路，经过电路图分析可知万用表显示阻值是否正常。当电路工作失常时，这些电路的阻值状态将发生变化，如阻值变大或变小，线路由开路变成通路、由通路变成开路，晶体管被击穿短路等。电阻检查法就是根据电路在正常状态与故障状态时阻值变化的对比来判断故障部位。

例如在一次检修NORMARC NM3500设备监控、控制单元AD、AL、DF、CU、KI等多块电路板遭遇雷击故障时，维修人员使用电阻检查法，比较电路板在正常与故障时的电阻差别，仔细分析电路，查找故障元件对电路电阻值的影响，从而快速找到故障元件。

电阻检查法在检查遥控线路时也是比较有用的，正常时，设备遥控线路有一个确定的电阻值（典型值为600 Ω左右），比较正常值与故障时电阻的差异，可以很快找到故障线路。同样地，对NORMARC NM7000、NM3500设备天线系统DC LOOP线路也可用电阻检查法排查故障。

1.3 逻辑电路检查法

在导航设备监控、控制单元中，有许多逻辑电路，对于逻辑电路中的与门、或门、非门、同或异或门等数字电路，由于其输入的信号为高电平或低电平，输出也为高低电平，这样，维修人员可通过电路的特性，人为地给逻辑电路加入高低电平，检查输出是否为逻辑电路的正确输出，如果输出正确，则此元件工作正常，如输出不正确，则元件故障。

NORMARC NM7000、NM3500中的RD组件是一块典型的逻辑电路，其中的异或门、与非门、继电器等电路，都可以人为地加入一个高低电平来检测输出的逻辑电平是否正确，从而判断元件是否工作正常。

1.4 电压检查法

这种检查法通过检测电路某些测试点工作电压有无、偏大或偏小，从而判断故障所在。

电路在正常工作时，各部分的工作电压值是一定的（也有可能有小范围波动），当电路出现开路、短路、元件老化时，电压值必然会改变。应用电压检查法检测电路的变化，加以分析，可判断元件是否故障。

1.5 逻辑推断法

出现一个故障，首先得判断故障参数所代表的信号流程，然后通过检修仪器（万用表、示波器、功率计等），分段观察信号流程在各段电路中的工作情况，逐段排除正常的电路，把故障缩小到最小范围，直至排除故障。

1.6 加热检查法

这种方法是对电路中某元件进行加热，通过加热后观察故障现象的变化情况，以确定该元件是否存在故障。

当怀疑某个元器件因为工作温度高而导致故障时，可以用电烙铁或热吹风机对元件进行加热，以模拟它故障状态时的工作温度，如加热后出现了相同的故障，则说明是该元件的热稳定性不良，否则可排除该元件故障的可能性。

在电路检修中，需要综合利用各种方法，而不能生搬硬套其中的一两种方法。值得强调的是，经验的不断积累，才是提高维修水平的捷径。比如说，设备维修后的总结，通过总结维修思路及过程，可以为以后的维修给出借鉴，减少维修要走的弯路。

2 导航设备维修发展趋势

随着计算机及网络技术的快速发展，导航设备智能化、集成化程度以及软件所占比重越来越高。而航空事业的发展，直接导致我国对导航设备等飞行保障设备的投资逐年加大，设备越来越多，可相应的设备维护维修人员的增加不可能与设备增长呈正比，这使得设备维护人员的压力越来越大。如何在压力不断增大的同时确保设备运行正常，这是一个非常矛盾的课题。而技术、思路创新是解决这一矛盾的必由之路，通过技术、思路创新，不但能减轻设备增加的同时需确保设备正常运行的压力，而且能减轻设备增加的同时维修人员不能增加导致的人员工作压力。具体实施方法如下：

2.1 预防维修

预防维修也叫主动维修，是对设备的积极维护方式。预防维修是以检查为主的维修，主要是改变原有的事后维修思路，防患于未然，及时消除设备隐患，提高设备性能，达到减少设备故障概率，减少设备故障停机的可能，提高设备正常率和完好率的目的。预防维修的优点是防患于未然，未病先治。

主要采用方法是按计划对设备停机维护，对设备进行全面检测及维护，包括信号参数检测、数据测试、系统性能评估、接地检测等，根据经验对设备性能进行预判，及时更换性能不好的板块及元件，使设备性能恢复良好工作状态。

2.2 预测性分析

设备预测性分析方法是基于现代快速发展的科学技术，如大数据、云计算、人工智能、传感器技术等，持续收集设备各板件和机房内时刻产生的温度、湿度、电压电流、场强、噪声、设备监控单元监控的数据等。应用Hadoop等大数据处理工具，对收集的数据进行存储、分析、对比、挖掘和处理，预测设备各板件性能发展趋势，对预计将出现性能下降或故障的板件进行及时更换，达到确保设备持续正常良好运行的目的。

应用实例：2005年美国密苏里州圣路易斯市做了一个实验项目，给20辆公交车安装无线传感器来检测车辆引擎的工作情况。这些数据被用来预测公交车何时候会抛锚以及维修的最佳时机。研究促使车辆更换零件的周期从30万～40万公里变成了50万公里，仅这一项研究结果就帮助该城市节省了60万美元。导航设备在合适的位置安装上传感器，对设备的各种运行环境、运行参数等进行监测、分析、对比，同样可以做到防微杜渐，提高设备的运行正常率、完好率，甚至节省设备维修资金。

3 结语

近年来，随着民航事业的飞速发展，各地导航设备急剧增加，而设备维护维修人员增加缓慢甚至在逐渐减少，这导致了保障设备正常率和完好率等安全目标压力逐年增加。要维护好设备，就必须通过各种维护维修方法的结合，来提高设备运行质量。通过预防维修和事后维修相结合，对预测性分析方法的探索和实践，逐步寻求对设备全面管理的方法，预知设备运行状态，主动及时解决设备存在的问题和隐患，减少设备故障导致的被动维修，达到减轻设备维修维护人员日常压力，提高设备运行正常率和完好率的目标。