AHS－85航向姿态系统信号无输出的故障原因及排除方法

李 波

(凌云科技集团有限责任公司，湖北 武汉 430030)

AHS－85航向姿态系统是一个捷联式基准系统，该系统产生相对于飞机机身轴的角速率和线性加速度，并对这些数据进行数字化处理，以获得三个轴的角度、速率和加速度信息，为电子式飞行仪表系统、导航管理系统、气象雷达系统、飞行控制系统、飞行记录系统、防撞系统等提供姿态、航向信息及基准。

“新舟”60是中国西安飞机工业公司继Y－7之后研制生产的新一代双发涡轮螺桨短/中程客货运输机，是我国首次严格按照与国际标准接轨的中国民航适航条例CCAR25部进行设计、生产和试飞验证的飞机。新舟MA60飞机所安装的航姿系统就是较为先进的AHS－85航向姿态系统，机上都装有两套完整而又具有独立功能的航向姿态系统。该系统由AHC－85航姿计算机、CCU－65控制补偿装置、FDU－70磁传感器组成，其关键核心部件是AHC－85航姿计算机。

现对AHS－85航向姿态系统的主要信号——姿态信号、航向信号的模拟信号和数字信号进行分析研究，找出航姿信号无输出的原因及排除办法。

1 AHS－85航向姿态系统

航向姿态系统(Heading Attitude System)，是测量、显示和提供飞机航向角和姿态角信号的飞行仪表。［1］它能向飞行人员指示导航所需要的航向角和驾驶所需要的倾侧角、俯仰角，还能为自动驾驶仪、飞行参数记录仪、雷达天线、航空照相机等其他机载设备提供统一的航向角和姿态角信号，属于机上关键重要设备，好比是飞行员的眼睛，对于飞行员正确操纵飞机、保障飞行安全有重要意义，尤其在复杂气象飞行及夜间飞行时更为重要。

AHS－85航向姿态系统不仅提供模拟信号，而且还给多系统提供数字信号，其主要部件AHC－85航姿计算机感受绕飞机机体轴线的角速度和线性加速度，并处理来自磁通检测器的航向数据。该装置以数字形式和模拟形式提供十分完整的三轴角度、速率和加速度输出。

1.1 航向姿态模拟信号

AHS－85航向姿态系统的模拟信号由AHC－85航姿计算机输出。AHC―85包括三个标准的X－Y－Z同步器输出，以提供三线航向、俯仰、倾斜信息给FB－30A飞行数据记录器、RMI－36无线电指示器、导航管理系统和气象雷达。

航向(HEADING)模拟输出标准三线同步格式，可驱动八个120+j450Ω负载。其输出端为X(P2－34)、Y(P2－35)、Z(P2－36)、屏蔽端(P2－33)。

俯仰(PITCH)模拟输出标准三线同步格式，可驱动八个220+j450Ω负载。其输出端为X(P2－50)、Y(P2－51)、Z(P2－52)、屏蔽端(P2－49)。

倾斜(ROLL)模拟输出标准三线同步格式，可驱动八个220+j450Ω负载。其输出端为X(P2－42)、Y(P2－43)、Z(P2－44)、屏蔽端(P2－41)。

1.2 航向姿态数字信号

AHS－85航向姿态系统有效数字输出信号主要有3路，AHC总线A为飞行控制系统(FCC)提供50kBd的CSDB数字信号;AHC总线B为电子飞行指示系统(EFIS)(显示处理器/主处理机DPU/MPU)提供50kBd的CSDB数字信号;AHC总线C输出EFIS(MPU)的商用标准数字总线。［2］

AHC总线A的高电平(P1－16)，低电平(P1－14)，总线屏蔽(P1－15);AHC总线B的高电平(P1－24)，低电平(P1－22)，总线屏蔽(P1－23);AHC总线C的高电平H(P1－32)，低电平L(P1－32)，总线屏蔽(P1－31)。

2 航向姿态信号无输出故障原因及排除方法

AHS－85航向姿态系统常见的故障就是航向姿态信号无输出，在这种情况下，需首先对初始化系统进行检查，如果初始化不通过，那所有的信号都不会输出。再检查其模拟信号是否有输出，其模拟信号直接影响了雷达系统和自动驾驶仪系统。最后再对其数字信号进行检查，其数字信号是输出给EFIS－85电子式飞行仪表系统，直接影响了飞行员对航向姿态信号的获取。［3］

2.1 初始化不通过无输出

AHS－85航向姿态系统在通电后，70s内ATT VALID和HDG VALID有效信号应燃亮，当初始化结束后，航向姿态信号才会输出。初始化不通过最常见的原因是RAM电源系统工作不正常，无法完成初始化。RAM电源系统原理图如图1所示。

由图1可知，当BT1无电压时，该系统不会工作，RAM集成电路无法启动。检测方法如下:

电源断开情况下:

(a)测量BT1电池电压不小于2.9VDC。

(b)测量RAM集成电路U41－18到接地两端电压，其电压值低于(a)所测电压0.2VDC。

通电情况下:

(a)测量C39两端电压，其值应在+5.05VDC±0.05VDC 范围内。

(b)测量C16两端电压，其值应在+5.2VDC～5.6VDC 范围内。

(c)测量RAM集成电路U41－18到接地两端电压应在+5.05VDC±0.05VDC范围内。

如果上述电压不正常，检查BT1电池电压，检查 U41，Q6，CR6，CR7，CR8，CR9，CR12 等元件的性能是否合格。

图1 AHS－85航向姿态系统中的RAM电源系统

2.2 模拟信号无输出

AHS－85航向姿态系统的模拟信号是一个交流信号，其航向信号和姿态信号均可测量出相应的交流电压值。

航向信号，测量点 X(P2－34)、Y(P2－35)。航向角正北为0时，对应0VAC±50mVAC，航向角在0°～±90°之间变化时，其对应电压值在0VAC～12VAC之间变化。俯仰信号，测量点X(P2－50)、Y(P2－51)。调整俯仰到 0°，用三用表测量的电压应为0±50mVAC，调整俯仰到 +30°时，交流电压应为1425mV～1525mA，应与基准同相，调整俯仰到－30°时，电压应为1425mV～1525mV，示波器检测相位应与基准相反。倾斜(ROLL)信号，测量点X(P2－42)、Y(P2－43)。调整横滚到0°，用三用表测量电压应为0±50mVAC。调整横滚到+30°时，交流电压应为1425mV～1525mV，应与基准同相。调整横滚到－30°时，电压应为1425mV～1525mV，示波器检测相位应与基准相反。

如初始化通过，但是 ATT VALID或 HDG VALID有效信号不通过。检查图2电路部分。

图2 ATT VALID或HDG VALID有效信号电路图

测量TP6和TP5端应有+28VDC±2VDC有效电压值，如没有，检查相应的ATT和HDG电路中的2N2222A、2N2905A、4081集成电路等元件。排除该电路系统的故障后，依然无ATT和HDG信号，应该检查AHC－85航向姿态计算机A7板模拟I/O卡的输出前端。加入26VAC基准电源电压后，分别检查AHC－85航向姿态计算机A7板航向HDG X、HDG Y输出端输出电压，俯仰PITCH X、PITCH Y输出端输出电压和倾斜ROLL X、ROLLY输出端输出电压。如电压值不正常，检查相应电路中的各分立元件，以排除模拟信号无输出的故障。

2.3 数字信号无输出

当AHS－85航向姿态系统无数字信号输出时，飞行控制系统(FCC)和电子飞行指示系统(EFIS)将无法正常工作。

在正常工作情况下，P1－83、P1－84之间，P1－87、P1－88之间，P1－91、P1－92之间，能测量出一个2VAC左右的交流电压值，相应的HI和LO端之间能采集到相关的数字信号。AHC－85航姿计算机输出CSDB信号，AHC－85D和AHC－85E航姿计算机输出ARINC 429信号。系统电路如图3所示。

图3 SERIAL BUS系统电路图

首先检查总线屏蔽端是否接地，排除P1－15、P1－23、P1－31对地接触不良。

由图3可发现AHC总线3电路3路串行数字总线均是由6402B通用异步收发机的25脚输出4路中的3路信号。四路信号为串行数字总线1、串行数字总线2、串行数字总线(监控)和串行数字总线3。这4路信号为并行输出，因此当有一路数字信号输出正常，那么就可判断6402B无故障，如果是其中一路出现故障，那么检查相应的电路。

检查判断确定故障元器件的位置，用示波器检查输入输出端信号波形，检查U45(9638)的2脚、U46(9638)的2脚和U47(9638)的2脚波形图应与6402B通用异步收发机的25脚输出波形一致，输出端U45(9638)的8脚和7脚应和U46(9638)、U47(9638)的8脚和7脚输出波形一致，从而确定SERIAL BUS系统电路中的故障元器件。

3 结束语

AHS－85航向姿态系统作为MA60、Y7F200、Y8F200等机型重要的系统之一，其工作正常与否直接影响了多套系统的工作。及时准确地查找出AHS－85航向姿态系统无输出的原因并进行故障排查，确保为飞行人员提供正确的指示导航信息。系统中AHC－85航姿计算机为精密仪器，建议产品在接通电源前5分钟不要搬动，产品在断开电源后30分钟内不要搬动，以避免造成内部陀螺故障，产生无法修复的误差。

［1］许国祯.惯性技术手册［M］.北京:中国宇航出版社，1995.

［2］姜震，刘久文，熊华钢.CSDB协议及其总线信号的测试［J］.航空计测技术，2002，(2).

［3］朱尽崎.CAN总线在捷联航姿系统中的应用［J］.测控技术，2006，(6).