民航ThalesILS设备故障情况及应对策略

民航ThalesILS设备故障情况及应对策略
介绍了五类现代化复杂电子设备的故障率曲线，分析了广州白云机场Thales 仪表着落系统（ILS）设备现状故障情况，并提出对浴盆曲线、复杂航空电子设备、广州白云机场Thales ILS设备故障不同情况的应对策略。

标签：航空电子；Thales；仪表着落系统；ILS；故障率
民用航空设备日趋复杂多样化，而民用航空业对设备的安全性要求非常之高，关系人民的生命、财产安全。

随着电子化水平不断的提高，航空设備都有电子装备，电子设备的故障直接影响到民用航空业的安全，其故障情况格外引人关注。

电子设备故障的研究始于航空电子，民航电子设备故障的研究有助于对其设备正常运行提供指导，在故障率比较高的情况下，指导人们提前做好预案，提出行之有效的应对措施，预防突发的故障对民用航空业的安全性构成威胁。

1 现代化设备的故障率曲线
大量电子设备的故障统计规律是符合浴盆曲线[1]，通过长期研究发现一些现代技术装备的设备，其故障规律与浴盆曲线并不一致。

除了浴盆曲线外，设备的故障率还有以下五类情况[2]，如图1所示。

A说明了恒定的或者略增的故障率情况，出现明显的磨损期，有耗损故障期。

B说明了缓慢增长的情况，无明显的磨损期。

C说明了新设备刚出厂时故障率低，随后故障率急剧地增长，直到一个稳定的情况。

D说明了设备稳定的故障率，故障是偶然因素所致。

E说明了设备出厂时有早期高故障期，然后出现偶发故障期故障率稳定下来。

以上五类情况，宏观上看是浴盆曲线三个故障期叠加而成。

对民用飞机的故障情况统计分析发现，有4%的设备符合典型的浴盆曲线，2%的设备符合A，5%的设备符合B，7%的设备符合C，14%的设备符合D，不少于68%的设备符合E。

通常来讲，对实际的电子产品设备的故障率应该属于图1所示的五种曲线中的一种或几种的合成，浴盆曲线也认为是曲线A、D和E的组合。

人们对航空设备故障率曲线的研究，发现复杂设备无耗损区的规律，即设备故障率取决于其复杂性，设备越复杂，其故障曲线越是接近于曲线D和E，复杂航空电子设备的使用寿命也就较长。

2 白云机场Thales ILS设备故障情况
2.1 Thales ILS设备故障统计
广州白云机场ILS系统2004年投入使用，采用的是意大利Thales（泰勒斯）公司的ILS 410仪表着落系统，双跑道一共四套ILS，4台下滑GS412设备、4台航向LOC411设备，4台测距FSD-40设备。

对广州白云机场的ILS需要维修故障板件的故障次数进行了统计，统计从2005年到2012年，如表1所示。

从表1统计的情况看，Thales ILS 410仪表着落系统从运行初期的低故障（2005、2006、2007年），之后故障次数缓慢上升，未见稳定。

仪表着落系统是一种复杂性的电子设备，其故障情况应比较接近五种故障曲线的D和E才比较正常。

对于安全性高要求的民用航空电子设备，其故障情况属于严重。

设备故障率=[（停机等待时间+维修时间）/计划使用总时间]×100%，Thales ILS 410仪表着落系统设备采用的是“一主、二备、三应急”，在设备故障时，为了减少设备停机等待时间，直接是用备件更换故障板件让设备继续正常运行，只要设备正常运行，维修时间较宽裕没有严格的控制，因此设备故障率也无法真实反应民航设备情况，所以用故障次数大致的反应故障情况。

2.2 Thales ILS设备故障现状
设备正常运行过程中存在参数漂移现象，表2列出白云机场20R-LOC参数DDM Course Width. Integral在2011年1月飞行校验后一季度内周维护参数的统计情况，监控器显示参数变化值是从-14.5到-16.9，这一变化范围容易造成监控错误。

为了稳定航向、下滑设备功放板件的温度，在实际运行中，保持机房温度在22 ℃，另外还增加一台风扇加强散热。

风扇对准设备门吹，门需要打开一定控制好的程度，散热过快或者不够都会造成参数波动。

不用风扇时，MOD-110P板件的热成像照片（图2左）显示最高温度81.4℃。

开着风扇时，其热成像照片（图2右）显示最高温度58.3℃。

对比关风扇和开风扇时功放板件的热成像仪照片，其温度差23.1℃，说明风扇的作用很明显。

从故障的元器件看，大功率电阻和功率放大管发热量大，容易损坏。

此外，广州地区年温湿度变化大，室外设备电缆接头容易锈蚀。

3 设备故障应对策略
3.1 浴盆曲线故障对策
早期故障期阶段对策：在设备正式投入使用前，尽可能通过在稍微偏离设备正常工作环境下试运行、调整，让早期故障提早出现，迅速找到问题并解决，把故障率稳定下来，提早进入偶发故障期。

偶发故障期阶段对策：规范设备操作，稳定使用环境，加强日常保养维护，延长设备使用寿命，出现故障立即排解，分析故障并做好预防措施避免这类故障再次发生。

耗损故障期阶段对策：动态检测设备故障情况，在判断耗损故障到来前，采取预先更换措施，定期更换电子部件。

3.2 现代化复杂航空电子设备故障对策
复杂航空设备故障率曲线的研究，发现复杂设备无耗损区规律，故障曲线接近于图1的曲线D和E，其故障情况相当于是浴盆曲线早期故障期和偶发故障期的组合。

复杂航空电子设备故障对策应采用浴盆曲线故障的早期和偶发故障期阶段对策即可。

3.3 白云机场Thales设备故障对策
从对Thales ILS 410设备故障统计得出的结论：运行初期故障低，随后故障次数缓慢的上升。

白云机场的Thales故障逐渐进入到浴盆曲线的耗损故障期阶段，属于五类情况的A，其对策是：采取更换措施，计划定期更换电子部件。

具体的措施有：备足Thales设备备件，特别是购买大功率的电阻、功放元器件；对现有Thales设备提出淘汰计划；对故障隐患做计划解决，如对Thales设备背板焊接；严格控制设备工作环境的温湿度；按规范制度定期检查设备，重点检查室外设备。

从管理角度考虑，可以采用设备零故障管理防控故障。

4 结束语
介绍了五类现代化复杂航空电子设备的故障率曲线，分析了广州白云机场Thales设备故障情况，运行初期故障低，随后故障次数缓慢的上升，Thales ILS 设备故障的趋势警示民航的安全性严峻。

对广州白云机场Thales ILS设备故障具体情况提出对策和应对措施。

参考文献
[1]陆朝荣，施毅.设备故障率和设备维修策略[J].石油化工技术经济，2004，20（3）.
[2][英]J·莫雷.以可靠性为中心的维修[M].北京：机械工业出版社，1995.
[3]吕俊霞.电子设备的故障及其规律分析[J].电子质量，2007（10）.。