雷达故障分析

波导开关和波导管导致的雷达故障分析

作者：万海焰杨祝平

进入夏季，雷雨频发，气象雷达作为飞机自备的气象导航设备，对于飞行员饶飞雷雨区、保障飞行安全的重要性不言而喻，其作为飞行员的眼睛的作用非常突出，本文从实际例子出发，简述波导开关和波导管导致的气象雷达故障，文章结尾提出维修建议，仅做参考。

一、故障现象：

机组空中反映右气象雷达故障，空中选择右侧雷达时无雷达图像，该机前一航班已反映该故障，并在北京更换右雷达收发机，且测试正常。

二、故障处理过程

地面在CMC上测试右侧气象雷达通过，但选择气象位测试右侧雷达却无雷达图像，判断波导电门故障，更换电门后测试雷达图像正常。这不禁让人疑惑，为什么CMC上测试能通过，而实际上右侧气象雷达失效，下面就雷达系统原理简要作一分析。同时此次飞机故障还发现了从波导开关出来的第一段公共波导管裂开损伤，已经穿透波导管，如下图所示，因无波导管备件，临时修复执飞两个航班正常，后因波导管在振动情况下裂开程度加大，导致了波导在波导管里传输时射频能量损失，出现波形失真，当损失足够大时，就会导致发射的雷达射频波能量很少，从而接收的雷达回波经过二次损失也会很弱，进而导致无雷达图像情况的出现，这也是在平时维护过程中应极力避免的，因为每次拆装波导开关都需要拆装该波导管。

三、故障原理分析

747-400飞机的雷达系统是一个相对独立的系统，其输入信号有惯性基准组件IRU、大气数据计算机ADC、无线电高度表RA、EGPWS 和TCAS等,其中，左和中IRU给左雷达收发机提供稳定信号，右和中IRU给右雷达收发机提供天线稳定信号；ADC提供空速、地速和偏流角以计算风切变；RA提供高度信号以自动启动前位风切变；EGPWS、TCAS和WXR三者的警告有相互级别不同的抑制作用。

747-400飞机的雷达系统由雷达收发机、雷达控制面板、EFIS控制面板“WXR”开关、波导管、波导开关、雷达罩、天线和天线驱动组件组成。

因为本次故障现象中，左侧气象雷达使用正常，这就排除了两部雷达收发机收发回路公共部分故障的可能性了，即波导管公共部分（波导开关出来至天线部分）、天线和天线驱动组件均无故障。故障的可能性集中在雷达收发机、控制面板、波导开关和下图的从波导开关至右侧雷达收发机之间的雷达反馈波导”R/T FEEDER W A VEGUIDE”,通过串件或地面CMC测试都可以排除雷达收发机、控制面板的故障可能性。下面重点分析下波导电门。

如上图所示，波导开关连接从两个雷达收发机出来的雷达反馈波导，同时连接波导管公共部分。

波导开关里面有一个收发互锁电门，当选择一部雷达收发机R/T 时，波导电门互锁逻辑输入一个地信号给收发机R/T,这个地信号可以开启该R/T，该R/T再将28V DC送至雷达控制面板。28V DC从雷达控制面板输入至波导开关互锁电门，波导开关让射频通过其到达波导公共部分，并进入天线。如下图所示：

波导开关的设置使它可以失效在左边的位置，即波导电门故障的情况下它是与左侧雷达收发机相连，所以我们在航线维护中必须要保证左侧雷达收发机的工作正常，以备波导开关失效时两部雷达均不工作的情况。实际情况下，还有遇到波导开关失效在中间位置的情况，即由于波导开关导致的两部雷达不工作的情况，这主要是属于返修质量不高所致，这种是最致命的故障，两部雷达失效，如果天气不好，飞机就只能停场排故了。

下面再来谈下测试不同带来的结果不同的原因。

通过WDM34-43-22(下图)所示：

可以看出，右雷达收发机和波导开关之间只是通过前面所述的波导反馈管加上一根地信号反馈线(插头DB139，线W3835-24)相连，在CMC上进行如下测试时：

该测试也在测试前条件最后一步提示了，对于波导开关故障和雷达校准故障，本测试方法无效，这也在上面的线路图中得到说明，CMC地面测试只是测试了雷达收发机和后面的驱动组件、天线和控制面板等故障，却不能测试波导管和波导开关的故障，而波导开关在前面的描述中确实影响右侧雷达收发机的正常作用，故在排除飞机右侧雷达失效故障时必须要考虑波导开关失效的情况。对于右侧雷达故障，如果没有故障代码，因为其他部分是公共部分，没有故障。可以先串件雷达收发机判断是否是雷达收发机故障，然后再通过开启雷达至气象位，看选择右侧时是否有雷达图像，跟选择左侧时比较，做出雷达开关故障的准确判断，减少误拆。

四、维修建议

1、航材建议：据调查，这次拆下的波导开关为前不久747客机气象雷达故障拆下的返修件，据了解只是对该波导开关进行了清洁，对于此种影响航班运行的重要部件，送修厂家应该慎重，这种高风险件的序号应该跟踪，必要的时候不用多次返修仍装机就导致故障的部件。从上面分析可以看出，若波导开关失效在中间位置，两部雷达都失效，运行压力可见而知。

2、维修工作建议：严格按照手册操作，因为波导开关是在右爬行舱，位置比较狭窄，而且只适合一个人拆装，该部件需要拆开电子架才能接近，不按手册操作只能走弯路，没有捷径可走，拆装的时候需要检查与波导开关相连的相关公共部分的波导管，应极力避免对波导管的损伤，有损伤了要采取扎实可行的处理方法，因为波导管很少坏，全世界民航的备件都少，很难订到航材。