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[摘 要]波音737-300/400飞机曾经是国内主力航空运输机型，尽管目前在客运市场已经逐步被新机型逐步替代，在航空货运市场仍然是主力运输机型，发挥着重要的作用。飞机上所使用的飞行自动驾驶系统，能够根据飞行员的指令要求，对飞机进行飞行自动控制，能够很大减轻飞行员在空中的飞行负担，是飞行员在空中安全飞行的依赖，因此对于此系统的故障判断和处理就对保障飞行安全非常重要。
[关键词]飞机 自动
中图分类号：V267 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）16-0024-01
波音737-300飞机的自动驾驶系统主要包括方式控制面板（MCP）、飞行控制计算机（FCC）、飞机舵面、各舵面舵机以及各类传感器等部件，各部件之间的关系如下：
1.MCP板：飞行员在MCP板上进行指令输入，是飞行员与自动驾驶系统对话的通道；
2.FCC：接收MCP板的指令和飞机实际姿态反馈信息，根据偏差并按照控制律进行解算，输出控制指令，是自动驾驶系统的计算与处理中心；
3.舵机：接收FCC的控制指令，作动舵面，是自动驾驶指令的执行者；
4.舵面：舵面位置的移动使飞机姿态按照飞行员的指令进行改变；
5.传感器：感应飞机实时姿态和移动速率，并反馈到FCC，使整个控制形成闭环回路，并增强控制系统的稳定性，减小振荡。
其中FCC是自动驾驶系统的核心部件，除了自动驾驶功能外，FCC还负责飞行指引的计算、高度警告功能、安定面配平、马赫配平、速度配平等。
B737-300飞机自动驾驶系统包括A、B两个通道，二者共用同一个MCP板，各通道分别有一个FCC，升降舵和副翼舵机，并由若干传感器组成。在一般情况下，只允许一个通道衔接到CMD位；只有在双通道进近模式下才能两个通道同时衔接到CMD位。
自动驾驶系统的故障主要表现为：某个自动驾驶通道或者两个通道都不能接通或者自动断开。排故方法主要是利用机载的中央显示器进行DFCS系统自检测试，根据测试提示的故障信息，对自动驾驶系统进行相应的排故，一般都能很快将故障排除。但是有些故障就没有那么简单，仅仅利用DFCS系统自检很难进行故障判断，还需要利用MM手册中的自动驾驶衔接条件，对飞机实际状况进行分析，寻找故障疑点，并结合DFCS自检测试提示的信息，对系统进行有针对性的排故。以下是笔者在工作实践中遇到的几个具体案例：
案例一：
某架飞机在完成定检出场时发现自动驾驶B系统不能接通，A通道衔接正常。进行DFCS自检测试，当前状态（CURRENT STATUS）和地面功能测试（GROUND FUNCTION TEST）均正常，没有任何故障信息。对自动驾驶系统进行操纵面测试，结果发现在进行升降舵面测试时有多个故障信息，在进行安定面测试时也有多个故障信息，而二者之间有一个共同的故障信息是ELEV POS SENSOR-2，从而可以推导出升降舵位置传感器2的故障可能性比较大，可能因为传感器指示偏差或者故障导致自动驾驶无法接通。
进一步对升降舵位置传感器进行校准测试（RIGGING TEST），发现1号位置传感器的指示在误差范围内，而2号位置传感器的位置指示显示*.**，从而证实2号位置传感器或者本身存在故障，或者线路存在短路/断路的情况。对二号位置传感器的线路进行细致的测量排查，发现在传感器接头端存在短路。对线路进行修复后，恢复正常。
本故障的排除过程中利用DFCS自检测试中的操纵面测试和校准测试，非常方便和直观的将故障原因锁定在二号升降舵位置传感器上。DFCS自检测试对自动驾驶系统的排故起着相当关键的作用。
案例二：
某架737-300飞机航后反映自动驾驶系统故障，表现为自动驾驶A通道不能接通，将开关置于CWS或者CMD位置后，大约3秒后断开。B通道衔接正常。进行DFCS自检测试，历史故障（FAULT HISTORY）内无任何故障记录，当前状态（CURRENT STATUS）和地面功能测试（GROUND FUNCTION TEST）均正常，没有任何故障信息。
利用飞行管理计算机进行DFCS系统操纵面测试，发现副翼、升降舵、安定面配平等操纵面测试均出现了多个可能的故障信息，但是相互之间没有什么关联，没有出现案例一中各个测试均存在相同的故障信息的现象，从而也无法明确的从中找出故障缘由。
进入传感器校准测试（RIGGING TEST），发现在根据CDU的提示逐步进行至液压系统增压后，各传感器均没有反映，无法继续进行测试。从而推断出，该故障和自动驾驶系统的液压有关。
每个舵机均有一个液压压力传感器，感受舵机内的液压压力。根据衔接条件要求，液压压力传感器在衔接前压力为0，在衔接3.5秒钟后感受到液压压力，证明舵机内的电磁线圈通电，舵机工作正常。如果其他衔接条件满足，则自动驾驶保持衔接。如果液压压力传感器故障，在3.5秒钟后不能感觉液压压力，或者因为舵机故障致使舵机内液压压力为0，则自动驾驶会断开，从而不能衔接。这个3.5秒的时间和A通道由接通至断开的时间大体相符。
由于压力传感器是和舵机是组合在一起的，可以先对舵机整体进行故障判断。首先，针对副翼而言，将A、B两个舵机的电接头进行位置对调，即将舵机A的电接头连接到B舵机，而将B舵机的电接头连接到A舵机，结果仍然是A通道不能接通。从而证实副翼系统的A、B各舵机和压力传感器均工作正常。然后利用同样的方法对调升降舵A、B舵机的电接头，结果发现故障变为B通道不能接通，而A通道衔接正常。证明升降舵A通道舵机存在故障。更换A舵机后，自动驾驶系统衔接均正常。
该故障的排除利用了DFCS自检测试和衔接条件分析，二者相结合，将故障范围在一个较小的范围内，从而将复杂问题进行了简化。
案例三：
某架737-300飞机定检：上电测试时，发现自动驾驶系统A工作正常，测试也正常，自动驾驶B系统能够正常接通，但是不能通过CDU进入测试。
由于自动驾驶B系统工作正常，自动驾驶系统的控制反馈功能不会存在问题。而FCC测试是在FMC CDU上完成的，因此首先会怀疑FMC与FCC B之间的关联线路会有问题。但反复测量的结果证明线路正常，无断路和短路现象。 再考虑是否是因为FCC、FMC或者IFAU本身部件故障导致不能进入测试。通过串件证明FMC与FCC B以及IFAU 部件均正常。
为防止在空中因为误操作而导致FCC的逻辑出现混乱，如果飞机在地面而飞机实际感应到了空中状态，则不能进入测试。检查CDU上FMC的离散信息，显示GND；观察前电子舱的空地指示灯，三个指示灯均没有亮，从而证实飞机处于地面状态；而且FCC A系统可以进入测试，也说明FCC A感受到的是地面信号，可以排除飞机的空地传感器和继电器及线路均没有问题。
根据线路图分析，飞机在地面状态时，FCC B的D1665A-42号钉应该有28V直流电压，即高电位输送到FCC，使FCC感应到地面状态，以激活测试功能，而在空中状态时，D1665A-42钉悬空，电压为0。对该插钉进行电压测量，发现实际电压为0，从而FCC实际感应到的是空中状态，测试功能被抑制，无法进入测试。由此可以断定，从28V DC到FCC之间的线路存在断路情况。更换导线后，测试正常。
由于自动驾驶系统所涉及的部件比较多，比如舵机有副翼A、B系统舵机和升降舵A、B系统舵机，传感器有升降舵位置传感器、副翼位置传感器、安定面位置传感器等，不同的故障原因导致的现象可能是一样的，因此要对每个故障现象进行认真分析，分析DFCS自检测试结果和衔接条件，尽快确定故障范围，结合故障现象以及测试中的故障信息进行综合评估判断，依据系统的工作过程原理进行分析，便可以尽快排除故障。
参考文献
[1] 王成豪.《航空仪表》科技出版社.1992年
作者简介
曹占磊，男，籍贯：山东莱芜，1974年8月，山东太古飞机工程有限公司，研究方向：航空机载电子设备。
[关键词]飞机 自动
中图分类号：V267 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）16-0024-01
波音737-300飞机的自动驾驶系统主要包括方式控制面板（MCP）、飞行控制计算机（FCC）、飞机舵面、各舵面舵机以及各类传感器等部件，各部件之间的关系如下：
1.MCP板：飞行员在MCP板上进行指令输入，是飞行员与自动驾驶系统对话的通道；
2.FCC：接收MCP板的指令和飞机实际姿态反馈信息，根据偏差并按照控制律进行解算，输出控制指令，是自动驾驶系统的计算与处理中心；
3.舵机：接收FCC的控制指令，作动舵面，是自动驾驶指令的执行者；
4.舵面：舵面位置的移动使飞机姿态按照飞行员的指令进行改变；
5.传感器：感应飞机实时姿态和移动速率，并反馈到FCC，使整个控制形成闭环回路，并增强控制系统的稳定性，减小振荡。
其中FCC是自动驾驶系统的核心部件，除了自动驾驶功能外，FCC还负责飞行指引的计算、高度警告功能、安定面配平、马赫配平、速度配平等。
B737-300飞机自动驾驶系统包括A、B两个通道，二者共用同一个MCP板，各通道分别有一个FCC，升降舵和副翼舵机，并由若干传感器组成。在一般情况下，只允许一个通道衔接到CMD位；只有在双通道进近模式下才能两个通道同时衔接到CMD位。
自动驾驶系统的故障主要表现为：某个自动驾驶通道或者两个通道都不能接通或者自动断开。排故方法主要是利用机载的中央显示器进行DFCS系统自检测试，根据测试提示的故障信息，对自动驾驶系统进行相应的排故，一般都能很快将故障排除。但是有些故障就没有那么简单，仅仅利用DFCS系统自检很难进行故障判断，还需要利用MM手册中的自动驾驶衔接条件，对飞机实际状况进行分析，寻找故障疑点，并结合DFCS自检测试提示的信息，对系统进行有针对性的排故。以下是笔者在工作实践中遇到的几个具体案例：
案例一：
某架飞机在完成定检出场时发现自动驾驶B系统不能接通，A通道衔接正常。进行DFCS自检测试，当前状态（CURRENT STATUS）和地面功能测试（GROUND FUNCTION TEST）均正常，没有任何故障信息。对自动驾驶系统进行操纵面测试，结果发现在进行升降舵面测试时有多个故障信息，在进行安定面测试时也有多个故障信息，而二者之间有一个共同的故障信息是ELEV POS SENSOR-2，从而可以推导出升降舵位置传感器2的故障可能性比较大，可能因为传感器指示偏差或者故障导致自动驾驶无法接通。
进一步对升降舵位置传感器进行校准测试（RIGGING TEST），发现1号位置传感器的指示在误差范围内，而2号位置传感器的位置指示显示*.**，从而证实2号位置传感器或者本身存在故障，或者线路存在短路/断路的情况。对二号位置传感器的线路进行细致的测量排查，发现在传感器接头端存在短路。对线路进行修复后，恢复正常。
本故障的排除过程中利用DFCS自检测试中的操纵面测试和校准测试，非常方便和直观的将故障原因锁定在二号升降舵位置传感器上。DFCS自检测试对自动驾驶系统的排故起着相当关键的作用。
案例二：
某架737-300飞机航后反映自动驾驶系统故障，表现为自动驾驶A通道不能接通，将开关置于CWS或者CMD位置后，大约3秒后断开。B通道衔接正常。进行DFCS自检测试，历史故障（FAULT HISTORY）内无任何故障记录，当前状态（CURRENT STATUS）和地面功能测试（GROUND FUNCTION TEST）均正常，没有任何故障信息。
利用飞行管理计算机进行DFCS系统操纵面测试，发现副翼、升降舵、安定面配平等操纵面测试均出现了多个可能的故障信息，但是相互之间没有什么关联，没有出现案例一中各个测试均存在相同的故障信息的现象，从而也无法明确的从中找出故障缘由。
进入传感器校准测试（RIGGING TEST），发现在根据CDU的提示逐步进行至液压系统增压后，各传感器均没有反映，无法继续进行测试。从而推断出，该故障和自动驾驶系统的液压有关。
每个舵机均有一个液压压力传感器，感受舵机内的液压压力。根据衔接条件要求，液压压力传感器在衔接前压力为0，在衔接3.5秒钟后感受到液压压力，证明舵机内的电磁线圈通电，舵机工作正常。如果其他衔接条件满足，则自动驾驶保持衔接。如果液压压力传感器故障，在3.5秒钟后不能感觉液压压力，或者因为舵机故障致使舵机内液压压力为0，则自动驾驶会断开，从而不能衔接。这个3.5秒的时间和A通道由接通至断开的时间大体相符。
由于压力传感器是和舵机是组合在一起的，可以先对舵机整体进行故障判断。首先，针对副翼而言，将A、B两个舵机的电接头进行位置对调，即将舵机A的电接头连接到B舵机，而将B舵机的电接头连接到A舵机，结果仍然是A通道不能接通。从而证实副翼系统的A、B各舵机和压力传感器均工作正常。然后利用同样的方法对调升降舵A、B舵机的电接头，结果发现故障变为B通道不能接通，而A通道衔接正常。证明升降舵A通道舵机存在故障。更换A舵机后，自动驾驶系统衔接均正常。
该故障的排除利用了DFCS自检测试和衔接条件分析，二者相结合，将故障范围在一个较小的范围内，从而将复杂问题进行了简化。
案例三：
某架737-300飞机定检：上电测试时，发现自动驾驶系统A工作正常，测试也正常，自动驾驶B系统能够正常接通，但是不能通过CDU进入测试。
由于自动驾驶B系统工作正常，自动驾驶系统的控制反馈功能不会存在问题。而FCC测试是在FMC CDU上完成的，因此首先会怀疑FMC与FCC B之间的关联线路会有问题。但反复测量的结果证明线路正常，无断路和短路现象。 再考虑是否是因为FCC、FMC或者IFAU本身部件故障导致不能进入测试。通过串件证明FMC与FCC B以及IFAU 部件均正常。
为防止在空中因为误操作而导致FCC的逻辑出现混乱，如果飞机在地面而飞机实际感应到了空中状态，则不能进入测试。检查CDU上FMC的离散信息，显示GND；观察前电子舱的空地指示灯，三个指示灯均没有亮，从而证实飞机处于地面状态；而且FCC A系统可以进入测试，也说明FCC A感受到的是地面信号，可以排除飞机的空地传感器和继电器及线路均没有问题。
根据线路图分析，飞机在地面状态时，FCC B的D1665A-42号钉应该有28V直流电压，即高电位输送到FCC，使FCC感应到地面状态，以激活测试功能，而在空中状态时，D1665A-42钉悬空，电压为0。对该插钉进行电压测量，发现实际电压为0，从而FCC实际感应到的是空中状态，测试功能被抑制，无法进入测试。由此可以断定，从28V DC到FCC之间的线路存在断路情况。更换导线后，测试正常。
由于自动驾驶系统所涉及的部件比较多，比如舵机有副翼A、B系统舵机和升降舵A、B系统舵机，传感器有升降舵位置传感器、副翼位置传感器、安定面位置传感器等，不同的故障原因导致的现象可能是一样的，因此要对每个故障现象进行认真分析，分析DFCS自检测试结果和衔接条件，尽快确定故障范围，结合故障现象以及测试中的故障信息进行综合评估判断，依据系统的工作过程原理进行分析，便可以尽快排除故障。
参考文献
[1] 王成豪.《航空仪表》科技出版社.1992年
作者简介
曹占磊，男，籍贯：山东莱芜，1974年8月，山东太古飞机工程有限公司，研究方向：航空机载电子设备。