系统功能检测及故障诊断研究范文

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摘要：

针对飞机总装配完成后，需进行系统功能试验和调整。根据系统功能要求，分析规划系统功能试验的方法、通用程序来说明试验的步骤和主要操作，从而拟定切实可行的功能试验工艺流程、工艺方法，并且在系统功能试验过程中出现故障时进行故障诊断及处理。

关键词：

功能试验；故障诊断；工艺流程

1系统功能试验方法的分类

（1）直接工作法：按系统使用程序使系统工作，直接观察其工作状况。其特点是操作简单，结果直观。适用于简单系统。比如：灯光信号、电风扇、电动机构、音响信号等的工作检查。

（2）自检法：系统内装有自检装置，自动指示系统工作情况，有的还在内部存储有诊断程序，可自动检测、隔离、监控和报警故障，提示建议处置方法，其特点是：不需是用外接检测设备即可方便、迅速地检查系统工作。是检测的发展方向。比如：现代电子设备的功能试验：压力加油、惯导、大气机、雷达等。

（3）模拟法：用外部信号源产生的光、电、机械等信号模拟系统试验所需的输入信号，或用光、电、声等信号模拟系统的工作。适用于试验时不宜采用真实的输入、输出信号的系统。需外接模拟装置。比如：用电容器模拟燃油量，以检查电容式油量表；用指示灯模拟防火系统工作；用外接信号发生器代替地面电台检查无线电系统；用地面电源的输出模拟发电机的输出检查电源系统等。

（4）测量法：借助量具、测量仪器仪表等设备，把一个被测量与一个充当测量单位的已知量进行比较，以确定该被测量的大小，其结果可以表现为一定的数字，也可以表现为一条曲线，或显示出某种图形。其特点是：要外接测量设备，适用于要求进行定量检测的试验项目。如：测量电流、电压、功率、时间、压力等参数的试验项目。

（5）综合法：将上述试验方法中的两种或两种以上结合起来进行试验。其特点是：适用于较复杂、由单一的方法很难得到满意结果的试验，要外接设备。如：火控系统、导航系统等的联试，输入用模拟法加信号，输出用测量法测量。

2系统功能试验程序和内容的编制

系统功能试验程序：由于飞机种类繁多，各系统功能试验的程序皆不相同。下面用功能试验的程序，仅说明试验的几大步骤及主要操作。

（1）主要操作；

（2）检查飞机及系统；

（3）准备好试验的条件；

（4）连接好试验设备、测试仪器；

（5）接通地面电源或气源或液压源；

（6）向机上供电或供气或供压；

（7）接通系统控制开关；

（8）按技术文件规定程序进行；

（9）记录测试数据；

（10）断开系统控制开关；

（11）断开机上电源或气源或液压源；

（12）断开地面电源或气源或液压源；

（13）断开试验设备、测试仪器、系统恢复；

（14）整理试验记录、交检。程序如下：

确定功能试验内容的原则：由于飞机装配后期进度紧、工时价格高等特点，又要尽量少占用系统的使用寿命，因此，在确定功能试验内容时，要在确保能全面反映系统的功能和使用情况的条件下，遵循以下原则：除了对只能在飞机上进行测试的项目安排定量检测外，一般以定性检查为主；尽量简化操作，尽量不用或少用外接测试仪器或设备，尤其是精密、复杂的仪器设备。在新机研制阶段，这些原则会有所修正，试验内容和试验的复杂程度都会增加。拟定功能试验工艺流程的主要方面：编制功能试验工艺流程要达到的目标是；提高试验结果的可靠形和缩短试验时间。这两点是互相矛盾的，最佳的工艺流程设计就是解决这个矛盾。为此，要充分注意系统设计和工艺性审查过程中存在的问题。

3功能试验的故障诊断

故障诊断是功能试验的关键环节。故障形式多种多样，故障诊断和排除也没有一成不变的模式，通常采用替换法和寻找法。替换法：当系统出现故障时，从故障现象分析，运用积累的经验，先区分故障是出自飞机线路、管路或是设备。在通电试验时，产生故障的一个常见原因是电线和接插件的接触不良，对此可检查接插件并重新可靠对接，或对电线进行测量等方法加以判别。若线路好，则可能是设备故障。检查发生故障的组件，用另一个合格的组件去替换它。若故障消失，则可判定故障出自此组件，机上可串用合格件，继续进行试验，而将故障件退至试验室做进一步分析诊断。若故障未消失，继续分析并替换可疑的组件，直至找到故障为止。这种排除故障的方法简便、直观，应用得最多。此法适用于诊断那些易于拆卸的故障源。运用此方法应注意以下几个方面：对故障的分析判断力求准确，以减少不必要的拆卸工作。当分析故障可能出自两个以上的组件时，应按先易后难的原则，从便于拆装的组件开始逐个替换，直到确定故障所在。用来替换故障件的组件必须是合格件，以免发生错误诊断。寻找法：在无可替换件或拆装可疑件很困难时，必须在飞机上查找和判断系统故障。故障诊断虽有不同的方法，但可归纳成四个基本环节，如下：信号检测→信号处理→故障识别→故障排除方案制定。信号检测是指采集和测量故障信号，主要有两种类型：主动设备产生的信号，设备本身能产生故障信号。其检测方法是用一定的方法检测其本身的特征参数信号，如电压、电流、转速、压力、振动、音响、画面等，适用于本身带有自检装置的设备；被动设备产生的信号，设备本身不能产生故障信号，其检测方法是从外部加进某种信号，如电脉冲、机械冲击、光信号等，然后检测其响应，以此来模拟故障信号，适用于用模拟法试验的设备。信号处理是为了排除噪声等干扰信号，以便更有效地识别故障信号。一般来说，故障信号是相当微弱的，因而信号处理是至关重要的。在系统功能试验中，信号处理是由采用的检测设备来实现的。故障识别是从检测到故障信号中判断故障的原因和部位。通常有两种判断法：推理法（也称为决定轮法），按设备或系统的构造原理，从理论上或试验上分析故障信号与故障原因的关系。比如：从干扰信号的频率来推断干扰源。经验法（也称为概率论法），利用过去积累的经验和数据，以概率论为基础推算出最可能出现故障的原因。比如：将检测到的异常压力值与经验积累的有故障时的压力值对比，推出液压系统可能产生故障部位；从电气、电子设备通电时总电流的大小来推算出故障的可能部位。故障排除方案在故障识别后即可着手制定。在系统功能试验中，最常用的排除故障方案是替换法。除整机替换外，还可用合格的备件替换组件、线路插接板甚至元器件，将更换下的故障件返回承制厂修理。有时也在飞机上进行修理，这主要适用于较简单或不能分解的部分，如：管路和非精密液压附件受污染或堵塞的清洗，电路插接件顶弯后的校直，导线损伤的处理或压接等。

4系统功能试验的条件和注意事项

系统功能试验是一项十分复杂的工作，试验之前的各项准备工作十分重要。在准备就绪、各种条件成熟后，才能顺利开始试验。进行试验的飞机应具备的条件：飞机上的安装工作结束，尤其是铆接、电线收头、接线等工作必须结束；全机也已经过清洁和多余物清理。待测试系统安装完整、正确，装机系统或设备经装机前校验合格或有合格证；飞机电源系统、馈线，线路连接正确，经导通及绝缘电阻检查合格，负线接地、设备搭接良好，电源系统经通电试验合格。飞机液压源、气源及管路，管路连接正确、完整；管路经气密、耐压检查合格；系统污染物度检查合格。其他更具体的条件按各系统功能试验准备的要求进行。进行试验时应具备的地面条件：厂房条件、试验设备和工艺准备、其它条件。厂房条件：常用的地面电源有直流24伏、27伏，交流中频电源有36伏400Hz、115伏400Hz，交流工频：220伏50Hz、380伏50Hz、110伏60Hz。常用的地面气源有工业用压缩空气、压缩空气、氮气，工业用压缩空气用于风动工具、需供气量大的系统（如燃油、环控）气密试验，其实施方式为工厂集中供气、空气压缩机；按需可调的压缩空气用于飞机系统、需供气量小的系统（如雷达、冷气）气密试验，其实施方式为瓶装高压冷气。按需可调的氨气用于飞机系统、氧气系统试验，其实施方式为瓶装氮气。试验设备和工艺准备：所需试验设备的项目列举在各系统功能试验的条款中。在选择和设计专用试验设备时，应注意以下通用要求：（1）试验设备的接入不能影响被测系统的操作和正常工作，不能对系统产生电磁干扰。（2）试验设备出现故障时不能损坏被测系统，不能使被测系统出现虚假故障指示。（3）试验设备的技术指标应与被测系统相匹配，即不能低于系统要求，也不应提得过高。（4）试验设备的油液污染度应低于被测系统的要求。（5）试验设备应能产生所需的各种模拟信号和设置必要的指示设备。（6）试验设备应轻便、牢固、工作稳定、操作方便。（7）试验设备的电源、液源或气源应与厂房的相适应。

在功能试验时，还要用到一些工艺装备，如飞机液压千斤顶、工作梯、托架等，需根据不同的情况选用。

其它条件：（1）必须准备足够的飞机防护设备，如保护托架，以及防护飞机表面被损伤的垫子等。（2）通电时，特别是第一次给飞机供电时，一定要注意防火，要准备足够的灭火瓶。（3）试验的环境应符合系统试验对温度、湿度、电磁环境等的要求。温度条件：适合的试验环境温度为15±3～35±3℃。环境温度高时，可通风冷却，并缩短通电试验时间，延长试验中间的休息时间。环境温度低时，可延长系统加温的时间。湿度条件：适合的试验环江湿度为不大于85％。如遇阴雨天气，湿度过高，则应对系统先行通风。电磁环境：试验现场的电磁干扰，如输配电的多次谐波、电火化等，应仅可能的弱，以不影响试验的进行和不干扰测试的结果为准。其它环境条件将视飞机和系统的具体要求而定。（4）应准备好必要的技术文件，主要有：试验技术条件、生产说明书、试验工艺规程或装配指令；系统技术条件、技术说明书、线路图；选用的仪器、设备的使用资料。功能试验的注意事项：在系统功能试验中，必须遵守各项技术安全规定。除常规的规定外，还要特别注意：（1）向机上供电、供气、供油之前，应检查机上相应开关处于断开或中立位置；（2）在运动部件试验之前，应检查其运动的通路上不应有阻挡物。要统一指挥，明确分工，协调动作。（3）在对用电系统的故障诊断过程中，不能在带电状态下断开或接上插接件、打开设备外壳和接线盒盒盖；（4）对液压、气压系统的故障诊断时，若要分解导管或附件，应先将系统内的压力放至零，应将液压油箱增压压力放掉。（5）禁止用跳火花的办法判断电路有无电压；（6）必须严格按规定的规格更换熔断器或断路器；（7）在对有微波辐射的设备通电时，应尽量少接通高压。必须接上高压时，应注意辐射区域内不应有和能产生强烈反射的物体；（8）在激光侧距等设备通电时，注意保护眼睛。（9）无线电发射部分通电时，不能碰及相应设备的天线，更不允许断开天线；（10）功能试验结束后，外接的仪器设备和临时连接的导管、电线都应拆除，并将系统恢复。其它注意事项，在各系统功能试验的内容中都有明确要求。

5结束语

随着计算机水平的不断提高，现代飞机制造将越来越趋向先进，数字化、信息化的制造和管理将深入飞机制造的各个环节，系统功能测试也将在可视化的工作平台中实现，掌握和熟悉系统功能测试的工艺流程、步骤、基本原则、试验时所具备的各种条件、注意事项将非常重要，关系着系统功能试验的顺利完成。

作者:王芳宁 单位:中航飞机西安飞机分公司