关键词： 无线电高度表；闭锁；飞参；
引言
某型无线电高度表是所装备机型故障率较高的机载产品之一，异常闭锁类问题又是该型无线电高度表的典型故障和多发故障，当无线电高度表低空（1500m以下）闭锁时，会影响飞行员对飞机真实相对高度的判断，严重时会导致飞机与低空障碍物相撞的危险事故，严重影响飞行安全；当无线电高度表高空（1500m以上）不闭锁时，将错误的指示飞机处于低高度状态。本文针对无线电高度表高空不闭锁故障案例，进行了分析和试验验证，具体如下。
一、问题概述
某型飞机试飞后，在判读飞参数据时发现，无线电高度表在高度1500米以上时未闭锁，该机所装无线电高度收发机曾先后两次装于不同飞机试飞，均出现该故障现象，故可以排除配套高度表天线存在问题的可能性，确定为该无线电高度表收发机（下称“无线电高度表”）故障。
二、问题定位
经对该机无线电高度表使用二线设备进行通电检查，各项性能均符合技术要求，但因产品曾两次装机试飞出现同样的故障现象，所以针对故障现象进行了深入的分析。根据产品工作机理，高空不闭锁表明高度表的接收天线可以接收到信号，而实际上此时并无地面反射的回波信号，那么接收天线接收到的信号只能是来自于发射天线，而造成此种情况的原因一是射频信号谐波分量的干扰，二是接收机灵敏度过高，且根据灵敏度实测值和修理经验判断，该故障件灵敏度值虽未超出技术要求范围，但相对于该型产品修理过程中积累的经验值来说确实是偏高了。于是使用频谱仪对无线电高度表射频输出信号的频谱进行了检查，并与其它两件工作正常的无线电高度表的射频信号频谱进行了对比，发现故障件的射频信号频谱谐波分量较多，而另外两件产品其中一件的频谱谐波分量较少，于是将该件产品的发射机与故障件对换，发射机对换后检查故障件的射频信号频谱谐波分量较前面检测结果减少。为了进一步定位故障元件，将故障无线电高度表的发射机换回原机件，将频谱较好的发射机中的脉冲腔体振荡器与故障无线电高度表对换，此时，再次检查故障无线电高度表的射频信号频谱，谐波分量较少，明显优于原装件。至此可以初步将无线电高度表高空不闭锁的故障原因定位为射频信号谐波分量过多，频谱过杂，接收机灵敏度过高，并找到了减少射频信号频谱谐波分量行之有效的方法。射频信号改善后，为了避免灵敏度过高因素对高空不闭锁问题的可能影响，又将接收机灵敏度调整到了技术要求范围的下限。经过装机试飞验证，无线电高度表高空不闭锁故障现象消失。
三、机理分析
无线电高度表又称雷达高度表，与雷达工作原理相似，是利用地面对电波的反射特性，和电波在空气中以固定速度传播的特性而设计的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆无线电高度表发射电路负责向地面发射探测射频脉冲信号，同时向高度计算电路提供与探测射频脉冲信号同步的基准脉冲T0；接收电路负责接收地面反射回来的探测射频脉冲信号的回波信号；高度计算电路接收来自发射机的基准脉冲和来自接收机的回波脉冲，测定基准脉冲与最近距离点反射回波脉冲间的时间间隔，并产生正比于此时间间隔的直流电压，作为无线电高度信号输出。
无线电高度表有搜索状态、跟踪状态和记忆状态三种工作状态。当无线电高度表可以连续收到地面回波信号时，则其处于跟踪状态，可以连续的输出准确的无线电高度信号；当无线电高度表瞬时（小于1 s）无法收到地面回波信号时，则启动1 s记忆电路，处于记忆状态，持续1 s时间输出丢失目标瞬间的无线电高度；当1s记忆状态期间无线电高度表仍无法接收到地面回波信号时，则其转换为搜索状态，即闭锁，此时无线电高度输出恒定的外距电压信号，无线电高度指示保持不变。
四、故障分析
飞参判读正常的无线电高度曲线是，无线电高度开始增加时与实际高度同步增长，当无线电高度超过1500米以后，无线电高度表闭锁，闭锁以后的曲线一直保持在闭锁时的高度，直到高度再次下降到1500米以下时，曲线与实际无线电高度再同步降低。
无线电高度表高空不闭锁，从飞参判读的曲线是1500米以上时无线电高度曲线不保持在闭锁前状态，仍为1500米以下的错误无线电高度数值，错误的无线电高度数值视收到的假回波情况而定，与实际情况不符。
分析产生该故障的原因是，无线电高度表的接收天线，在接收不到地面回波的高空，接收到发射机发出的射频信号中能量较强的谐波分量在机体上的反射回波，误认为是地面反射的回波信号，并根据此假回波计算输出错误的无线电高度信号。
考虑单机差异、高空的复杂情况等不确定性因素的影响，无线电高度表高空不闭锁故障产生原因实际上更加复杂，可能是高度表收发机、高度表天线、外部环境影响等多方面原因造成的，且就本处理方法，仅发射机射频信号频谱的好坏程度与接收机灵敏度之间匹配关系的量化，就需要太多的经验数据，所以本故障的处理方法可能无法杜绝无线电高空不闭锁故障的发生。
由于无线电高度表工作原理的特殊性，异常闭锁类问题根本无法通过地面试验来发现和排除，只能通过试飞验证，故这类问题一旦发生无疑将增加飞机的试飞成本。
本故障是飞参判读时发现的，飞参系统的黑匣子中记录有飞机最近的试飞数据，所以不妨尝试利用飞参系统，对飞机黑匣子记录的历史数据进行判读，来筛查存在闭锁异常类问题的无线电高度表，再参考前文排除高空不闭锁问题所采取的措施，在产品大修过程中加以落实，可以在一定程度上显著降低无线电高度表闭锁异常类故障的故障率。
五、结束语
本文以某型无线电高度表高空不闭锁典型案例为例，结合产品的工作原理，介绍了无线电高度表高空不闭锁故障的排查、定位、分析、排除过程及方法，给出了利用飞参判读飞机历史试飞数据，来判断无线电高度表是否存在闭锁异常类问题，从而据此采取修理措施的方法，对于多发的无线电高度表异常闭锁类故障的排除，具有一定的指导和借鉴意义。
作者简介：
姜露，主要从事航空电子维修工作
论文作者:姜露
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第14期
论文发表时间:2019/12/16
标签：高度表论文; 无线电论文; 故障论文; 信号论文; 回波论文; 高度论文; 高空论文; 《科学与技术》2019年第14期论文;