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TCAS及ATC相关故障处理的讨论

根据MES的记录查询，2011至今TCAS系统发生的故障已经超过16次。而2010年NG机队34章原因造成的航班延误共14次，主要是TCAS系统原因。并且由于故障现象的不稳定，以及飞机在各个基地频繁的调动等原因。使得故障的处理往往周期比较长，容易形成重复性故障。因此我们就TCAS的相关故障处理程序做如下讨论：
对于TCAS系统，ATC系统我们对系统的组成和联系已经有了初步的了解，对故障的处理也积累了一些经验。那么在故障发生后，我们要做的最重要的一点就是要有相关专业知识的人员与机组进行详细的交接，了解清楚故障发生的现象和阶段。对于普通的部件故障，现象稳定，地面测试可以得到排故的信息和方向。而如果现象在地面无法再现，那么了解清楚故障现象是排故工作有序进行故障彻底排除的有力保证。
对于我们现有机队情况的统计和咱们排故组的故障处理经验，最明显的几条故障现象为（如果机组反映相关故障，相应的排故人员一定要交接清楚下述几个问题）：
1. 空中机组反映的是TCAS FAIL
2. 还是机组反映飞机空中是TCAS OFF
3. 发生上述故障时机组使用的ATC是哪一部
4. 机组在发现故障后是否转换了ATC选择电门，转换到另一部ATC使用，故障现象是否有改善
5. 很重要的一点是发生TCAS故障时，ATC/TCAS控制面板上的XPNDR FAIL灯是否亮
A.近期NG机队有四架飞机出现TCAS故障。厦门出港一次，济南太古两次，航线青岛一次。故障现象均为空中出现TCAS FAIL信息，同时在ATC/TCAS控制面板上的XPNDR FAIL灯亮，转换两部ATC均无效，飞机下降高度后故障消失，TCAS和ATC均工作正常。故障现象不稳定，并且地面测试故障无法再现，一切都正常。
这个故障现象比较典型是我们机队NG飞机比较常发的故障最早出现在5348飞机上，前后排了四个月，那么我们如能交接清楚，了解到ATC/TCAS控制面板上的XPNDR FAIL灯点亮，说明为ATC系统故障，TCAS系统基本没有问题，是由于两部ATC均失效导致显示TCAS FAIL信息。
那么我们要考虑的故障件如下：
首先两部ATC应答机均故障的可能性比较小；（当然最近频繁的更换过ATC应答机，也不能排除安装件是高风险件的可能，我们具体排故时应该心中有数。）
那么我们要做的最简单的就是要将面板隔离掉，然后是航后必须量线ATC上下天线阻值，而且根据我们现在的经验通常地面的量线也很难有效果（一般的经验值为小于1Ω），最好是能将ATC上下天线都拆下做检查，检查上下天线的电缆接头连接安装情况，检查天线内部的密封性，是否有水汽影响阻值，如有问题需要更换，或者与DME天线串件。其实上述的对于天线的处理过程都是将ATC天线进行了重新安装，最近上述四次故障都是如此解决，现在对于ATC电线导致故障的原因有两种（1.认为飞机在高空，天线在增压区由于空气的遇冷凝结成水汽，使得ATC天线接头的绝缘性下降，从而导致了天线失效，ATC故障。当飞机下降高度落地后，温度上升，可能水汽又干了，从而在地面的时候我们无法测出故障。上述故障我们地面基本是一次也没有测出来。2.认为飞机在高空由于增压区的压力变大，使得本来安装的不是很规范的ATC天线和接头的配合受力，从而使得天线和接头的安装配合不牢靠或者产生接触的电阻，从而导致ATC天线失效。）（查询波音的FTD无相关的世界机队暂时没有相关的问题反映出来。）我个人比较倾向于第二种状况，因为我们地面的时候很难检查到水汽，并且实际维护中，ATC天线和接头的安装方式在我们飞机上与其他天线比较是很特殊的：是一种沿着定位槽插入天线到位，然后旋转一定的角度就能使得天线和接头配合好，但是通常我们在外部安装天线的时候经常会出现拧紧接头后，调节天线的方向和位置，容易对接头的安装和配合产生一定的影响，这样在空中如果电缆再受力的话很可能出现接头和天线配合不紧密的情况。这也正好证明了为什么我们将天线重装后就能排除故障。但是上述两种状况我们在平时工作中均见过，如下图为5098飞机的ATC天线接头。

天线经过几次的密封，效果都不好，明显积累大量的积累水汽。
不过无论是天线安装配合问题还是天线的进水汽问题，都和我们安装工艺有很大的关系，这就要求我们在ATC安装的时候，要谨慎进行，将天线和接头配合安装合适后，在调节天线的时候应该避免再旋转扭动天线和接头。同时要保证天线的密封圈安装到位。下天线问题不大，上天线安装时要特别的注意，最好用简单的润滑脂将封圈固定住，避免将天线朝下安装后很难确定密封圈的位置。
因此我认为如果出现上述故障，如果第一天没有确定好故障现象，我们必须是先做基本的工作隔离天线，隔离两部收发机，串件面板等工作，量取两部天线的阻值，第二天一定要派工程师跟机确定故障现象，如果确认为上述故障，应该对上下两部天线进行重新的拆装，或者换掉，或者串件，进行重新的标准工艺的天线安装。故障可以得到解决。
同时需要注意的一点是在737-300飞机上造成ATC故障的原因也肯能为两个天线的同轴电门。如果同轴电门故障可以导致两个故障现象：
Ⅰ.如果为同轴电门中的转换继电器的线圈故障，那么天线选择在哪部应答机上，相应的应答机也许可用，而当转换到另一部应答机后，由于线圈故障，继电器无法吸合，导致天线无法在两部ATC应答机之间转换，那么另一个不ATC就失效，因为根本没有连接到天线上。
Ⅱ.如果为同轴电门中的转接天线的同轴电缆故障，那么天线是通过同轴电门转接在应答机上的，这时如下图：（以上天线同轴电门为例，下天线同轴电门原理一样。）

如果是D2703同轴电缆故障，那么两部应答机全失效，如果D2701同轴电缆故障应答机1失效，如果D2705同轴电缆故障应答机2失效。
B.如果故障现象为TCAS FAIL但是控制面板上的XPNDR FAIL灯不亮，那么我们排故的重点应该以TCAS系统为主，同时要考虑ATC应答机，无线电高度表，惯导组件等的输入是否有问题。
那么我们能做的工作包括快速的隔离TCAS计算机，ATC/TCAS控制面板，依据手册和经验值量取TCAS上下天线的组织，（737-300飞机AMM手册中的TROUBLESHOOTING上有标准的阻值要求，737-NG飞机我们只有自己的经验值J1＝5.6KΩ J2＝15KΩJ3＝33.2KΩ J4＝82.6KΩ,注意上述只是常见的经验值，如果TCAS计算机的厂家或者型号有变化，阻值也有相应的变化）。
在特殊的故障中也存在测量天线不准确时，更换了相应的天线故障仍然没有排除的问题，需要进行对同轴电缆的绝缘性进行测量，如果电缆的接头绝缘性不好，需要重新的压接电缆接头。
但是上述故障通常在地面通常可以得到准确的或者相应的测试信息，我们通过地面的测试可以进行相应的故障隔离和处理，不像A故障那么盲目，因此处理周期也相应的会短一点。（另注意737-NG中5531和5526两架飞机还出现过因TCAS计算机接收处理来自DEU反馈信号的问题导致故障，也就是RA DISPLAY无法显示，导致TCAS问题，这个故障技术部门已经根据波音的回复下发了技术通告，厂家还在需求查找原因和解决方案，因此出现故障后依据技术通告中的内容进行复位和维护。另737-300中2961飞机也出现过由于EADI故障导致，TCAS FAIL故障，当然也是因为左侧的EADI故障，当时屏幕出现变色其他显示正常，但是RA方式无法显示了，那么TCAS计算机判定为TCAS RA功能无法显示，这个故障非常特殊，当时左座一边是出现黄色TCAS FAIL， 右座显示TCAS 正常，同时在控制面板上做测试，测试结果会语音报告 TCAS TEST OK。）
C．出现TCAS OFF故障。此故障的时候比较少，如果飞机在地面TCAS方式不开，或者在空中由于无线电高度表单个输入有问题，或者如我们技术通告中给出的会受电视天线信号影响等出现TCAS OFF信息。这里需要我们注意的主要是ATC和TCAS工作方式的选取和测试，到目前为止还没发现这种故障，好像以前由于ATC DME TCAS 三通的抑制电门故障会导致此现象的故障，此时是由于上述上个系统的收发机和计算机都工作在同一个频段，因此工作中存在收发过程的相互抑制设计，那么如果此抑制电门中的一个有问题，那么为持续的抑制相关的收发机和计算机，从而导致该系统一直处于关闭状态的故障，也就会有可能出现TCAS OFF黄色信息，不过历史上也只此一次。
这里另一点要注意的就是我们以前例会上说过的由于ATC/TCAS控制面板的件号和构型不同，航后我们关掉惯导后，会发现有的飞机显示TCAS FAIL 而有的飞机显示TCAS OFF 。

个人理解这里把TCAS的STBY位也认为是一种方式相当于OFF位，此时TCAS应该是OFF,而其他的飞机因TCAS在其他相应的工作位，此时没有惯导信号，TCAS计算机只能判定为输入信号的无效，那就只能是FAIL了。
D．还有一类比较特殊的故障为由于ATC的故障导致传递到TCAS的相应的控制信号错误，从而导致TCAS在地面上电时或者工作中不时的进行自动的测试。如下图：

可见，在出现TCAS无缘无故自检的故障后，一个是TCAS计算机内部自身的逻辑错误，可更换TCAS计算机，一个是因为由控制面板来的控制信号和TCAS工作方式和协调数据都因为经过了故障的ATC应答机后产生了错误，因此导致了错误的自检，最后一个就是控制面板的本身的故障会导致错误的自检。因此我们在无法确认的情况下，可以在更换一个部件后，同时去串一个或者两个部件，那么第二天基本可以隔离出故障的源头，这样可以避免故障处理的时间太长。
对于上述四种大体的故障，如果我们能交接好机组，掌握故障的确定现象，那么在航后或者过站的时候尽量的多做一两步工作，可以很好的缩短排故的周期，避免太多重复性故障的出现。
以上为我对上述两个系统的故障和处理的一点经验和看法，其中必定存在许多不足和个人比较片面的看法，请各位工程师给予指正。