浅谈G1000系统及常见故障分析

1、    浅谈g1000系统及常见故障分析    齐荣林【摘 要】国内主流的飞行训练飞机装备了先进的garmin 1000航空电子系统（简称g1000系统）。g1000系统是由美国garmin公司设计制造的一套高度集成化的航空电子系统。相较于传统的飞机仪表系统，g1000系统由多个lru（航线可更换组件）组成，降低了机务人员的维护难度，g1000系统具有界面简洁、信息形象全面等特点，同时也降低了飞行员的工作负荷。本文简单介绍g1000系统，结合本人工作经验，总结出常见故障的基本分析思路，进一步深化对g1000系统的认识。【关键词】g1000；lru；故障分

2、析【abstract】most of the training planes are equipped with g1000 system（an advancing aviation electronic system）. g1000 system is a highly integrated avionics system， witch is design and manufacture by garmin company in usa.compared with traditional aircraft instrument system， g1000 system composed of

3、 multiple lru（line replaceable unit）. g1000 system has the characteristics of simple interface and clear information witch makes the maintenance easy and reduces the workload of pilots. this paper summarized g1000 system simply. combined my own experience with the analysis methods of common failure，

4、 so we can understand g1000 system easily.【key words】g1000； lru（line replaceable unit）； fault analysis0 前言随着科学技术的进步，大量高新技术运用到通用飞机上，特别是g1000系统的出现更是一个革命性的变化。该系统是同类产品中最早进入中国市场的，至今仍是国内通用航空使用最为广泛的集成航空电子系统。g1000集成航空电子系统作为新一代航空电子设备正被越来越多的机型所采纳，中国民航飞行学院陆续大量引进了美国cessna 公司生产的172r轻型飞机，172型飞机已经累计生产了数万架，机载设备也几经更

5、替，直到目前最新式的g1000集成航空电子系统。g1000系统的使用为飞行员提供了海量信息和友好的飞行界面有效减轻了飞行员的工作负荷，提高了飞行安全水平。中国在最近几年也大量引进了这类装备了g1000先进系统的飞机作为训练机。国内目前已成立和即将成立的飞行院校使用的c-172r（naviii）、da-40、da-42飞机都是这类飞机，占了国内民航飞行训练用飞机的大多数，它们已经成为了中国民航训练用机的主力机型。1 g1000系统概述1.1 g1000系统简介g1000系统包括完整的甚高频通信、全向信标/仪表着陆系统（vor/ils）和应答机功能，系统与用户之间的主要界面仅通过主飞行显示器（pf

6、d）、多功能显示器（mfd）、数字音频面板上的旋钮和选择键对系统功能进行选择和控制。该系统用电子显示的方式替代了传统的机械/机电式仪表，简化了设备的安装，节省了仪表板的空间，显示信息清晰明了，并且具有高度的灵活性。172r飞机安装的g1000系统使用了两个10.4英寸的彩色lcd显示器，gdu1040作为pfd和mfd，在配合一个小巧的gma1347数字式音频板，构建了一个十分简洁的“玻璃座舱”。系统所需的其他部件分散安装到飞机的各个部位，对飞行员来说是不可见的。这些不可见的部件包括两部gia63/63w集成电子组件（包含vhf通信、导航与gps功能），一部grs77姿态航向基准系统（ahrs

7、），一个gmu44磁传感器，一部gdc74a大气数据计算机，一部gea71机身/发动机传感器接口组件，一部gtx33 s模式应答机。1.2 g1000系统交联简图g1000系统的核心为gia 63/63w集成电子组件，它负责采集和处理系统中其它设备的数据和输入控制指令，并将处理后的信号送到pfd和mfd进行显示。在pfd、mfd和两部gia 63/63w集成电子组件之间采用高速以太网数据总线方式传输数据，系统内部交联和采集外部信号的数据格式包括arinc 429、rs-232等数据总线和其它多种数字、模拟、离散方式的信号。图1为典型的cessna 172r nav iii型飞机的g1000系统

8、交联简图。1.3 g1000系统飞行显示数据交联grs77姿态航向基准系统（ahrs）、gdc 74a大气数据计算机和gmu 44 磁力计负责提供g1000系统的飞行显示数据。这些数据包括飞机的姿态、航向、高度、空速、升降速度和外界温度，所有均显示在pfd上（在还原模式下，数据也可显示在mfd上）。g1000系统中驾驶领航参数的传输采用了4余度措施，极大的提高了参数传输的可靠性。通过gia63，可以提供更多的数据传输路径作为备份路径。图2为g1000系统飞行显示数据的交联情况，其中grs77、gdc74a和gia63中的gps也存在交联情况，姿态航向基准系统利用大气数据计算机和gps数据进行姿

9、态航向数据误差的修正。 1.4 g1000系统通讯/导航数据交联gia 63包含甚高频通讯、甚高频导航和gps接收机。通讯和导航音频通过数字音频到gma 1347音频板。gps信息送到grs77和两个显示器进行处理。gtx33，s模式应答机与两个gia通讯。来自gia的应答机数据送到pfd。如果安装自动驾驶仪，第二部gia输出模拟的his信号到自动驾驶仪。gma1347音频板控制音频选择和应/正常模式显示的切换。2 g1000系统常见故障分析本章主要结合自身近两年的工作经验，对g1000系统涉及几起典型故障的排故过程进行总结，得到一些分析方法和排故思路。第一次，机组反映音频板上切换应急模式的按

10、钮失效，与机组交流以后得知，该红色应急按钮并没有一直处于失效状态，按压停留几秒后能够切换到应急模式，只不过工作一段时间以后又会失效。经过检查，该按钮并没有松动迹象，按压的手感也正常，初步判断并不是该按钮本身的故障，可能是因为按钮渗入汗液等杂质影响其接触性能。于是使用电子设备清洁剂对该按钮进行清洁，并喷上触点接触液增强触点接触性能，接下来让该架飞机观察飞行一段时间。晚上夜航回来后，另外一个机组反映了同样的故障现象，当晚决定让那架飞机停下第二天进行排故。第二天，对故障飞机音频板软件重新进行装载，装载后故障现象依然没有消失。排故思路再一次作出调整，我们将该机的音频板和另一架备用飞机音频板进行串件并装

11、载音频板软件，通电检查以后问题还是没有得到解决。此时，排故陷入僵局，与故障现象直接相关的lru全都进行隔离，问题还是没有得到解决。经过一番讨论，我们将故障目标锁定在了mfd（gdu1040）上。新的推断思路大致是：音频板上应急按钮作动以后pfd和mfd均有反应，由此推断，音频板上应急按钮已经给出了信号，并且信号是通路，经过上述排故过程已经确定音频板本身没有问题，最终将故障件锁定在了pfd和mfd上，可能是gdu1040接收到的应急模式信号并没有很好的被处理。最后决定交换pfd和mfd，交换pfd和mfd以后故障现象消失，并且观察飞行一段时间以后故障现象没有再出现，此次音频版应急按钮故障得到彻底

12、的排除。第二次，机组反应3号缸缸头指示出现超温警告现象。地面试车发现，3号缸缸头温度在刚开始的时候比较正常，与其它缸的温度相差不大，到了一定的温度值以后呈不断增长的趋势，并出现超温警告。初步判断可能是因为连接3号缸缸头温度传感器线路断路，打开发动机整流罩以后，检查连接3号缸缸头温度传感器的线路，发现3号缸缸头温度传感器接入座舱段插头根部导线破皮、断丝严重，于是对该段导线进行焊接并包扎，盖好发动机整流罩以后再一次进行地面试车，试车结果并不像预期能够得到好转，3号缸缸头温度达到一定值以后，还是要不断往上升，增速远超于其它缸，直到出现超温警告。由此推断连接3号缸缸头温度传感器线路还是出现了断路，而且

13、极有可能是虚断，为此再一次的打开发动机整流罩检查3号缸缸头温度传感器线路，前半部分的工作已经将3号缸缸头温度传感器接入座舱段的线路问题隔离了，最后只剩下缸头温度传感器本体段的线路未被隔离，目视检查并未发现缸头温度传感器本体段的线路有虚断问题，最后只剩缸头温度传感器本体的插头未检查到，于是打开传感器本体的插头对线路进行检查，经检查发现插头部分压接一根线的螺钉松动，拧紧螺钉，恢复排故现场，经地面试车后，故障现象消失，3号缸缸头超温警告故障的到排除。第三次，机组反应警告系统出现低电压警告，主汇流条有放电现象。与机组沟通，了解该故障的基本情况以后，我们在地面进行试车，发现电压只有24.1v，电压显示部

14、分有红色背景的闪烁情况，放电电流有1a左右。初步判断发电机工作正常，但是发电机没有给主电瓶充电，因而出现放电电流。于是将故障件锁定在发电机控制组件，但是更换完发电机控制组件以后，故障现象并没有消失。此时，我们推断可能是发电机继电器故障，于是测量发电机继电器线圈的电阻和继电器两端的压降，线圈电阻在发电机电门断开时70左右，但是在闭合的瞬间竞达到6兆欧，测量压降的时候却没有压降（后面证明我们测量继电器压降的方法有误），此时我们没有深究继电器的问题，而是盲目的更换发电机，但是故障现象并没有消失。此时我们重新理清思路，请示领导，经过领导的指导，我们重新测量继电器两端的压降及继电器线圈的电阻，发现继电器

15、两端的电压差竞达到2v之多，由此判断继电器故障。更换继电器，并装上原发电机控制组件和发电机，地面试车后故障现象消失。上述三次排故经历都给刚接触机务维护工作的我上了非常生动的一课。机务维护工作是一个不断积累和摸索的过程，扎实的理论基础，合理的假设推断，清晰的排故思路，在整个排故过程都十分重要，环环相扣。机组反应故障现象以后，机务人员自己一定要对故障现象有个全面的了解，除了与机组沟通以外，地面试车再次观察故障现象也很重要，通过g1000系统中飞行显示器查看故障警告，认真分析故障数据及故障现象，锁定故障部件或故障lru。对故障现象有个充分而全面的了解以后，经过认真的分析，得出初步的排故思路。要做到排除故障的时候少走弯路，丰富的工作经验固然重要，但是所有排故思路的得出都应该建立在理论基础之上，扎实的理论基础能帮助我们精准的锁定故障源，对于故障的排除显得尤为重要。【参考文献】1garmin公司.g1000系统航线维护指南s.2004-2005.2阎成鸿.cessna 172r型飞机机型培训教程m.航空工业出版社，2008.3garmin公司.g1000使用手册s.2005.4g