沈嘉 袁锋

摘要：本文主要介绍智能探头式大气数据系统，以及其使用中出现的典型技术问题。介绍典型问题分析方法和产生原因，并提出解决方案。

关键字：智能探头式大气数据系统指示空速真空速 高度 攻角

引言：随着航空电子设备技术不断发展，大气数据系统从分布式逐渐转变为具有高集成度、高可靠性的智能探头式大气数据系统，并越来越多的应用在新一代民航飞机上。智能探头式大气数据系统在使用过程中也出现了一些问题，为了解决这些问题，本文對典型技术问题进行了定位与分析。

1 智能探头式大气数据系统的简介

智能探头式大气数据系统通过智能探头头部及管身开设的总压口、静压孔及上下表面压力孔感受外部与飞行速度、高度及攻角相关的总压、静压和上表面压力，通过压力传递管路向计算机输入压力信号，接收总温传感器的信号、另一台大气数据计算机数据、综合控显器、燃油系统、显示综合处理机的信息，将气压高度、马赫数、指示空速、最大允许空速、真空速、大气总温、升降速度、大气静温、大气密度比、场压、攻角、和侧滑角等信号发送给各个系统。

2 智能探头式大气数据系统典型技术问题

在飞机设计时，为了保障飞行安全，一般配有两套甚至更多的大气数据系统。在飞行中，出现过大气数据计算机之间数据相差较大的情况。比如真空速相差8km/h～10km/h、高度相差10m～12m、指示空速相差5km/h～7km/h、攻角相差0.9°，这些数值均超出了大气数据系统对于数据一致性的设计要求。

3 定位与分析

为了定位与分析问题，往往需要查看记录的飞行参数进行后续分析。下面结合实例进行分析。

（1） 真空速不一致的问题

产生真空速不一致的原因有四个方面：总压不一致、静压不一致、马赫修正量不一致、总温不一致。

结合飞行数据分析，静压压力差符合设计要求，可以排除静压的影响;总温误差造成的真空速误差符合设计要求，可以排除总温的影响;总压压力差超差，不能排除总压不一致的影响;通过计算总压不一致导致真空速差值、两侧马赫修正量不一致造成的误差。从理论上分析，飞机左右机身对称，探头安装对称，两侧的马赫修正量应基本一致，由此可以确认马赫修正量不同导致左右真空速不一致。

（2） 高度、指示空速不一致的问题

产生高度不一致的原因有三个方面：总压不一致、静压不一致、马赫修正量不一致。

此问题分析与真空速不一致分析相同，因此气压高度不一致的原因可定位于左右总压不一致以及左右马赫数修正量不一致。

（3） 总压不一致的问题

产生总压不一致的原因有四个方面：压力传感器故障、气密性故障、左探头感受总压偏大、右探头感受总压偏小。

在地面进行压力精度测试，满足设计要求，可排除压力传感器故障的可能。气密性测试合格，可排除大气机气密性故障。对左侧探头进行风洞试验，探头的总压误差超差，可以确定左侧探头故障。对故障探头进行了滴水孔尺寸测量，发现滴水孔尺寸偏小，对其进行CT扫描，尺寸不符合设计要求。对右侧探头同样进行检查，符合设计要求，可排除右侧探头故障。

（4） 左右攻角不一致的问题

产生攻角左右不一致的原因有以下个方面：

1） 总压不一致

两侧总压差相同时，攻角误差符合设计要求可排除此因素。

2） 静压测量故障

两侧静压数据均符合设计要求可排除此因素。

3） 探头型面误差

对直管轴线与底座对称面的平行度进行测量，符合设计要求可排除此因素。

4） 安装误差

飞机上实测安装零位符合安装要求可排除此因素。

5） 攻角修正曲线不一致

查阅修正曲线，发现修正曲线左右不一致，根据真实攻角飞行数据及修正公式，进行攻角反算，指示攻角误差变大，说明左右修正曲线不一致扩大了攻角误差。

6） 攻角迭代插值表不一致

对攻角迭代插值表进行检查和验证，符合设计要求可排除此因素。

7） 侧滑角插值表不一致

对侧滑角插值表进行检查验证，符合设计要求可排除此因素。

8） 攻角插值表不一致

对攻角插值表进行检查验证，发现存在左右不一致的情况，不能排除此原因。通过攻角插值表反算攻角压力系数，发现攻角压力系数超差，对应攻角差值超差。对两侧大气机攻角插值表进行了修正和统一，对两侧攻角修正曲线也进行了统一（修正曲线均采用左侧大气机攻角修正曲线），并根据反算攻角压力系数重新计算了真实的攻角，符合设计要求。

可以确认左右大气机攻角插值表不一致， 左右修正曲线不一致是造成攻角不一致的故障原因。

4 解决方案

对于智能探头滴水孔尺寸超差导致的总压不一致问题，可以使用钻头对滴水孔做疏通处理，完成后需重新进行风洞试验，验证总压误差是否符合设计要求。

对于真空速、高度、指示空速不一致的问题，可以重新装订马赫数修正曲线，使左右修正曲线保持一致。

对于左右攻角不一致的问题，可以重新装订攻角插值表和攻角修正曲线，使左右攻角插值表和左右修正曲线保持一致。

解决方案是根据问题分析结果量身定制的，如果遇到其他的结论，则需结合实际情况制定解决方案。

5 结论

智能探头式大气数据系统属于新一代高集成度、高精度的产品。目前普遍采用换件的手段处理飞机故障，但针对问题进行分析，更能找出产品的缺陷或个例问题，对提升产品可靠性有很大帮助，为飞机提供更好的持续适航性服务。