CESSNA 525飞机 TCAS系统故障模式和规律研究
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作者:廖加伟 冯锐
摘 要：TCAS是一个复杂的系统，故障的分析和排除有很大的困难。我们总结的TCAS 系统常见的几种故障类型以及排故的思路以助于充分考虑各方面的因素，先易后难，大胆假设，细心求证，方便排除故障。
关键词：TCAS;故障;规律;排故
中图分类号：TB 文献标识码：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.27.103
TCAS是Traffic Alert and Collision Avoidance System空中交通告警和防撞系统的缩写，它是不依赖于地面空中交通管制（ATC）系统为飞机提供飞机防撞保护的机载设备。
我们学院的CE525飞机采用的是L-3通信公司的SKYWATCH HP SKY899A，它是新一代空中交通防撞系统（TCAS1），在飞行中进行飞机到飞机的 ATCRBS询问，当收到周围空域机载应答机的实时应答信号后，计算飞机范围、高度、接近率来划分交通范围并预测飞行冲突，具有交通咨询（TA）功能，并在EFIS上为飞行员显示周围35海里内的其他飞机。SKY899A能同时监控30架飞机。并显示8架最有可能与本飞机出现飞行冲突的闯入飞机。该系统没有 TCAS II的决断咨询（RA）功能，不能提前为飞行员提供避撞指令。SKY899A系统内置了ADS-B功能以便兼容将来的空中交通管制标准，但CJ未选装带有ADS-B（1090MHZ）功能的S模式应答机，因此该系统不发射ADS-B信息。
我院CESSNA 525飞机机载一套SKY899A型TCAS1空中交通防撞系统，包括一个TRC899收发机/计算机，一个NY156天线，系统构型模块和相关的电缆同轴电缆，TCAS信息显示在PFD和MFD上。TRC899A安装在机头电子设备舱内，SKY899A控制面板安装在中央操作台上，FMS系统CDU面板的上部，面板中间是三个TCAS1系统的按钮灯开关。
自CESSNA 525飞机引进以来，关于TCAS系统方面的故障多达几十次，其中包括：TCAS FAIL、TCAS测试不能通过，TCAS空中故障导致飞机返航等。这些故障的出现给飞行安全造成了极大的隐患，由于TCAS是一个复杂的系统，错综复杂，与许多系统有着相互交连，给故障的分析和排除造成了很大的困难。
前几年飞机的TCAS系统出现故障较少。我们排故的方法就是清洁插头和更换计算机，也较为简单实用。
比如2009年的B-7777飞机出现的TCAS FAIL警告灯亮的故障处理方法就是：“清洁TCAS计算机插头和天线的插头，地面通电测试工作正常。”
之后的一次TCAS测试不能通过的故障通过两架飞机进行串件进行对比确定是TCAS计算机的故障，对此计算机进行了更换，故障排除。
最近的一次故障则较为复杂。在2019年3月14日，B-3649飞机首次出现 TCAS FAIL警告，清洁计算机和天线，地面测试工作正常。 之后3月18日警告再次出现，这次不仅清洁计算机，还校准天线、测量了线路，都是正常情况。再之后的飞行交代机组观察如果出现故障时其它相关电子设备工作是否正常，重新接通跳开关是否能够消除故障。3月21日再次出现TCAS警告，飞机返航。机组反映未注意到有异常情况，在拔出跳开关再推入后，系统能够恢复正常。系统偶然出现故障，之后又一切正常，这样的故障最难排除。我们采取的方法是两驾飞机进行串件，继续飞行观察。之后的几天除了B-3649飞机以外，B-3644飞机也多次出现TCAS FAIL警告故障。再将库房的TCAS计算机串件实验时发现GPS的时间自动跳转为11-AUG-99，GPS出现了日期BUG，不知道是否会引起故障。更正日期以后再观察飞行，仍然偶尔出现同样的故障现象。直到4月中旬更新了导航数据库以后，TCAS FAIL故障才彻底消失。由此判定是导航数据库的软件问题引出的此次故障。这次排故虽然走了很多弯路，也让我们积累了很多宝贵的经验。
我们学院有7架CESSNA 525飞机，目前对于TCAS系统出现的很多故障处于探索之中，在TCAS计算机的测试在没有形成规范时，有时候甚至会把故障误判为TCAS计算机故障，进行外修，浪费资金。
所以我们急需掌握TCAS系统的故障模式、规律和处理方法，总结一套科学严谨的方案。
为此我们总结了一些常见的故障及处理方法，先易后难，方便排故。
（1）首先是TCAS 计算机故障，这是最常见的故障之一。计算机是TCAS 系统的核心，它要完成大量的计算任务，还具有发射和接收的功能。系统很精密，它装载在飞机前行礼舱下部，属于未增压舱。设备除了要受低温影响还会受到飞机颠簸、高空辐射、电磁干扰等客观因素的影响。这使得TCAS 计算机的故障率特别高。
TCAS计算机出现故障后最简单的方法是通过拔出跳开关让系统断电，然后再推入跳开关接通系统电源，观察系统能否恢复正常。因为它也和我们通常使用的电脑一样，偶尔会出现运算出错产生故障，重启系统就能自行恢复。 如果不能恢复正常也可以通过和其它飞机进行串件，观察故障是否转移，来确定是否是计算机出现的故障，避免因为偶发故障造成的送修带来的经济上的损失。
（2）应答机的故障也可以引起TCAS 系统故障。通常一架飞机上装有功能完全相同的两部应答机，只能选择其中的一部作为工作件，另一部作为备用，需要手动切换。如果在飞行时可以手动切换应答机，看故障是否排除。如果在地面通电则可以用IFR6000设备对应答机进行测试，判断故障。
（3）姿态航向系统故障。我们在地面进行检测时可以通过本机对调航姿系统的方法进行故障隔离。
（4）GPS计算机故障。包括GPS定位，导航数据库出现问题都有可能引起TCAS故障。此类故障较难判断，只有串件对比多次实验，再切换导航数据库等方法来一步步排查。
（5）天线及馈线故障。我们有一套完整的天线校正程序。通过电脑连接TCAS计算机的接口，再按照程序一步步的进行检测，可以判断天线的各方面参数是不是符合要求。
（6）线路故障，我们只能是依据线路图册。使用三用表测量线路的通断或者插头针角的电位来逐步排查。我们CE525飞机也已经14年了，虽然还未出现此类故障，但在以后的排故时也应该考虑这些情况。
以上就是我们总结的TCAS系统常见的几种故障类型以及排故的思路。由于TCAS与其它几个系统密切交联，有时候显示的同一个故障旗，却有可能是不同的系统故障所引起的。我们在日常的排故工作中，需要充分考虑各方面的因素，先易后難，大胆假设，细心求证，才能够又快又好地排除故障。
参考文献
[1]唐有才.飞机液压系统统故障多的原因探讨及对策[J].液压与气动，2009，（10）.
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