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摘要：随着飞机性能的提高，飞机机载用电设备及其用电量也大幅增加，电气系统在现代航空技术中的地位也越来越重要。但飞机在运行过程中，受到外部环境、外来物以及电网电压、负载性质、产品性能等各种因素影响，容易造成飞机电气系统故障。飞机电气系统一旦发生故障，将在根本上影响飞机的正常运行，因此需要提前对其进行故障诊断分析，找出非正常状态下的信号信息，排查故障潜在的隐患，避免各类安全事故的发生，提高飞机运行稳定性和安全性。因此，对飞机电气系统故障诊断技术进行研究非常有必要。
关键词：发电机；电气系统；故障；诊断
1.飞机电气故障诊断概述
飞机电气故障是指飞机电气系统中其中某环节出现功能丧失或错误，其实质可能是逻辑设计潜在缺陷、元器件损坏或者偶发性故障。飞机电气故障的分类方法主要有2种。（1）按丧失工作能力的程度分为局部故障和完全故障。局部故障是飞机失去了一些工作能力，但仍然能够为飞机系统提供部分的电能支持，仅降低了使用性能的故障。而完全故障，则意味着飞机完全丧失工作能力。（2）按发生的后果分为一般故障、严重故障和致命故障。一般故障是指飞机运行中能及时排除的故障或不能排除的局部故障。严重故障是指飞机运行中无法排除的完全故障。致命故障是指导致飞机造成重大损坏或重大人员伤亡的故障。
2.飞机电气系统的基本组成
2.1飞机电源系统组成
飞机的电源系统一般由主电源、应急电源、辅助发电、地面电源接口、应急电源等装置组成。其中，LS/G是左起动发电机，RS/G是右起动发电机；APU是辅助动力装置，GCU是发电机控制组件；EPCU是电力电能控制单元，ECS是环境控制系统。；
2.2飞机配电系统组成
目前先进飞机的配电系统通常包括一次配电设备、二次配电设备、供电管理中心、汇流条功率控制器BPCU（BusProtec－tionandControlUnits，总线保护控制器）等。其中供电管理中心需具备自检测功能，能够将相关信息上传给飞机或地面。并能够实现对主电源状态、二次电源状态、应急电源状态、专用电源状态、次电状态、二次电状态、汇流条功率控制状态的监控。同时供电管理中心还能够通过总线接收飞行状态与指令，并传递给相应二次配电装置，实现配电管理与控制。
3.飞机电气系统故障和诊断方法
3.1电气系统主要故障源分析
由于飞机电气系统在运行过程既有飞机之外的因素，包括外来不明飞行物、大气压力与温度以及恶劣天气等，也有飞机自身的原因，包括负荷性能、产品质量、电网电压以及安装环境等。电气系统故障类型、原因和特点概括如下。
（1）电缆机械损伤以及绝缘老化。机械损伤：工人在施工过程中拉力过大或者拐弯半径过小或者在铺设过程中损坏电缆绝缘层，可能导致线路插头插钉部位断丝，引起断路。还有，电缆与结构或者设备间距过小，飞机在运行过程中，由于高震动电缆与结构或者设备干涉引气电缆磨损，导致线路短路。绝缘老化：电缆运行一段时间后，其绝缘性能逐渐劣化，并长期受热辐射、过负荷工作，周围有与绝缘材料起不良化学反应等都会导致电缆过早老化。（2）用电设备故障。
包括发动机控制电气系统故障、燃油控制电气系统故障、环境控制电气系统故障以及告警系统故障等。主要原因为设备内部线路故障，供电的电压电流由于传输过程中的损耗等原因导致与用电设备不匹配，造成无法工作，其他用电设备对其用电设备供电电缆的干扰，如电磁干扰等问题，造成不能正常工作等问题。
3.2常用故障诊断方法
（1）目视检查诊断法。一般情况下，飞机的电气系统出现故障时，会出现一些比较明显的情况，比如发热、冒烟、导线磨损等，对于这些故障的诊断，一般只需通过人体的视觉、嗅觉等方式就能够准确找出飞机所出现故障的具体部位。（2）借助于实验设备测量法。方法有电压表、万用表、电线导通绝缘等。当电气系统进行机上功能检查试验时，发现系统不能正常工作时，可能是电缆故障和用电设备故障。判断电缆故障时，可使用万用表，测量线芯与屏蔽层的绝缘性或者线芯与地之间的导通性，判断线路是否短路或者断路现象发生。判断用电设备故障时可以借助一些专用仪器设备，如大气数据测量仪。根据用电设备的性能判断设备故障原因。（3）系统原理分析法。随着现代科学技术的不断发展，飞机上用电设备越来越多，其结构也越来越复杂，只有充分掌握飞机各个系统原理，从原理入手。深入学习不同部件故障表现故障现象的差异，提高判断的准确性，从而能更准确的进行故障定位、分析和诊断。（4）串件法。这样方法在一般排故中较为常见。通常的做法是对串“疑似故障件”，如故障转移，则可确定疑似故障件故障。但也应注意串件带来风险，有些航司已有明确禁止串件清单；有些飞机制造商明确禁止串件。进行串件判断故障需要遵循相应规定执行。
3.3基于故障树的飞机电气故障方法分析
飞机电气系统设备故障主要表现在发动机电气控制系统故障、燃油电气系统控制故障、环境控制电气系统故障以及告警系统故障等。这些故障现象的发生对飞机运行安全性与稳定性影响严重，需要采取有效的故障诊断技术确定故障发生原因，并针对故障种类与表现形式来确定处理措施，降低各类故障对各子系统的影响。
故障树分析方法采用自上而下的方法来寻找导致此事件发生的直接原因和间接原因，它从一个可能会发生的事故开始，最终追溯到基本原因事件，并把这些事件的因果关系用逻辑关系图表示出来。故障树是一种特殊逻辑因果关系图，形似倒立树状结构，它用逻辑门、事件和转移等基本符号描述系统中各事件之间存在的因果关系。分析故障树能快速有效的找到此事件发生的基本原因，提高飞机电气系统故障诊断效率。
故障树分析方法有以下一些特点。首先，根据故障树逻辑结构图对事件的因果关系能清晰、简洁、全面地表达出来。它从系统开始，通过逻辑符号绘制出的逐渐展开成树状的分支图来分析故障事件发生的概率，使有关人员能全面了解此事件发生的要点和措施。其次，故障树既可以对系统故障做定性分析，又可以做定量的分析，通过定性分析，可以确定各基本事件对顶事件影响的大小，以及对各基本事情所采取安全措施的先后顺序。通过定量分析，能确定各基本事件的概率，进而计算出顶事件发生的概率，有助于对事件进行量化处理。
总结
本文通过对飞机电气系统故障原因以及常用故障诊断法对电气系统故障进行了诊断分析，同时运用故障树分析法对飞机电气系统故障原因进行分析，极大地提高了设计人员对飞机故障的诊断预测能力。随着故障诊断方法的不断发展及应用，为更有效地分析电气系统的故障及其诊断，多种方法的综合应用必将成为趋势。
参考文献
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[1]多电飞机电气系统的故障诊断研究[J].谢致清,杨柳,罗彦侠.科技风.2015(06)