陈柯旭
中国民用航空飞行学院飞机修理厂 618300
摘要：SR20飞机飞行环境系统主要是通过传感器和皮托管等部件感受飞机外部环境，将外部环境数据通过各个相应的系统来辅助飞机的导航系统。本文主要对西锐SR20飞机的飞行环境系统的组成和基本原理进行介绍，并且对故障现象做初步分析。
关键词：飞行环境系统 原理 故障分析
正文：
随着我国民航业的快速发展，中国民用航空飞行学院作为民航飞行员的摇篮，积极引进各种新式飞机，为飞行员的培训保驾护航。其中SR20飞机也是作为极其成熟的机型以及独特的整机降落伞系统（CAPS），自2011年被我院洛阳分院引进作为初级教练机使用。随着飞行训练时间的增加以及SR20飞机使用时间的增长，各个系统的故障开始逐步增加。飞行环境系统作为保障飞机安全的重要系统，在日常维护中有着举足轻重的作用，因此了解和研究飞机环境系统，对机务人员非常重要。
一、SR20飞机飞行环境系统的组成和基本原理：
西锐SR20飞机的飞行环境系统主要由全静压系统、外界温度传感器、升降速度表、高度表、空速表、大气数据姿态航向系统（ADAHRS）等组成。
全静压系统（PITOT-STATIC）主要包括：空速管、高度编码器和备用静压开关等。位于机翼的空速管的全压孔通过感受冲压空气压力以提供全压，而空速管的静压孔负责感受和收集静压。当正常的静压孔被堵塞、损坏等无法正常使用时，备用静压开关可以将驾驶舱内的空气作为静压数据来源。感受到的静压通过必要的静压管路，会提供到空速表、升降速度表、高度表、高度编码器和高度转换器。高度编码器将得到的大气压力转换成电信号，该电信号通过高度转换器将数字信号换成一定编码格式信号向ADS-B和ATC等系统提供高度数据。
外界温度传感器（OAT）感受外界大气温度到大气数据计算机，大气数据计算机利用大气温度。升降速度表（VSI）和高度表在飞机上升或下降时，通过静压系统测量的静压变化率以及静压数值，将得到的升降速度和高度反映在机械仪表上。空速表是一个压差表，它计算冲压冲压空气压力与静压空气压力之差来指示飞机的空速，并用一个调节旋钮允许飞行员修正外界大气温度与压力高度。因此空速表可以以真空速和指示空速来显示。大气数据计算机处理来自全静压系统和外界温度传感器来的数据，提供气压高度、空速、升降速度、OAT信息到PFD或MFD，作为主飞行显示。
图：系统基本构造关系图
二、常见故障现象以及排故思路：
通过上述简单原理可以发现：全静压系统和温度传感器作为飞行环境系统的基础参数来源，通过基本参数进行简单的数模转换和数据处理形成可视化的飞行环境信息系统，在日常飞机维护过程中重要程度较高。实际统计发现：全静压系统和温度传感器故障率远高于备用仪表的故障率，下面是对常见故障现象对应的可能出现的故障情况作出列举和分析：
（1）现象：高度表显示上指示为一个固定值，升降速率显示为零，空速显示在爬升过程中示数减小。分析方向：静压孔堵塞或者静压管变形不通气。此时飞机得不到当前高度的静压数据，那么高度表显示上指示为一个固定值，并不会根据飞机的高度做出改变。由于此时静压不变，静压的变化率为零，故升降速率显示一直未零。在爬升过程中，由于全压减小，静压不变，根据“动压=全压-静压”得出动压会减小，故空速显示减小，反之该表在下降时显示增大。
（2）现象：升降速度表会出现一定量的指示摆动，空速表和高度表指示不准确。分析方向：静压管漏气或有水分。静压此时数值不准确，导致空速表和高度表指示不准确或得到错误响应；升降速度表在静压漏压的瞬间静压压力值不稳导致指示摆动，但是由于能得到最终的压差，该摆动最终会指示某个数值。
（3）现象：高度表指示不变，空速表指示错误。分析方向：动压管路堵塞或者变形。此时飞机得不到当前高度的全压数据，且恒定在一个固定的值。空速显示在爬升过程中，由于全压不变，静压减小，那么动压会增大，故空速显示增大，反之该表在下降时减小。
（4）现象：如果指示表现不稳定但幅度不大，其余交联指示良好，没有摆动现象。分析方向：全压、静压管或与接头固定不牢造成的过度震动。如果管路过度震动，压力源就会产生不稳定的现象。在未通电的条件下敲击指示有摆动的备用表，检查摆动幅度与运行时表现的不稳定是否一致，若一致则为该表本身内部指针问题与管路无关。如果敲击检查发现不一致，敲击产生的幅度比运行时表现的摆动幅度小，则为不稳定指示的备用表表后接头以及跟该表直接相接的管路安装不到位。
（5）现象：三个备用仪表显示正常，但是PFD上高度、升降速度、空速不能得到有效数据。分析方向有如下几个方面：
ⅰ）软件或构型错误：此时要检查PFD的PFD警告窗口或GDC构型、软件或错误数据的失效信息。如果出现构型失效信息等，则需对该系统重新构型或软件升级。
ⅱ）GDC74A大气数据计算机不在线或内部故障：此时要检查靠近MFD辅助-系统状态页面上是否有绿色的检查标志。如果显示为红色的“×”，则考虑更换大气数据计算机。
ⅲ）通过GDC的全静压管路有堵塞：堵塞后，系统接收的压力数据有异常，影响计算机的输出数据。
ⅳ）OAT传感器或者其接头故障：外部环境温度未被正确感受也会影响相应的参数数据，其中典型特征就是会影响真空速（TAS）。用温度计跟显示的温度做对比即可判断。
结语：通过以上的分析不难看出常见故障与全静压系统和温度传感器息息相关，后续做飞行环境系统排故工作时，参考以上排故分析能有效减少排故时间，增加多角度的排故思路，从而更好地维持航空器的正常运行。
参考文献：
[1]Airplane Maintenance Manual For the Cirrus Design SR20[S].
[2]Airplane Wiring Manual For the Cirrus SR20[S].
[3]Pilot’s Operating Handbook And FAA Approved Airplane Flight Manual for the Cirrus Design SR20[S].
陈柯旭（1992年12月），男，汉族，籍贯：内江。
职称：助理工程师，学位：工学学士。研究方向：电子信息工程（航空）