某型飛機(jī)發(fā)電機(jī)供電系統(tǒng)一起典型故障的分析

劉志敏,李 賑,金明智

(空軍航空大學(xué),吉林 長(zhǎng)春 130022)

飛機(jī)的發(fā)電機(jī)供電系統(tǒng)是所有機(jī)載用電設(shè)備的基礎(chǔ)，其可靠工作對(duì)于保證飛行安全至關(guān)重要，所以一旦發(fā)電機(jī)供電系統(tǒng)發(fā)生故障，就必須立即發(fā)出告警信號(hào)，以便飛行人員能及時(shí)采取有效的處置措施，避免飛行事故。

筆者所維護(hù)的某型飛機(jī)采用橘黃色信號(hào)燈進(jìn)行告警，稱(chēng)之為發(fā)電機(jī)斷電信號(hào)燈，前后艙各一盞[1]。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到XX-XX轉(zhuǎn)/分時(shí)，飛機(jī)的發(fā)電機(jī)供電系統(tǒng)開(kāi)始向外供電，發(fā)電機(jī)斷電信號(hào)燈熄滅，表明發(fā)電機(jī)進(jìn)入正常的工作狀態(tài)；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速低于一定值時(shí)(約為XX-XX轉(zhuǎn)/分)，發(fā)電機(jī)斷電信號(hào)燈應(yīng)立即燃亮，表明此時(shí)發(fā)電機(jī)停止向外供電，轉(zhuǎn)由應(yīng)急電源(機(jī)上蓄電池)向機(jī)上用電設(shè)備供電，同時(shí)燃亮的發(fā)電機(jī)斷電信號(hào)燈在第一時(shí)間向飛行人員發(fā)出了“發(fā)電機(jī)斷電”的告警信號(hào)[2]。

近期，我部在組織地面試車(chē)的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)XX號(hào)飛機(jī)，在油門(mén)完全收回時(shí)，經(jīng)過(guò)10-15秒鐘以后，該機(jī)的發(fā)電機(jī)斷電信號(hào)燈才燃亮，完全不符合在油門(mén)完全收回時(shí)，“立即燃亮”的客觀規(guī)律。經(jīng)過(guò)反復(fù)多次檢查該機(jī)發(fā)電機(jī)供電系統(tǒng)工作時(shí)的其他參數(shù)均正常，由此筆者做出判斷：該機(jī)的發(fā)電機(jī)能正常地向機(jī)載用電設(shè)備供電，故障發(fā)生在信號(hào)燈電路。為了便于分析和理解，下面先介紹該型飛機(jī)發(fā)電機(jī)斷電信號(hào)燈電路的組成及工作原理。

1 發(fā)電機(jī)斷電信號(hào)燈電路的組成及工作原理

該型飛機(jī)發(fā)電機(jī)供電系統(tǒng)的核心控制部件為某型晶體管直流電壓調(diào)節(jié)器，該型晶體管直流電壓調(diào)節(jié)器由取樣比較及開(kāi)關(guān)放大電路、功率放大電路、啟動(dòng)電路、發(fā)電機(jī)斷電信號(hào)燈及反流割斷電路組成[3]。

由于是發(fā)電機(jī)斷電信號(hào)燈燃亮?xí)r機(jī)不正常，所以將故障歸結(jié)于發(fā)電機(jī)斷電信號(hào)燈及反流割斷電路，如圖1所示。

圖1 發(fā)電機(jī)斷電信號(hào)燈及反流割斷電路

*注：圖中虛線接其他電路，因未涉及其他電路，故未標(biāo)注

發(fā)電機(jī)斷電信號(hào)燈電路主要由晶體管T4、二極管D3、D4、D5、電阻R6和信號(hào)燈繼電器J組成，反流割斷電路則由二極管D組成。

當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓低于蓄電池電壓或發(fā)電機(jī)不向外供電時(shí)，反流割斷二極管D沒(méi)有電流通過(guò)而截止，此時(shí)由D3將A點(diǎn)電位拉低至0.6-0.7伏，使晶體管T4沒(méi)有基極電流而截至，信號(hào)燈繼電器J不工作，信號(hào)燈則由蓄電池供電，通過(guò)信號(hào)燈繼電器J的常閉觸點(diǎn)形成回路，斷電信號(hào)燈燃亮，表明發(fā)電機(jī)沒(méi)有向外部電路供電；當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓高于蓄電池電壓而向外部電路供電時(shí)，反流割斷二極管D中將有電流通過(guò)，從而產(chǎn)生正向管壓降(約為0.6-0.7伏)，此時(shí)A點(diǎn)電位為D和D3上的壓降疊加，約為1.2-1.4伏，T4導(dǎo)通，信號(hào)燈繼電器J工作，將常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，發(fā)電機(jī)斷電信號(hào)燈熄滅，表明發(fā)電機(jī)已向外部電路供電。

電阻R6和二極管D3是晶體管T4的固定偏置電路，其作用是確保信號(hào)燈電路能可靠工作，特別是在低溫條件下，因?yàn)樵诘蜏貤l件下，晶體管T4的死區(qū)電壓增加，反流割斷二極管D所產(chǎn)生的管壓降不足以使晶體管T4導(dǎo)通，因此設(shè)置了固定偏置電路。有此電路以后，不管是機(jī)上蓄電池或發(fā)電機(jī)供電，均可通過(guò)R6電阻和D3二極管形成回路，二極管D3便產(chǎn)生一定的管壓降。當(dāng)機(jī)上蓄電池供電時(shí)，由于反流割斷二極管D中無(wú)電流通過(guò)，二極管D3所產(chǎn)生的管壓降便加不到晶體管T4上，晶體管T4不工作，即：處于截止?fàn)顟B(tài)，信號(hào)燈繼電器J不工作，信號(hào)燈則由蓄電池供電，通過(guò)信號(hào)燈繼電器J的常閉觸點(diǎn)形成回路，發(fā)電機(jī)斷電信號(hào)燈燃亮，表明發(fā)電機(jī)沒(méi)有向外部電路供電。所以必須是在發(fā)電機(jī)供電時(shí)，R6電阻和D3二極管中有電流通過(guò)，反流割斷二極管D中也有電流通過(guò)，D和D3兩個(gè)管壓降相加，共同作用在晶體管T4的基極和發(fā)射極之間，這就足以使晶體管T4導(dǎo)通，從而使信號(hào)燈繼電器J正常工作，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，發(fā)電機(jī)斷電信號(hào)燈熄滅，表明發(fā)電機(jī)已向外部電路供電。

同時(shí)R6也是二極管D3的限流電阻，二極管D4對(duì)晶體管T4起保護(hù)作用，二極管D5是信號(hào)燈繼電器繞組的續(xù)流二極管，起續(xù)流作用。

2 故障排除過(guò)程

發(fā)現(xiàn)故障后，筆者隨即分析了造成該故障的原因，主要有以下幾種可能：

第一，晶體管直流電壓調(diào)節(jié)器內(nèi)部故障，發(fā)電機(jī)斷電信號(hào)燈的燃亮及熄滅受晶體管直流電壓調(diào)節(jié)器的某一功能模塊控制，隨即對(duì)晶體管直流電壓調(diào)節(jié)器進(jìn)行了更換，故障未消失。

第二，發(fā)電機(jī)斷電信號(hào)燈繼電器J的觸點(diǎn)有粘連現(xiàn)象、銜鐵間隙變小或繼電器內(nèi)部復(fù)位彈簧發(fā)生形變等，造成斷開(kāi)時(shí)，不干脆，隨即對(duì)該繼電器進(jìn)行了更換，故障現(xiàn)象仍然存在。

第三，反流割斷二極管D損壞，一直處于弱導(dǎo)通狀態(tài)，從而使得晶體管T4也一直處于導(dǎo)通狀態(tài)，進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)斷電信號(hào)燈繼電器J不能發(fā)生轉(zhuǎn)換，發(fā)電機(jī)斷電信號(hào)燈也就無(wú)法“立即燃亮”，隨即對(duì)反流割斷二極管D進(jìn)行了更換，故障現(xiàn)象依然存在。

隨即筆者翻閱了系統(tǒng)原理圖冊(cè)[4]，詳細(xì)分析了其他可能存在的原因。在收油門(mén)時(shí)，發(fā)電機(jī)斷電信號(hào)燈之所以不能“立即燃亮”，究其根本原因就是發(fā)電機(jī)斷電信號(hào)燈繼電器J未“立即”發(fā)生轉(zhuǎn)換，造成該繼電器未發(fā)生轉(zhuǎn)換的原因是晶體管T4一直處于導(dǎo)通狀態(tài)，造成晶體管T4處于導(dǎo)通狀態(tài)的根本原因是因?yàn)辄c(diǎn)A較長(zhǎng)時(shí)間的處于較高電位狀態(tài)。既然更換晶體管直流電壓調(diào)節(jié)器后，故障現(xiàn)象仍然存在，那么說(shuō)明晶體管直流電壓調(diào)節(jié)器無(wú)故障。筆者又進(jìn)一步分析了晶體管直流電壓調(diào)節(jié)器與外電路的接線圖[5]，2號(hào)和5號(hào)插孔分別連接發(fā)電機(jī)的正、負(fù)極，為取樣比較及開(kāi)關(guān)放大電路引入發(fā)電機(jī)的輸出電壓，3號(hào)插孔連接發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁線圈，4號(hào)插孔連接發(fā)電機(jī)斷電信號(hào)燈繼電器，1號(hào)插孔接地，即：將晶體管T4的固定偏置電路接地，因此很有可能是1號(hào)線斷路后，導(dǎo)致A點(diǎn)的電位在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)一直處于較高的狀態(tài)，進(jìn)而導(dǎo)致了發(fā)電機(jī)斷電信號(hào)燈不能“立即燃亮”。分解該插頭證實(shí)：1號(hào)插釘確實(shí)斷路，重新焊接后，試車(chē)檢查發(fā)電機(jī)供電系統(tǒng)的工作情況，在收回油門(mén)時(shí)，發(fā)電機(jī)斷電信號(hào)燈隨即能“立即燃亮”，故障現(xiàn)象消失。

3 發(fā)電機(jī)斷電信號(hào)燈不能“立即燃亮”的原因分析

通過(guò)電路原理圖1，機(jī)上蓄電池的電壓經(jīng)固定偏置電路的R6電阻及D4二極管加在了T4晶體管的基極，1號(hào)插釘斷路后，無(wú)法及時(shí)降低點(diǎn)A的電位，使該點(diǎn)的電位一直處于較高的狀態(tài)，T4晶體管導(dǎo)通，發(fā)電機(jī)斷電信號(hào)燈的繼電器就無(wú)法發(fā)生轉(zhuǎn)換，從而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)斷電信號(hào)燈不能“立即燃亮”。油門(mén)收回后，轉(zhuǎn)為機(jī)上蓄電池供電，試車(chē)時(shí)必須打開(kāi)的其他用電設(shè)備將逐漸地消耗機(jī)上蓄電池的電能，A點(diǎn)的電位將逐漸降低到一定的電壓值，這時(shí)T4晶體管轉(zhuǎn)為截止，發(fā)電機(jī)斷電信號(hào)燈的繼電器發(fā)生轉(zhuǎn)換，發(fā)電機(jī)斷電信號(hào)燈燃亮，這一逐漸消耗機(jī)上蓄電池電能的過(guò)程大約持續(xù)10-15秒鐘，所以在收回油門(mén)后，經(jīng)過(guò)10-15秒鐘以后，該機(jī)的發(fā)電機(jī)斷電信號(hào)燈才能燃亮。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)這起非常典型的飛機(jī)發(fā)電機(jī)供電系統(tǒng)故障的排除，筆者得到以下兩點(diǎn)啟示：

第一，在維護(hù)飛機(jī)的過(guò)程中，廣大地勤人員必須認(rèn)真、仔細(xì)，針對(duì)某一故障現(xiàn)象，必須仔細(xì)分析所有可能的原因，切不可麻痹大意，放過(guò)任何一個(gè)疑點(diǎn)。飛機(jī)上的告警系統(tǒng)是在某設(shè)備或系統(tǒng)工作異常或嚴(yán)重危及飛行安全時(shí)，及時(shí)地向飛行人員發(fā)出告警信號(hào)，以便飛行人員能在第一時(shí)間采取正確的處置措施，如該機(jī)向飛行人員發(fā)出的“發(fā)電機(jī)斷電”告警信號(hào)，就滯后了10-15秒鐘，嚴(yán)重危及飛行安全，有可能帶來(lái)不可預(yù)知的嚴(yán)重飛行事故。

第二，在收回油門(mén)時(shí)，發(fā)電機(jī)斷電信號(hào)燈應(yīng)在什么時(shí)機(jī)燃亮，該型飛機(jī)的《技術(shù)使用維護(hù)說(shuō)明書(shū)》[6]、《維護(hù)經(jīng)驗(yàn)》及該型晶體管直流電壓調(diào)節(jié)器的《使用維護(hù)說(shuō)明書(shū)》中均未提及。在維護(hù)飛機(jī)的過(guò)程中，雖然我們常說(shuō)“不能把經(jīng)驗(yàn)當(dāng)作維修依據(jù)”，但從這起故障的發(fā)現(xiàn)到排除的整個(gè)過(guò)程來(lái)看，經(jīng)驗(yàn)在一定程度上可以輔助維修過(guò)程，此故障的發(fā)現(xiàn)正是因?yàn)樵摍C(jī)的發(fā)電機(jī)斷電信號(hào)燈不能像其他飛機(jī)那樣，不能像以往試車(chē)時(shí)的那樣“立即燃亮”。所以，我們?cè)诰S護(hù)飛機(jī)的過(guò)程中，應(yīng)做到嚴(yán)格按《飛機(jī)維護(hù)規(guī)程》依法維修，同時(shí)也應(yīng)該認(rèn)識(shí)到經(jīng)驗(yàn)可以在一定的程度上指導(dǎo)維修過(guò)程，因此在維護(hù)飛機(jī)的過(guò)程中，我們應(yīng)及時(shí)總結(jié)維護(hù)經(jīng)驗(yàn)并適時(shí)加以推廣、交流。

[1] 桂德東,王國(guó)貴.某型飛機(jī)電氣設(shè)備與維護(hù)講義[M].長(zhǎng)春:空軍第二航空機(jī)務(wù)學(xué)校出版社,1983:131-143.

[2] 空軍裝備部.某型飛機(jī)維修工作操作卡·第二冊(cè) [Z].北京:空軍裝備部,2008:22-00-05.

[3] 5705廠.某型晶體管直流電壓調(diào)節(jié)器產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)[Z].沈陽(yáng):5705廠,1980:4.

[4] 國(guó)營(yíng)320廠.某型飛機(jī)系統(tǒng)原理圖冊(cè)[Z].南昌:國(guó)營(yíng)320廠,2007:16.

[5] 國(guó)營(yíng)320廠.某型飛機(jī)裝配圖冊(cè)[Z].南昌:國(guó)營(yíng)320廠,2007:15.

[6] 國(guó)營(yíng)320廠.某型飛機(jī)技術(shù)使用維護(hù)說(shuō)明書(shū)[Z].南昌:國(guó)營(yíng)320廠,2007:9-07.