MA60渦槳飛機螺旋槳加溫系統(tǒng)改進研究

摘 要：MA60（新舟60）型飛機螺旋槳加溫除冰系統(tǒng)是飛機的主要系統(tǒng)之一，部分MA60飛機在外場出現(xiàn)螺旋槳燒蝕問題而引發(fā)的飛機停場、更換槳葉給航空公司帶來了巨大的經(jīng)濟損失。因此，迫切需要以螺旋槳加溫應用研究為基礎，通過其電氣元件的安裝分布、電氣構成進行原理分析，探索建立更可靠、更穩(wěn)定的MA60型飛機螺旋槳加溫除冰系統(tǒng)思路，并對改進思路進行可行性論證。

關鍵詞：渦槳飛機；螺旋槳；加溫除冰

螺旋槳是飛機動力系統(tǒng)的重要組成部件，槳葉在高速旋轉時產(chǎn)生兩個力，一個是牽拉槳葉向前的空氣動力，一個是由槳葉扭角向后推動空氣產(chǎn)生的反作用力，在兩種力的共同作用下推動飛機飛行。MA60渦槳飛機上采用的加溫系統(tǒng)屬于飛機除冰系統(tǒng)的一部分，在飛行過程中，飛行員可根據(jù)飛行區(qū)域的結冰警告程度選擇使用，本文結合飛行中發(fā)生的故障案例分析，對該系統(tǒng)的工作原理及改進防差錯思路進行敘述。

1 螺旋槳加溫系統(tǒng)概述

MA60 型飛機上安裝的防冰系統(tǒng)，是保證飛機在整個飛行過程中遇到嚴重結冰情況時能夠除冰，或者預感到飛機將要進入結冰區(qū)域時，提前使防冰系統(tǒng)進入工作狀態(tài)，防止不允許結冰的部位結冰，以確保飛機的飛行安全。

當飛機飛入結冰區(qū)時，使用螺旋槳加溫系統(tǒng)可以防止螺旋槳結冰，系統(tǒng)與發(fā)動機滑油壓力開關和起落架觸地開關聯(lián)鎖，只有當發(fā)動機滑油壓力高于（0.276±0.041 4）MPa（40±6 psig）時，并且當起落架離地時才允許加溫。通過給螺旋槳槳葉前緣進行電加溫除冰，保證螺旋槳的正常運轉，保持發(fā)動機的動力。螺旋槳加溫系統(tǒng)示意如圖1所示。

2 槳葉燒蝕故障概述

2.1 故障現(xiàn)象

2016年10月11日，一架MA60飛機在進行航后檢查時發(fā)現(xiàn)右螺旋槳1#槳葉發(fā)生燒蝕現(xiàn)象，槳葉燒蝕尺寸為最長76 mm，最寬23 mm，最深4.2 mm，已超出維修手冊范圍，需更換新槳葉。

2.2 故障分析

飛機從候機樓到停機坪約800 m距離，因沒有牽引車所以機組采用單發(fā)滑行方式將飛機滑至停機坪，經(jīng)對飛行機組、跟飛機務多方了解，判斷為飛行機組誤操作導致槳葉燒蝕。產(chǎn)生故障原因應為航前對螺旋槳除冰系統(tǒng)進行檢查完畢后沒有將檢查開關置“OFF”位，飛機執(zhí)行完成航班后進行飛機單飛滑行至停機坪時未將定時器開關置于“OFF”位，造成飛機在地面滑行時進行除冰加溫，因為滑行發(fā)螺旋槳快速旋轉沒有損傷，但靜止發(fā)的槳葉出現(xiàn)大面積的燒蝕現(xiàn)象。為防止此類現(xiàn)象的發(fā)生，可對飛行機組人員進行培訓、提醒，從人為因素上減少此類誤操作的發(fā)生；也可研究此系統(tǒng)的工作原理，在線路上實施改進，增加防差錯線路。

3 螺旋槳除冰系統(tǒng)工作原理

控制面板上1號定時器與2號定時器互為備份，任一定時器故障后操作定時器選擇開關，轉為另一定時器工作方式。以定時器1為例進行左螺旋槳電熱除冰原理闡述。

3.1 除冰控制工作電路

定時器選擇開關置于“定時器1”，當飛機機輪離時起落架上的微動開關接通且當發(fā)動機滑油壓力高于（0.276±0.041 4）MPa（40±6 psig）時，左、右發(fā)滑油壓力開關的觸點接通，加溫選擇開關置于“輕微結冰”。正電從左直流斷路器板的正常匯流條→斷路器→左發(fā)滑油壓力開關的插孔→左發(fā)滑油壓力開關的插孔→左發(fā)滑油聯(lián)鎖繼電器的觸點→工作線圈→觸點→地。左發(fā)滑油聯(lián)鎖繼電器工作，正電從左直流斷路器板的正常匯流條→斷路器中繼電器序號→定時器選擇開關的觸點→定時器選擇開關的觸點→加溫選擇開關的觸點→加溫選擇開關的觸點→定時器1→二極管的正極→二極管的負極→定時器A →定時器的B →地。

正電從定時器1→左發(fā)滑油聯(lián)鎖繼電器→左滑油聯(lián)鎖繼電器→指示燈2→指示燈1點→地（1），左螺旋槳指示燈燃亮。正電從定時器1→左發(fā)滑油聯(lián)鎖繼電器→左發(fā)滑油聯(lián)鎖繼電器→接觸器1→接觸器2→地，接觸器工作。加溫正電115 CV從變頻交流斷路器板上的A相匯流條→斷路器→接觸器的觸點B1→接觸器的觸點B2→左發(fā)加溫組件的C孔→左發(fā)加溫組件的B孔→地，左發(fā)2，4號槳葉加溫。10 s后定時器1的C孔的信號消失，左加溫指示燈熄滅，即左發(fā)2，4號槳葉停止加溫，60 s后重復（1）。左發(fā)1，3 號槳葉，加溫右發(fā)1，3和2，4 號槳葉加溫原理類似。

3.2 螺旋槳除冰檢查（以定時器1為例）

定時器選擇開關置于“定時器1”當發(fā)動機滑油壓力高于（0.276±0.041 4）MPa（40±6 psig）時，左、右發(fā)滑油壓力開關的觸點接通。按下加溫檢查開關。正電從左直流斷路器板的正常匯流條→斷路器→加溫檢查開關→定時器選擇開關。其余檢查與除冰控制工作電路（1）相同。

3.3 警告（以左發(fā)為例）

當發(fā)動機滑油壓力低于（0.276±0.041 4）MPa（40±6 psig）時，左發(fā)滑油壓力開關的觸點接通，正電從左直流斷路器板的正常匯流條→左發(fā)滑油壓力開關的觸點→左發(fā)滑油壓力開關的觸點，集中告警燈盒上“左滑壓低”燈亮。

4 螺旋槳除冰系統(tǒng)防差錯思路

4.1 防差錯可行方法

從螺旋槳除冰系統(tǒng)的工作原理以及外場發(fā)生的案例可以看出，其系統(tǒng)本身以及機組誤操作均有可能導致槳葉燒蝕，因此我們迫切需要以螺旋槳加溫應用研究為基礎，通過其電氣元件的安裝分布、電氣構成進行原理分析，以工程實際應用為出發(fā)點，探索尋求避免誤操作導致嚴重后果的防差錯可行方法，根據(jù)螺旋槳除冰原理和飛行特性可知：

（1）飛機在地面單發(fā)滑行時，由于起落架上微動開關未接通，因此正常情況螺旋槳不能進行地面加熱，但使用地面檢查開關，可越過限制條件使其螺旋槳除冰控制電路工作來地面檢查螺旋槳除冰系統(tǒng)。

（2）飛機在飛行過程中螺旋槳加熱時，功率桿處在飛行慢車以上位置。

（3）飛機在飛行過程中除冰依靠選擇定時器來接通螺旋槳除冰系統(tǒng)，定時器選擇開關為3位開關，開關3個位置分別為定時器1，OFF，定時器2，在日常飛行中發(fā)現(xiàn)由于機組人員誤操作，可能在地面檢查時忘關閉“檢查”開關，如果單發(fā)滑行時錯誤的定時器開關不在中立位，就可能導致槳葉燒蝕故障，現(xiàn)在將功率桿微動開關“XK3/XK4”引入，給螺旋槳除冰系統(tǒng)增加限制條件，這樣便可防止誤操作而燒蝕槳葉。

4.2 改進效果

（1）改進后的渦槳MA60型螺旋槳除冰系統(tǒng)在正常飛行工作時與原MA60型飛機螺旋槳除冰系統(tǒng)操作和顯示完成一致。

（2）地面檢查通電時，需將發(fā)動機功率桿推至地面慢車以上位置，即微動開關XK3（左發(fā)）或XK4（右發(fā)）常閉微動開關不觸發(fā)電路就實現(xiàn)同路，其他與之前一致。

（3）在防差錯方面，即使飛行員在地面單發(fā)牽引飛機時出現(xiàn)了將“檢查”開關或“定時器”開關的誤操作，工作側的發(fā)動機功率桿在地面慢車以上位置則螺旋槳加溫工作，不工作側發(fā)動機即使出現(xiàn)上述的機組誤操作也因功率桿不在地面慢車以上位置而使不工作側螺旋槳加溫系統(tǒng)不會工作，也就可避免不工作側槳葉燒蝕再次出現(xiàn)故障。

5 結語

通過以上螺旋槳加溫除冰系統(tǒng)槳葉燒蝕而引發(fā)對系統(tǒng)原理的改進愿望，對螺旋槳除冰系統(tǒng)故障的分析和排除，進一步對除冰系統(tǒng)工作原理有了更深的認識和理解。通過故障總結與反思，已經(jīng)開始對現(xiàn)有系統(tǒng)進行嘗試改進，目前只是在理論上的可行性進行論證，此理論尚需經(jīng)多方努力和多次改進完善、試驗后得以驗證。

作者簡介：蔣鵬（1975— ），男，四川蓬溪。

Abstract： The MA60 aircraft propeller heating deicing system is one of the main part of the system of the aircraft. Some of the MA60 aircraft caused problems of aircraft stopped caused by the propeller ablation， the replacement of the paddle has brought huge economic loss to the airlines. Therefore， it is urgent to use heating propeller research as the foundation， through the installation and distribution of electrical components， to explore the idea of establishing a more reliable and stable MA60 aircraft propeller heating deicing system， and to improve the idea of the feasibility study.

Key words： turboprop aircraft； propeller； heating deicing