A320系列飛機(jī)引氣探測環(huán)路故障分析與排除

王瑞鶴

摘要：針對A320系列飛機(jī)引氣探測環(huán)路故障頻發(fā)的狀況，通過分析系統(tǒng)的工作原理并結(jié)合多年排故經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了一套基于故障樹的引氣探測環(huán)路的故障診斷方法，實(shí)踐證明該方法具有創(chuàng)新性和實(shí)用性，能夠?yàn)橐龤庀到y(tǒng)故障排除提供參考。

關(guān)鍵詞：引氣；滲漏探測；環(huán)路；故障樹

引氣探測環(huán)路故障是A320系列飛機(jī)的常發(fā)性故障，因其探測元件多且位置分布廣，其中任何一個部附件的輕微損壞、探測元件性能衰退等因素都可能導(dǎo)致故障的發(fā)生。一旦發(fā)生故障，徹底排除需要大量的人力和時間，對飛機(jī)放行和航班運(yùn)行造成極大影響。同時，引氣滲漏探測系統(tǒng)是保證飛機(jī)持續(xù)適航的重要組成，A320系列飛機(jī)清晰的故障處理思路可為國產(chǎn)大飛機(jī)的研究設(shè)計使用提供借鑒。本文采取基于故障樹的故障診斷方法對飛機(jī)引氣滲漏探測的典型故障進(jìn)行分析。

1 環(huán)路工作原理

A320系列飛機(jī)的引氣滲漏探測環(huán)路監(jiān)控機(jī)身、吊架、大翼和APU艙的熱空氣管路，防止引氣滲漏或管道破裂損傷了熱空氣管道附近的結(jié)構(gòu)和附件。如圖1所示，探測環(huán)路由交輸活門處分為左區(qū)域和右區(qū)域，每個探測系統(tǒng)獨(dú)立工作，APU引氣探測環(huán)路和左大翼引氣探測環(huán)路以APU檢查活門為分界點(diǎn)。整個系統(tǒng)由兩臺BMC引氣管理計算機(jī)及7條探測環(huán)路組成，其中大翼和機(jī)身為雙環(huán)路，吊架和APU艙為單環(huán)路。BMC1監(jiān)控左右大翼的A環(huán)路、左吊架和APU環(huán)路，BMC2監(jiān)控左右大翼的

B 環(huán)路和右吊架環(huán)路。

滲漏探測環(huán)路由若干過熱探測元件串聯(lián)構(gòu)成。探測元件沿著左右機(jī)翼、發(fā)動機(jī)吊架、機(jī)腹、機(jī)身的引氣管路鋪設(shè)，對管路滲漏進(jìn)行監(jiān)測。駕駛艙各類顯示組件和燈光對系統(tǒng)探測到的故障進(jìn)行顯示。單個滲漏探測元件如圖2所示，外層用鉻鎳鐵合金密封，內(nèi)芯材料為固體鎳，外層金屬與內(nèi)芯之間的材料為間隙結(jié)構(gòu)的陶瓷氧化鋁，間隙內(nèi)填充的是共晶鹽，其熔點(diǎn)較低。整條探測環(huán)路的阻抗值隨著周圍溫度的上升而下降（大翼和機(jī)身環(huán)路探測元件的臨界溫度是124±7℃，吊艙是204±12℃）。當(dāng)探測環(huán)路附近發(fā)生熱引氣滲漏而達(dá)到臨界溫度時，環(huán)路探測元件外套和內(nèi)芯之間的阻抗值會快速下降，內(nèi)芯導(dǎo)體接地，BMC給出一個警告信號。

據(jù)統(tǒng)計，2016～2017年上半年，某航空公司A320系列機(jī)隊(duì)發(fā)生的35起環(huán)路故障中的33起都是大翼環(huán)路故障，故以大翼引氣探測環(huán)路故障為例進(jìn)行分析。根據(jù)電路邏輯（見圖3）可知，雙環(huán)路探測環(huán)路工作時采用的是“與”邏輯。當(dāng)雙環(huán)路探測到過熱或者一個環(huán)路探測到過熱而另一個環(huán)路不工作時，引氣管理計算機(jī)（BMC）將給出滲漏信號，觸發(fā)相應(yīng)的警告“L（R）WING LEAK”，并自動關(guān)閉交輸活門和同側(cè)的引氣活門；如果一個環(huán)路探測到過熱而另一個環(huán)路沒有探測到過熱，則系統(tǒng)認(rèn)為是假信息，此時BMC將給出故障信息“L（R）WING LOOP A（B）”，并在ECAM顯示器的系統(tǒng)頁面顯示“AIR BLEED”的維護(hù)信息；如果探測環(huán)路內(nèi)部的芯線出現(xiàn)斷路或接觸阻值過大，BMC將給出故障信息“L（R）WING LOOPA（B） INOP”。

2 典型故障處理與排除

為了使排故思路更加清晰明了，采用故障樹分析法，以大翼引氣環(huán)路故障為頂事件T，故障類型為中間事件M，故障原因?yàn)榈资录，組成故障樹。

故障樹分析法的目的在于尋找頂事件發(fā)生的原因及其原因組合，即識別頂事件發(fā)生的所有故障模式，幫助判明潛在的故障，以用于指導(dǎo)故障診斷。

如圖4所示，根據(jù)最小割集上行法由T=Mi U M2，Mi=xi U X2，M2=X3 U X4U X5U X6得到T=X1 U x2U X3U X4U X5U X6。

由故障樹可知，大翼引氣環(huán)路故障主要表現(xiàn)在以下兩個方面。

2.1 雙環(huán)路故障

中間事件Ml雙環(huán)路故障顯示的故障信息為“L（R）WING LEAK”，此時首先應(yīng)區(qū)分是真實(shí)存在漏氣還是雙環(huán)路同時故障。可在關(guān)閉引氣10分鐘后利用環(huán)路測試儀分別測量雙環(huán)路的阻抗，若阻抗正常，則可判斷為真實(shí)漏氣，需接通引氣，逐段尋找漏氣點(diǎn)。

需要注意的是，在夏季非常炎熱的中午時間，環(huán)境溫度過高也可能導(dǎo)致LEAK警告，此時只需與機(jī)組溝通，先將飛機(jī)的襟縫翼放下進(jìn)行散熱，或采取合適必要的降溫措施使警告消失，由此來判斷是否為真實(shí)漏氣。只要警告不繼續(xù)出現(xiàn)，不影響飛機(jī)的放行，即排除最小割集Xl對故障的影響。

2.2 單環(huán)路故障

中間事件M2單環(huán)路故障包含X3、X4、X5、X6等四個方面的最小割集。

1）對于最小割集X3，顯示故障信息“L（R） WING LOOP A（B）”，說明機(jī)翼環(huán)路中存在短路。此時可以斷開相應(yīng)BMC計算機(jī)，在計算機(jī)插座上測量環(huán)路對地阻抗（即環(huán)路內(nèi)芯與殼體之間的阻抗），如果環(huán)路總阻抗值低于警告門檻值（lOkΩ），則認(rèn)為該環(huán)路有問題。由圖3看出，一段完整的環(huán)路共有14個（或9個）探測元件組成，其中任一或多段環(huán)路性能下降均會出現(xiàn)警告。要隔離出故障環(huán)路，只有逐段測量環(huán)路阻值。由于環(huán)路數(shù)量較多，采取二分法可以節(jié)省排故時間（圖5所示）。查找時，應(yīng)結(jié)合環(huán)路接近難易程度來具體分析，或優(yōu)先選擇打開安裝了較多連接點(diǎn)的蓋板，確保一次便可排除更多的非故障探測元件，迅速縮小排故范圍。

由于探測元件一般安裝在機(jī)翼、吊架等位置，受高頻低幅振動和高溫等因素的影響，元件性能容易衰退。當(dāng)元件性能衰退到一定程度時，就無法完成既定的功能，即在沒有到達(dá)預(yù)設(shè)告警溫度時就會接地，從而產(chǎn)生警告。且這些警告具有相當(dāng)?shù)碾[蔽性，往往是在地面測試BMC計算機(jī)結(jié)果正常，通過TSM程序測量探測環(huán)路的電阻值也正常。基于元件的工作原理，可以在地面通過情景再現(xiàn)的方法判斷元件的好壞。所謂情景再現(xiàn)，就是再現(xiàn)故障發(fā)生時的狀況，即使用加熱設(shè)備（如電吹風(fēng)等）對可能故障的探測元件進(jìn)行加熱，在加熱的同時使用溫度計監(jiān)控加熱區(qū)域的環(huán)境溫度，使用測試儀測量環(huán)路的電阻值。當(dāng)測量的電阻值突然下降時，記錄監(jiān)控區(qū)域的環(huán)境溫度值，如果該溫度值低于組件規(guī)定的預(yù)設(shè)告警溫度，則可以判斷所加熱的探測組件為故障件，否則為可用件。

2）對于最小割集X4，顯示故障信息“L（R） WING LOOP A（B） INOP”，說明機(jī)翼環(huán)路中存在開路，只需測量環(huán)路內(nèi)芯的連續(xù)性，故障的隔離方法同X3中短路情況一樣，利用二分法逐段查找出故障的環(huán)路。

3）對于最小割集X5，可以通過對調(diào)兩個BMC來判斷故障，相對難度較低，不再過多贅述。

4）對于最小割集X6，引起引氣環(huán)路故障的原因除了過熱探測組件本身故障外，還與組件的安裝位置、組件是否存在損傷、凹坑、腐蝕等情況有關(guān)。按照AMM手冊要求，安裝環(huán)路探測元件時應(yīng)根據(jù)管線的實(shí)際長度和固定夾的具體位置來調(diào)節(jié)探測元件的松緊度，以使探測元件能夠均勻地分布在引氣管路旁邊，安裝完成后要檢查環(huán)路探測元件的具體位置，確保探測元件與附近引氣管路之間距離大于12.7mm，否則會由于飛機(jī)運(yùn)行時的機(jī)身振動造成探測元件的磨損和斷裂；不能過度彎曲元件管線；元件表面磨損/凹坑最大的允許損傷深度為0.05mm，凹坑最小的損傷直徑為1.78mm（見表1）。這些都是在排故過程中需要檢查確認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)。

3 總結(jié)

通過分析A320系列飛機(jī)引氣滲漏探測環(huán)路的系統(tǒng)組成及其工作原理，建立了引氣探測環(huán)路典型故障的故障樹，為快速查找故障產(chǎn)生原因和有效排除故障提供實(shí)效參考，同時也為維修人員在日常飛機(jī)維護(hù)和其他故障排除中提供了基于故障樹的故障診斷方法的思路，為高效地保障航班的安全運(yùn)行提供有力保障。

參考文獻(xiàn)

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