淺談某型飛機供油箱超壓的排故方法

李海 劉森 薛毅宏

摘要：針對某型飛機空中報供油箱超壓的故障現(xiàn)象，分析故障產生的引發(fā)因素，再結合實際經(jīng)驗和引發(fā)因素梳理排故思路，并通過飛參數(shù)據(jù)判讀和該型飛機燃油系統(tǒng)的輸油原理進行具體分析，針對可能性最大的故障因素實施有針對性的排故方案，并結合分析結果進行故障驗證，最終確定了導致故障的真正原因，排除了故障，并總結了相關的經(jīng)驗。

關鍵詞：燃油系統(tǒng);超壓;控制活門;副油箱

1 概述

某型飛機掛載左右機翼副油箱后，地面檢查各項數(shù)據(jù)正常，但在飛行過程中，飛行員聽到飛機后部傳來“嘭嘭”的聲音，同時“輸油泵”告警燈閃亮，查看故障清單，發(fā)現(xiàn)清單里報“供油箱超壓”，飛機空中放油后，故障未復現(xiàn)，飛機安全著陸。

通過飛行員的描述，本次故障有兩個重要的故障線索，“輸油泵”告警燈閃亮以及故障清單中報出的“供油箱超壓”。根據(jù)《某型飛機燃油系統(tǒng)系統(tǒng)手冊》，“輸油泵”信號燈燃亮由以下三種情況之一引起：1）前組或機翼油箱無油;2）前組或機翼輸油泵故障;3）供油箱超壓。結合本次故障清單中報出的“供油箱超壓”線索，可以考慮“輸油泵”告警燈亮是由供油箱超壓引起。因此，本次排故著重考慮供壓箱超壓的形成原因。

經(jīng)過分析，引起供油箱超壓故障，通常有幾種可能：1）供油箱油量過多引起超壓;2）供油箱氣壓過高引起超壓;3）供油箱壓力信號器故障;4）虛警誤報。

基于以上思路，首先需要查看飛參數(shù)據(jù)，再根據(jù)飛參數(shù)據(jù)的判讀結果進行具體分析。

2 飛行參數(shù)數(shù)據(jù)分析

根據(jù)以上排故思路，要分析這幾種超壓可能，需要查看飛參數(shù)據(jù)中的供油箱油量記錄、左右機翼副油箱油量記錄、左右機翼油箱油量記錄、前組油箱油量記錄、左右機翼副油箱油盡信號、供油箱超壓信號等。

通過查看以上飛參數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)有供油箱超壓信號間斷報出，說明不是虛警誤報;右翼副油箱油盡信號接通后又斷開，然后又間歇性通斷，屬于異常信號。部分飛參數(shù)據(jù)如圖1所示。

根據(jù)圖1，從時間點2770s開始，右翼副油箱輸出油盡信號，對照此時右翼副油箱剩余油量曲線剛好從高位平滑下降到低位，油量剩余54kg，表明此時右翼副油箱油量已經(jīng)耗盡，但在4200～4900s之間，右翼副油箱油盡信號又間歇性通斷，信號顯示右翼副油箱油量未盡，而對照該時間段內右翼副油箱油量曲線，剩余油量一直在50kg上下波動，說明右翼副油箱確實油量已盡，該段信號的出現(xiàn)屬于異常信號。

同時，在4200～4900s內，當右翼副油箱油盡信號出現(xiàn)異常時，供油箱間斷報超壓信號，表明本次故障就在該時間段內發(fā)生，但對照該段時間供油箱油量，油量數(shù)據(jù)在1060～1108kg之間波動，同時對比之前供油箱未超壓時的油量，油量數(shù)據(jù)在1023～1102kg之間波動，表明在故障段時間內供油箱油量和未發(fā)生故障時間段內油量基本一致，證明不是由于供油箱油量過多而引起的供油箱超壓。

經(jīng)過對飛參數(shù)據(jù)的分析判讀，已經(jīng)排除虛警和供油箱油量過多兩種可能，只需考慮供油箱氣壓過高和供油箱壓力信號器故障兩種可能。

由于異常飛參數(shù)據(jù)跟機翼副油箱有關，同時考慮到該架飛機之前未掛副油箱執(zhí)行任務時處于正常工作狀態(tài)，所以本次故障很可能是由掛載的機翼副油箱引起的。因此結合該型飛機燃油系統(tǒng)副油箱輸油原理，分析掛載副油箱可能導致供油箱氣壓過高的原因。

3 副油箱輸油原理簡介

3.1 副油箱正常輸油控制

副油箱靠引自環(huán)控系統(tǒng)的高壓氣體增壓輸油，按照先機翼副油箱后機身副油箱的輸油順序進行輸油。副油箱輸油原理如圖2所示。

在副油箱輸油時，環(huán)控系統(tǒng)引氣經(jīng)過單向活門、氣濾，并通過副油箱通氣增壓活門減壓后，再通過副油箱自封活門進入副油箱后艙，氣體將后艙的燃油經(jīng)過副油箱內部的通氣管輸至前艙，再由前艙沿輸油管、機翼副油箱加輸油控制活門、供油箱加油控制活門輸往左右供油箱。

當副油箱輸油（有懸掛信號且無副油箱油盡信號）時，機電管理計算機（USMC）將左右機翼油箱的加油控制活門上電關閉，并使相應副油箱的加輸油控制活門的輸油電磁閥上電打開。此時，前組油箱和供油箱中加油控制活門的開閉由相應油箱中的油面控制器信號控制。不帶副油箱或副油箱均油盡時，USMC發(fā)出指令使前組、機翼和左右供油箱的加油控制活門均斷電打開，加輸油控制活門的輸油電磁閥斷電關閉。

當機翼副油箱油盡時，油位信號傳感器中的油盡信號器發(fā)出信號至USMC，USMC發(fā)出指令分別關閉相應的機翼副油箱加輸油控制活門的輸油電磁閥，堵塞控制腔泄壓通道，增壓空氣沿輸油引壓單向活門進入控制腔，在控制腔壓力作用下活門關閉，防止增壓空氣進入供油箱。

當機翼副油箱油盡時，USMC在延時60s后使電磁活門通電打開，增壓空氣經(jīng)電磁活門進入機身副油箱并建立起增壓壓力，使機身副油箱開始輸油。燃油沿輸油管，經(jīng)機身加輸油控制活門、加油控制活門輸往左右供油箱。機身副油箱的輸油控制方式與機翼副油箱相同，油盡時，油位信號傳感器中的油盡信號器發(fā)出信號，使加輸油控制活門關閉。

3.2 副油箱超壓故障控制

在副油箱輸油時，當油面控制器和加油控制活門的機械和電氣聯(lián)合工作均失效時，供油箱出現(xiàn)超壓，則壓力信號器發(fā)出信號至USMC，USMC發(fā)出信號至燈光告警計算機，燃亮座艙告警板上的“輸油泵”信號燈，并將“供油箱超壓”信息發(fā)送至飛行員故障清單和維護故障清單，同時，USMC斷電關閉三個副油箱加輸油控制活門。

當超壓信號消失，USMC恢復對副油箱加輸油控制活門的供電，活門打開，副油箱又開始輸油。副油箱輸油控制原理框圖如圖3所示。

由圖3可知，當供油箱油量信號處于正常狀態(tài)，USMC收到供油箱超壓、供油箱滿油或副油箱油盡信號時，USMC發(fā)出信號至機電系統(tǒng)功率驅動盒1，關閉副油箱加輸油活門和供油箱加油控制活門，使副油箱停止輸油。當供油箱油量較少需要加大輸油時，USMC發(fā)出信號打開電磁活門，使機身副油箱也同時輸油。

4 故障原因分析

根據(jù)上述副油箱輸油原理可以看出，能使供油箱氣壓過高的原因只能是副油箱增壓空氣進入了供油箱。在正常情況下，當副油箱燃油輸盡時，副油箱中的油盡信號器發(fā)出信號給USMC，關閉副油箱加輸油活門和供油箱加油控制活門，從而使環(huán)控系統(tǒng)的增壓氣路不能進入供油箱。但是，通過飛參數(shù)據(jù)可以看出，右翼副油箱油盡信號器在副油箱油盡接通后又斷續(xù)切斷，發(fā)出副油箱有油的異常信號。根據(jù)副油箱輸油控制原理框圖，當副油箱油盡信號器發(fā)出油盡信號時，副油箱加輸油活門關閉，而其他信號正常，當副油箱油盡信號未發(fā)出時，USMC又再次接通副油箱加輸油活門和供油箱加油控制活門，這就為環(huán)控系統(tǒng)的增壓空氣進入供油箱提供了通道。

由于副油箱輸油的增壓空氣壓力較高，進入供油箱后很快引起供油箱超壓，供油箱的超壓信號使USMC發(fā)出信號至燈光告警計算機，燃亮座艙告警板上的“輸油泵”信號燈，并將“供油箱超壓”信息發(fā)送至飛行員故障清單和維護故障清單。同時，USMC斷電關閉三個副油箱加輸油控制活門。這就是在4200～4900s時間段內，右翼副油箱油盡信號斷續(xù)工作時，供油箱超壓信號頻繁發(fā)出的原因。供油箱空氣超壓后，增壓空氣沿通氣管進入通氣箱，再經(jīng)過通氣箱的通氣增壓活門，或超壓安全活門排出機外，由于超壓安全活門工作，通氣箱增壓氣體較多，導致飛行員在空中聽到“嘭嘭”的聲音。

綜上所述，認為本次故障是由于右翼副油箱油盡信號器故障引起了副油箱加輸油活門異常打開，進而使增壓空氣進入供油箱，最終導致供油箱超壓報故和輸油泵告警燈燃亮的故障現(xiàn)象。

根據(jù)分析結果，工作人員更換了右側機翼副油箱，并進行了副油箱校零位滿位工作，然后進行試車檢查，故障未再復現(xiàn)。

5 總結

通過以上故障的分析和相應的排故方法，最終排除了故障。對于外場來說，工作人員對飛機狀態(tài)的把控，對飛參數(shù)據(jù)的熟練運用，以及對飛機相關系統(tǒng)的了解，都有助于快速排除故障。關鍵在于能夠熟練運用各種信息，迅速形成排故思路，然后帶著問題思考故障產生的因素，再通過分析，針對可能性最大的因素實施有針對性的排故方案，并結合分析結果進行故障驗證，就能快速排除故障，提高保障效率。本文在此次排故中所進行的排故思路和逐步深入解決問題的方法，對該型飛機外場維護有著積極的指導意義。

同時，值得注意的是，此次飛機掛載的副油箱在掛裝之前一直停放在露天場地，停放時間有半年之久，雖然停放時對相關外露管路及插頭做了包扎，并且也在上面蓋了塑料布遮蔽，但長期停放在外，風吹日曬，難免會出現(xiàn)故障。在掛載副油箱之前，飛機燃油系統(tǒng)工作正常，但在掛載之后，執(zhí)行相關科目任務時就因副油箱油盡信號發(fā)生故障，這對日后開展維護工作有一定的教育意義。因此，建議副油箱在停放時應該放在專用庫房內，用專用堵頭堵好相關外露管路和插頭，并鋪上專用的副油箱蒙布，否則此類因存放不當產生的故障還會再次發(fā)生。