某型飛機空調系統常見故障原因分析與處理方法探討

趙佳春 蓋承慧 王文浩

摘要：介紹了某型飛機空調系統常見的三種故障類型：地面無引射空氣、座艙無供氣、座艙供氣量少，對這三類故障的原因進行了研究分析，提出了排除此類常見故障的方法。

關鍵詞：空調系統；常見故障；處理方法

Keywords：air conditioning system；common fault；treatment

隨著飛機附件設計和制造工藝日趨成熟，某型飛機空調系統因部件故障造成的系統故障逐年減少，但因系統性能衰減和人為差錯造成的故障的比例卻隨飛機使用頻率的增多而逐年增加。本文對這類故障中常見的地面無引射空氣、座艙無供氣、座艙供氣量少故障進行分析。

1 空調系統工作原理

空調系統使用的空氣引自左右發動機第七級高壓壓氣機。來自高壓壓氣機的高溫、高壓空氣通過管路壓力調節器后分成兩路：一路經空氣-空氣散熱器、燃油-空氣散熱器、渦輪冷卻器三級冷卻和兩次除水后變成低溫、低壓干燥冷卻空氣，作為空調系統的冷路供給座艙和設備艙調溫及通風冷卻；另一路經空氣-空氣散熱器散熱后變成熱路空氣。冷、熱路空氣混合后經過流量調節器，在優先保證座艙供氣流量的條件下，按比例分配供給座艙和設備艙空氣流量。某型飛機空調系統工作原理如圖1所示。

2 地面無引射空氣故障

某型飛機發動機試車過程中，在進行座艙空調系統工作性能檢查時，發現空氣-空氣散熱器引射器排氣口無空氣噴出。

2.1 故障原因分析

在地面或放下起落架飛行時，空氣-空氣散熱器的散熱是通過引射器引射空氣對來自發動機高壓壓氣機的熱空氣進行冷卻。控制引射器關斷活門打開的電磁活門通電后，引射器關斷活門內腔與大氣連通，使關斷活門打開，將外界空氣引射進入空氣-空氣散熱器對熱空氣散熱。依據空調系統工作原理和故障現象分析，造成地面無引射空氣的原因有以下幾方面：

1）控制電磁活門工作的電氣線路或電磁活門自身故障，均可造成關斷活門活塞腔內無法產生壓力差，導致引射器關斷活門活塞無法克服活門彈簧力打開，從而造成無引射空氣。

2）電磁活門與引射器關斷活門進氣接頭之間管路密封性差，或電磁活門出氣接頭與大氣相通管路堵塞，均可能造成關斷活門活塞腔內無法產生壓力差，引射器關斷活門活塞無法克服活門彈簧力打開，從而造成無引射空氣。

2.2 故障排除

1）首先斷開與電磁活門相連接的電纜插頭，在給飛機供電后，測量電纜插頭上3號插孔是否有27±2.7V電壓，并測量電纜插頭上1號插孔應對地。若電壓和接地符合要求，安裝電纜插頭，給飛機供電后，用手觸摸引射電磁活門殼體，如果燙手，則說明電磁活門工作正常，如果不燙手，則判定電磁活門存在故障。

2）排除電磁活門電氣線路或電磁活門故障后，在發動機試車過程中，如果空氣-空氣散熱器引射器排氣口還是無空氣噴出，則需檢查電磁活門與引射器關斷活門之間管路密封性以及電磁活門出氣接頭與大氣相通管路是否堵塞。首先，檢查電磁活門進氣接頭與引射器關斷活門之間管路接頭外觀狀態和安裝固定是否存在不滿足使用要求的缺陷，并排除發現的相關缺陷。然后，將電磁活門出氣管路接頭斷開，用壓縮空氣從管路接頭吹氣，檢查發動機艙壁板上與管路相連接的通大氣孔是否有氣體噴出，若無氣體噴出，說明管路中有堵塞現象。拆開管路對導管進行吹洗，排除管路堵塞故障后重新安裝固定導管即可排除故障。

3 座艙無供氣故障

發動機試車過程中，在進行座艙供氣系統性能檢查時，發現座艙內供氣噴嘴無空氣噴出，但空氣-空氣散熱器引射器排氣口有空氣噴出。

3.1 故障原因分析

由于空氣-空氣散熱器引射器排氣口有空氣噴出，說明左右發動機高壓壓氣機引氣系統工作正常。根據飛機空調系統工作原理，以下幾方面原因可能造成座艙無供氣故障。

1）直流配電裝置上“空調信號”斷路器未接通、關閉空調系統電磁活門故障、電磁活門連接電纜插頭連接錯誤等原因均可導致管路壓力調節器供氣調節機構不工作，造成無供氣故障。

2）管路壓力調節器上控制裝置與關閉空調系統電磁活門連接管路密封性差，導致管路壓力調節器上控制裝置膜盒腔與外界環境相通，造成管路壓力調節器控制裝置上部活門打開，使管路壓力調節器上關斷裝置活塞兩端產生壓差，活塞在壓差作用下壓縮彈簧，從而使管路壓力調節器供氣調節機構關閉，造成無供氣故障。

3）管路壓力調節器自身故障。

3.2 故障排除

根據上述故障原因分析，造成“座艙無供氣”原因較多，在判定故障時可采用由簡到繁的原則，用排除法確定故障原因。

1）檢查直流配電裝置上“空調信號”斷路器是否接通，如果未接通，則可以判斷“座艙無供氣”故障是因斷路器未接通造成的。如果直流配電裝置上“空調信號”斷路器處于接通位置，則需檢查與關閉空調系統電磁活門連接的電纜插頭安裝位置是否正確。該位置并排安裝了兩個型號相同的電磁活門，一個活門是關閉空調系統電磁活門，另一個活門控制空氣-空氣散熱器引射器關斷活門打開電磁活門，該電磁活門電路是常開狀態，而關閉空調系統電磁活門電路是常閉狀態，如果錯誤地將引射器關斷活門電磁活門電纜插頭安裝在關閉空調系統電磁活門上，將導致關閉空調系統電磁活門工作，造成無供氣故障。

2）檢查管路壓力調節器上控制裝置與關閉空調系統電磁活門連接管路接頭外觀狀態和安裝固定是否存在不滿足要求的缺陷，排除發現的相關缺陷后，重新安裝固定導管。

3）在完成上述兩方面故障排查工作后進行發動機試車，打開座艙內供氣開關，檢查座艙內供氣噴嘴是否有空氣噴出。如果供氣正常，證明故障已排除；若無供氣，則判定是管路壓力調節器自身存在故障。更換管路壓力調節器，可排除無供氣故障。

4 座艙供氣量少故障

某型飛機空中飛行訓練時，飛行員反映飛行過程中座艙供氣系統供氣量少，影響座艙溫度調節系統工作性能。

4.1 故障原因分析

來自發動機高壓壓氣機的引氣經過三級冷卻后與熱空氣混合，經過空氣流量傳感器、流量調節器調節后，按比例分配供給座艙和設備艙的空氣流量。空氣流量傳感器是一個文氏管，進入座艙的冷、熱混合空氣經過流量傳感器，在文氏管進氣端與喉部出氣端之間形成的氣壓壓差信號經過管路傳送到流量調節器。當流量傳感器形成的壓差P≤10.8+00.49kPa時，流量調節器活門為全開狀態；當傳感器的壓差P≤8.80-0.49kPa時，調節器活門為全閉狀態。依據上述工作原理和故障現象分析，以下幾方面原因可能造成座艙供氣量少故障。

1）流量傳感器與流量調節器連接管路密封性不好，或流量傳感器上與進氣端、喉部出氣端相連接管路被外來物堵塞，均可造成流量傳感器的進氣端和出氣端之間形成的氣壓壓差值不滿足要求，使流量調節器的調節活門打開（調節活門正常位置為關閉位置），從而造成座艙供氣量減少。

2）流量調節器自身故障，導致供給座艙和設備艙的空氣流量比例錯誤，造成座艙供氣量減少。

4.2 故障排除

1）首先檢查流量傳感器和流量調節器之間連接管路接頭外觀狀態和安裝固定是否存在不滿足要求的缺陷，然后檢查流量傳感器、流量調節器上管路接頭是否有堵塞現象，排除發現的相關缺陷后，重新安裝固定導管。

2）進行發動機試車。打開座艙內供氣開關，檢查座艙內供氣噴嘴噴出的氣流量是否比排除管路故障前增多。如果供氣噴嘴噴出的氣流量沒有變化，則判定流量調節器存在調節故障，更換流量調節器即可排除故障。

5 結束語

本文分析了空調系統三種常見故障的原因及排除方法，要想準確判斷故障原因，必須熟悉系統工作原理，熟悉空調系統各附件的安裝位置，遵循由易到難的原則用排除法進行排除，才能快速、準確地確定故障原因并及時排除故障。

作者簡介

趙佳春，工程師，長期從事飛機機械專業裝配、調試及試飛技術工作。

蓋承慧，工程師，長期從事飛機特設專業裝配、調試及試飛技術工作。

王文浩，工程師，長期從事飛機特設專業裝配、調試及試飛技術工作。