SR20G6型飛機空中失速誤警告并觸發ESP故障分析

秦逸

摘要：介紹了一起西銳SR20G6型飛機空中失速誤警告并觸發ESP的典型故障，分析了故障發生的原因，提出了維護建議。對同類型飛行的日常維護及空中特情處置具有指導意義。

關鍵詞：失速；告警；電子穩定和保護系統

Keywords：stall；alarm；ESP

1 故障現象

一架西銳SR20G6飛機執行任務時，空中高度約1100m、速度約96nm/h、油門位置在功率60%，下降改平飛階段飛機出現失速警告。飛機當時空速76nm/ h，遠大于飛機構型失速速度71nm/h。該失速警告激活飛機的電子穩定和保護系統（ESP）的低速保護功能。機組根據飛機狀態判斷為誤警告，同時感覺飛機有下俯趨勢，機組判斷飛機已自動觸發低速保護，隨即通過按壓并保持駕駛桿上的自駕斷開開關（A/PDISC）臨時中斷ESP功能，操縱駕駛桿控制飛機狀態。

2 失速警告及ESP系統簡介

西銳SR20G6搭載了基于GARMIN的最新G1000 NXi集成平臺設計的Perspective+駕駛艙，具有先進的航電及增強信息處理性能，并具有自動駕駛系統。

SR20G6飛機的失速警告系統是氣動—電動失速警告系統。該系統由右機翼前緣上的失速警告孔、失速警告管路、失速警告壓力電門（見圖1）及集成電子組件和揚聲器等組成。失速警告壓力電門是膜盒式壓力電門，通過膜盒感受座艙環境壓力（該機型為非增壓座艙），通過失速管路感受機翼前緣失速警告孔處的壓力。當飛機處于小仰角、大速度飛行時，膜盒式壓力電門感受的負壓（管路內壓力低于座艙環境壓力）小于設定值或感受到正壓時（管路內壓力高于座艙環境壓力），壓力電門一直處于開路狀態，不會觸發失速警告；飛行中，當機翼仰角增大時，機翼前緣上的氣動駐點向下移動，駐點后的氣壓降低，膜盒式壓力電門感受到負壓，機翼仰角越大，負壓越大，當飛機接近失速速度時負壓達到設定值，壓力電門閉合，通過集成電子組件在駕駛艙GARMIN G1000 NXi系統PFD提示窗上顯示失速警告字符（STALL）（見圖2），并通過座艙揚聲器發出音響警告。

該機型安裝的GFC700AFCS自動駕駛系統中增加了ESP功能。在飛機自駕未接通、離地高度超過200ft以上飛行階段，當俯仰、橫滾姿態或速度超過設定的限制值，ESP功能會立即自動激活，相應的自駕舵機工作；舵機介入后桿力逐漸增大，操縱相應的舵面，自動修正飛機姿態，使飛機的姿態和速度恢復到設定的限制值內；當飛機姿態和速度恢復到正常的范圍內時，舵機施加的桿力會逐漸減小，ESP功能自動關閉。當飛機出現失速警告時，會自動激活ESP功能中的低速保護功能（見圖3），此時自駕俯仰舵機會自動接通，并操縱升降舵使飛機低頭，減小機翼仰角、提高飛行速度，并在駕駛桿上自動產生桿力，1.5s后桿力達到最大，失速警告消除2s后桿力消失。

系統還提供了中斷、關閉和超控ESP功能的方法：當ESP激活時，飛行人員可以通過按壓并保持駕駛桿上的自駕斷開開關（A/P DISC）臨時中斷ESP功能而進行手動飛行；也可以在飛機MFD（主飛行顯示器）上的AUX頁面人工開啟或關閉ESP功能（見圖4）；還可以直接在駕駛桿上施加操縱力實現人工超控。

3 排故情況

飛機落地滑回后，目視檢查失速警告孔狀況良好，無堵塞。地面通電檢查，飛機失速警告依然處于持續觸發狀態。15min后再次通電檢查，失速警告消失。

使用LAVERSAB Model 6300大氣數據測試儀連接飛機的失速告警系統，測試失速警告功能。失速警告觸發正常，關閉觸發條件后，失速警告消失延時超過90s。正常情況下失速警告消失應無延時。

全面檢查失速警告系統。目視檢查飛機失速警告孔、失速警告壓力電門、座艙內失速警告管路和相關電氣導線狀況良好、連接可靠。

進一步檢查，打開右機翼下表面檢查蓋板，目視檢查機翼內失速警告管路（透明塑料軟管，內徑約5.4mm），發現在距失速警告孔約30cm處的管路內有異常的黑色陰影（見圖5），疑似異物。使用氣體吹洗檢查失速警告管路，在失速警告孔處吹出異物（見圖6）：一條小蟲子（約10mm×3mm）、一只蜜蜂（約10mm×4mm）及兩小塊泥土（均約3mm×5mm）。清除異物后，測試失速警告系統功能一切正常。

4 故障分析

根據堵塞物分析，由于蜜蜂有鉆孔筑巢的習性，飛機停場期間蜜蜂鉆入失速警告孔后誤入失速警告系統管路，導致管路堵塞，且管路在機翼蒙皮下，通過目視檢查無法發現。

堵塞物位于失速孔與失速警告壓力電門之間，因堵塞物的限流作用，堵塞物與失速警告壓力電門之間的管路壓力變化存在遲滯效應，不能實時反映失速警告孔處的壓力。當飛機處于起飛、爬升改平飛階段時，管路內壓力與座艙環境壓力形成正壓或平衡壓，不會觸發失速警告。但在飛機下降過程中，由于堵塞物與失速警告壓力電門之間的管路壓力滯后于座艙壓力增大，將在失速警告壓力電門膜盒上形成負壓。堵塞越嚴重，限流作用越大，壓力遲滯越嚴重，失速警告壓力電門膜盒上產生的負壓也越大，越容易超過門限值而觸發失速警告。

由于失速警告管路內徑較小（僅5.4mm），管路堵塞較嚴重，造成失速警告壓力電門膜盒上產生持續超限負壓，飛機落地后失速警告依然保持在觸發狀態并持續一定時間。在地面采用設備測試時，在關閉失速警告觸發條件后仍然有長達90s的失速警告消失延時，也印證了這一點。

當產生失速告警時，自動觸發GFC700AFCS自動駕駛系統ESP的低速保護功能，系統自動控制飛機低頭下俯。

5 維護建議

1）制作飛機失速警告孔專用堵頭，地面停放時，安裝專用堵頭，防止外來物進入失速警告管路；

2）在飛機各級別定檢工作單中增加失速警告功能檢查內容；

3）在飛機漸進式維修的階段三和階段五中，增加吹洗失速警告系統管路工作。

6 結束語

失速警告系統會在飛機接近失速時向飛行機組發出警報。警告信息的真實性直接關系到機組對飛機狀態的掌握、操縱手段的選擇、處置措施的決策及飛機上所有人的生命安危。特別是對于安裝了GFC700AFCS自動駕駛系統的機型而言，產生失速警告時自動觸發ESP的低速保護功能，系統會自動操控飛機低頭下俯。如機組不能及時判斷飛機的真實狀態，不能正確處置，極有可能造成更加嚴重的后果。除了加強失速警告系統的日常維護外，飛行機組應充分了解ESP的控制邏輯，以便在誤警告時及時解除或手動超控。該案例對同類型機型的日常維護及空中特情處置具有借鑒意義。

參考文獻

[1] Cirrus. SR20G6 Airplane Maintenance Manual [Z].

[2] Cirrus. SR20G6 Airplane Flight Manual [Z].

[3] Cockpit Reference Guide for the Cirrus SR2x with Cirrus Perspective+ [Z].