基于A320 機型的發動機滑油系統故障實時監控預警研究

■ 易瑋 遲曄 史秀宇/中國南方航空股份有限公司沈陽維修基地

1 發動機關鍵參數監控的現狀和意義

目前，世界范圍內對航空發動機滑油量等關鍵參數的監控還處于人工記錄和統計分析階段，不能完全做到實時監控，這種傳統方法診斷故障滯后，屬于事后判斷，無法達到實時監控預警的目的，也無法滿足日益發展的高質量發動機的管理需要。

建立發動機關鍵參數（油壓、油溫和滑油耗量等）實時監控預警系統，有助于提升發動機滑油系統故障實時預警能力。當捕捉到滑油系統關鍵參數超差時，預警系統實時發送自主編輯的滑油預警報文給地面郵箱，從而在第一時間捕捉到故障的發生，盡早發現發動機系統工作異常問題，及時采取措施安排相關排故運力，提升飛機的安全維護水平，達到“安全關口前移”的目的。該系統對于發動機預防空停，提升機隊整體安全裕度，完善發動機工程管理綜合業務能力將起到重要的作用。

2 關鍵參數實時監控預警的研究內容和技術方案

2.1 研究內容

1）A320 機隊滑油實時監控邏輯；

2）A320 機隊滑油實時監控功能ACMS 軟件實現；

3）A320 機隊地面預警分析功能實現；

4）A320 機隊滑油預警事件工程應對方案。

2.2 技術方案

采集南航A320 機隊的發動機QAR數據，通過對故障深入分析，對滑油系統關鍵參數超差預警門檻值和預警邏輯進行分析設定，建立故障診斷預警模型，實施完成A320 飛機發動機滑油系統關鍵參數的實時采集與預警傳送。當捕捉到參數超差時，以實時ACARS 報文的形式將自主編輯的滑油參數超差預警報文發送至指定的地面郵箱，依托機載ACMS 軟件建立滑油系統空中警告觸發機制，向地面發送警告信息，并集成于地面遠程診斷系統，為工程師提供一體化解決方案。

3 技術實施方案

3.1 工程實施步驟

1）收集機隊及故障案例數據，搭建故障模型，完成構型監控邏輯分析；

2）在A320 機型上根據機載軟件性能與模式實現監控邏輯；

3）完成觸發邏輯關鍵信息的QAR記錄，實現閾值參數航線調節功能；

4）裝機測試與驗證；

5）發布升級技術文件；

6）監控升級效果與問題反饋。

3.2 自主報文設計

本項目實時地將自主設計的ACARS 853 報文向地面發送超差報文信息，并集成于地面遠程診斷系統為工程師提供一體化解決方案，提升南航機隊整體安全裕度。當參數超差時，會觸發自主設計的發動機滑油監控報文，通過預置的報警CODE 代碼即可判斷故障類型，自主設計的853 報文信息如圖1 和圖2 所示。

圖1 LEAP發動機滑油實時監控報文

圖2 PW1100發動機滑油實時監控報文

3.3 自主設計的實時監控報文與傳統監控方式對比

使用發動機滑油實時監控報文前后對比如表1、表2 所示。

表1 LEAP發動機滑油實時監控報文使用前后對比表

表2 PW1100發動機滑油實時監控報文使用前后對比表

4 成果實現及應用推廣

4.1 某飛機左發空中漏滑油事件預警

2021 年3 月一架A320 飛機執行航班任務，15:38 離地，EMC 接收到本項目的實時預警報文，監控到空中左發漏滑油，立即與機組聯系，通知機組關注滑油參數，并通知相關部門安排調整后續航班。飛機16:45 正常落地。駕駛艙顯示左發滑油量為8.5QT，右發滑油量18.3QT。

地面檢查發現反推包皮6 點鐘位置有較多滑油痕跡，打開反推包皮檢查發現起動機周圍和起動機殼體處有較多滑油，拆開起動機磁堵檢查發現大量金屬屑，如圖3 所示。

圖3 某飛機滑油系統故障表現及磁堵情況

地面進一步排故發現起動活門在空中未完全關閉，引氣持續驅動起動機空轉，起動機長時間轉動導致內部失效并漏油。

本故障案例是對發動機滑油實時監控預警項目的成功運用，預警報文的成功觸發以及地面維護人員的及時反應和分析，并采取了有效措施，預防發動機空中停車，提升了飛機的安全維護水平，降低了潛在的維修成本。

4.2 推廣應用

截至2021 年11 月，本課題項目已在南航全部空客A320s 機隊進行安裝應用并取得成功，即將在其他機型上推廣實施。對發動機滑油系統的關鍵參數進行實時監控，一旦超差觸發實時預警報文發送地面，能夠實現第一時間有效預警空中滑油泄露等重大故障的目的。

5 結束語

大數據技術的發展為更好地取代現有數據采集方法并實現機上實時監控提供了條件，本成果可拓展應用于其他機型和系統的實時關鍵參數的監控預警，如應用于飛行參數實時預警，為更好地保障飛行安全提供有利支撐。