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        一起737NG機翼熱防冰系統(tǒng)失效故障分析

        2016-05-30 10:48:04李波
        科技創(chuàng)新導(dǎo)報 2016年14期
        關(guān)鍵詞:電磁閥故障

        李波

        摘 要:該文針對一起737NG飛機機翼熱防冰系統(tǒng)失效故障,對機翼熱防冰系統(tǒng)的控制部件及系統(tǒng)原理進行了簡介,結(jié)合防冰控制電門S3接通后,跳開關(guān)A6跳開的故障現(xiàn)象,從跳開關(guān)(A6)原理入手,確定機翼熱防冰控制系統(tǒng)至28 V DC控制電源的回路中出現(xiàn)了短路,對可能的故障原因進行分析,排除了因機翼熱防冰電磁閥線圈短路引起的機翼熱防冰系統(tǒng)失效故障,可為今后排除類似故障提供一定的參考。

        關(guān)鍵詞:機翼熱防冰(WTAI) 故障 A6 電磁閥

        中圖分類號:V26 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2016)05(b)-0004-04

        飛機機翼結(jié)冰會改變機翼的氣動外形,降低升力系數(shù),導(dǎo)致臨界攻角變小,破壞飛機的操縱性和穩(wěn)定性。737NG飛機機翼防冰系統(tǒng)采用了熱空氣防冰。其利用來自飛機發(fā)動機壓氣機經(jīng)過高、低壓活門及預(yù)冷氣控制系統(tǒng)進行壓力和溫度調(diào)節(jié)后的熱空氣,對機翼內(nèi)側(cè)3塊前緣縫翼進行加熱防止結(jié)冰,從而保證飛機機翼始終處于光滑的氣動外形,達(dá)到保證飛行安全的目的。飛機在地面和空中都會使用機翼熱防冰系統(tǒng)。

        1 故障背景

        2015年某公司B-XXXX機在某機場過站,機組反映機翼熱防冰系統(tǒng)失效。當(dāng)?shù)鼐S護人員檢查發(fā)現(xiàn)位于正駕駛背后P18-3面板上的A6“ANTI-ICE&RAIN ENGINE 1,ENGINE&WING CONTROL”跳開關(guān)彈出。復(fù)位后接通機翼熱防冰控制電門S3,A6跳開,故障再現(xiàn),于是初步判斷為機翼熱防冰系統(tǒng)的相關(guān)故障。隨后,故障隔離“更換了系統(tǒng)防冰控制面板P5-11,測試故障依舊;將系統(tǒng)防冰關(guān)斷活門和過熱電門的電插頭失效進行故障隔離,故障重現(xiàn)?!迸卸C翼熱防冰控制系統(tǒng)失效,航班取消,基地派人至該航站排故。

        2 系統(tǒng)介紹

        737NG飛機機翼熱防冰系統(tǒng)主要控制部件包括如下幾方面。

        (1)防冰控制面板P5-11,位于P5頭頂板,包括機翼熱防冰控制電門S3及邏輯控制電路與防冰關(guān)斷活門指示燈。

        (2)防冰關(guān)斷活門,左右發(fā)動機外側(cè)的機翼前緣各一個,控制來自發(fā)動機氣源系統(tǒng)的熱防冰氣流進入機翼防冰管道。

        (3)過熱電門(兩個),安裝于防冰關(guān)斷活門下游供氣管道上,僅防冰系統(tǒng)在地面工作時監(jiān)測防冰管道溫度,當(dāng)溫度達(dá)到125℃時關(guān)閉防冰關(guān)斷活門(注:任意一電門閉合接地,兩側(cè)機翼防冰活門都會同時關(guān)閉)。

        (4)防冰電門(兩個),位于中控臺下自動油門電門組件上,提供飛機起飛推力保護。

        (5)電磁閥(兩個),位于左右發(fā)動機核心機12點鐘位置,機翼熱防冰系統(tǒng)在地面工作時,將預(yù)冷器控制活門作動到全開位,降低發(fā)動機引氣溫度,防止機翼前緣過熱損壞。

        機翼熱防冰系統(tǒng)采用了28 V直流電來進行控制和指示,115 V交流電來作機翼熱防冰關(guān)斷活門。飛機在地面和空中都會使用機翼熱防冰系統(tǒng),但在起飛期間,系統(tǒng)會自動關(guān)閉以保持發(fā)動機推力。

        當(dāng)飛機在地面,飛行員將防冰控制面板P5-11上的機翼熱防冰控制電門S3接通(ON位)后,在左右機翼地面熱防冰過熱電門沒有探測到過熱情況發(fā)生及左右兩臺發(fā)動機推力手柄角度小于60°時,K1繼電器通電閉合,115 V交流電控制左右機翼熱防冰關(guān)斷活門打開,來自引氣管道的熱空氣通過機翼熱防冰關(guān)斷活門對機翼前緣進行加熱防冰。此時,由于飛機在地面,流過機翼上的冷卻氣流很少,為了防止機翼前緣過熱損壞,在S3接通后,機翼熱防冰電磁閥通電打開,從而釋放預(yù)冷氣控制活門作動筒里的控制壓力,使預(yù)冷氣控制活門移向全開位,為發(fā)動機引氣提供最大的冷卻空氣。在起飛時,當(dāng)任一發(fā)動機推力手柄前推到角度大于60°時,自動油門電門組件上的機翼熱防冰電門閉合給防冰控制面板P5-11內(nèi)的邏輯電路提供一個接地信號,K1繼電器斷開,機翼熱防冰關(guān)斷活門關(guān)閉,從而降低發(fā)動機引氣負(fù)載并保證推力。同時,由于電門S3是一個由K1繼電器閉合時的線圈電阻保持其電流在低于跳開閥值時工作電門,起飛時起飛邏輯電路接通并提供一個低阻抗接地回路,從而控制電門S3發(fā)生過流并自動跳到OFF位,機翼熱防冰系統(tǒng)斷開。起飛后,為使機翼熱防冰系統(tǒng)再次工作,則飛行員需重新將控制面板P5-11上的防冰控制電門S3置于ON位(見圖1)。

        3 故障分析與排除

        3.1 故障分析

        考慮到故障現(xiàn)象是防冰控制電門S3接通后A6跳開,導(dǎo)致用于機翼熱防冰系統(tǒng)的28 V DC控制電源斷開,所以機翼熱防冰系統(tǒng)失效。跳開關(guān)A6作為斷路器保護裝置,正常工作位置如圖2(a)。被保護電路的電流全部通過開關(guān)裝置的觸點和熱原件,在正常電流值時,熱原件中產(chǎn)生的熱很快地輻射掉,因而溫度在最初升高之后便保持恒定。如果發(fā)生短路,電流超過正常值,元件的溫度開始升高,由于組成熱元件的金屬有不同的膨脹系數(shù),就會發(fā)生如圖2(b)所示的變形,變形達(dá)到一定程度后就會釋放閂鎖機構(gòu),并在控制彈簧的作用下使觸點斷開,從而使負(fù)載與電源隔離,此時按鈕彈出,即A6跳開。

        由此可知,A6跳開則說明機翼熱防冰控制系統(tǒng)至28 V DC電源的回路中出現(xiàn)了短路。那么,此時要做的工作就是找出系統(tǒng)中經(jīng)A6與28 V DC電源連接的部件及線路。而機翼熱防冰系統(tǒng)在空中和地面的工作邏輯不同,機組反映故障時并沒有說明故障是發(fā)生在空中還是地面。當(dāng)飛機在空中,P5-11防冰控制面板的邏輯電路只會提供一個飛機在空中的邏輯,在防冰控制電門S3接通后用于吸合K1繼電器,打開防冰關(guān)斷活門,機翼開始加熱防冰。機翼熱防冰系統(tǒng)地運行只有防冰控制面板和防冰關(guān)斷活門參入工作。假設(shè)故障發(fā)生在空中,由于機翼熱防冰關(guān)斷活門是由K1繼電器控制115 V交流電來作動,只與A1相關(guān),所以可直接排除,那么只可能是P5-11防冰控制面板故障。但在最初排故時,當(dāng)?shù)鼐S護人員就對P5-11控制面板進行了串件,排除了面板故障的可能。所以,可以推斷故障應(yīng)該是發(fā)生在地面。結(jié)合系統(tǒng)圖分析,當(dāng)飛機在地面防冰控制電門S3接通后,控制面板P5-11內(nèi)的繼電器A2K2和A2K1得電吸合,機翼熱防冰電磁閥經(jīng)A6直接獲得28 V DC;機翼熱防冰過熱電門與防冰電門則通過S3經(jīng)A6與28 V DC電源連接;雖然以上部件及線路都關(guān)聯(lián)到A6,但由于S3是一個過流跳開電門,過熱電門、防冰電門的連接都要經(jīng)過S3,假設(shè)電門或相關(guān)線路故障,則只可能造成S3過流跳開。那么造成A6跳開的原因則只可能是機翼熱防冰電磁閥或P5-11控制面板至防冰電磁閥的線路短路。

        3.2 故障排除

        由于機翼熱防冰電磁閥(M1236與M1237)安裝于兩臺發(fā)動機核心機部位,為了快速的鎖定故障源提高效率,筆者從駕駛艙控制面板P5-11上脫開了至兩臺發(fā)動機機翼熱防冰電磁閥(M1236與M1237)的插頭D648,結(jié)合圖3用萬用表分別對26和29兩點的對地電阻進行了測量。測量結(jié)果:26對地電阻0~2 Ω,29對地電阻60 Ω。于是,可以判斷故障就出在控制面板至左發(fā)機翼熱防冰電磁閥(M1236)的這條回路上。那么,進一步工作就是如何隔離是電磁閥(M1236)故障還是線路故障了。打開左發(fā)反推直接對電磁閥(M1236)線圈的電阻值進行測量,結(jié)果電磁閥線圈阻值不足2歐姆,可以判定左發(fā)電磁閥(M1236)故障。脫開電磁閥(M1236)插頭并復(fù)位A6跳開關(guān)進行故障隔離后系統(tǒng)測試,系統(tǒng)正常接通,排除了防冰控制面板至電磁閥的線路故障,至此A6跳開的故障源得到確認(rèn)。更換左發(fā)機翼熱防冰電磁閥(M1236)并進行系統(tǒng)測試,機翼熱防冰系統(tǒng)失效故障排除。

        4 結(jié)語

        該故障從反映至排除整個過程耗費了較多的資源和人力,了解A6工作原理,依據(jù)系統(tǒng)原理對故障進行分析是排故的關(guān)鍵。機翼熱防冰控制系統(tǒng)中導(dǎo)致A6跳開的可能原因有防冰控制面板P5-11、機翼熱防冰電磁閥或控制面板至電磁閥之間的線路故障。其中機翼熱防冰電磁閥由于處于發(fā)動機的核心機高溫與高震動區(qū)域,故障頻率較高,排故時可優(yōu)先考慮;另外,特別是針對老齡飛機,電磁閥電插頭連接處導(dǎo)線容易磨損,該公司已出現(xiàn)過3起因?qū)Ь€磨損短路導(dǎo)致的A6跳開防冰系統(tǒng)失效故障。該文可為今后排除類似故障提供一定的參考。

        參考文獻

        [1] Boeing.737-600/700/800/900,aircraft maintenance manual[Z].2015.

        [2] 朱新宇,彭衛(wèi)東,何建.民航飛機電氣系統(tǒng)[M].西南交通大學(xué)出版社,2010.

        [3] Boeing.737-600/700/800/90,System Schematic Manual[Z].2015.

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