楊源粵

摘 ?要：現(xiàn)代化交通行業(yè)發(fā)展中，人們?cè)絹碓街匾暫娇帐聵I(yè)的發(fā)展，特別是飛機(jī)的安全飛行，面對(duì)層出不窮的飛機(jī)油箱事故問題，人們需要加強(qiáng)對(duì)空氣惰化系統(tǒng)的有效研究與故障維護(hù)?；诖耍撐囊訟320飛機(jī)油箱作為研究對(duì)象，分析A320飛機(jī)油箱空氣惰化系統(tǒng)的組成和原理，探究系統(tǒng)流量操作模式，提出故障分析和處理措施。

關(guān)鍵詞：A320飛機(jī) ?飛機(jī)油箱 ?空氣惰化系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：V263 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2019）08（c）-0049-02

近年來，全球范圍內(nèi)飛機(jī)油箱應(yīng)燃油蒸汽溫度過高，而產(chǎn)生爆炸事故逐年增加，該文通過對(duì)A320飛機(jī)的油箱空氣惰化系統(tǒng)研究，探究在安全領(lǐng)域內(nèi)適航要求與空氣惰化系統(tǒng)安裝標(biāo)準(zhǔn)。飛機(jī)油箱惰化系統(tǒng)利用空氣分離組件，控制油箱內(nèi)的氧濃度，飛機(jī)運(yùn)行中，通過對(duì)氧濃度的控制使其低于燃油燃燒的條件溫度，以此達(dá)到油箱防爆目的。

1 ?飛機(jī)油箱空氣惰化系統(tǒng)的組成和原理分析

分析A320飛機(jī)油箱的空氣惰化系統(tǒng)，了解該系統(tǒng)下的子系統(tǒng)，即伺服環(huán)控子系統(tǒng)與惰性氣體發(fā)生系統(tǒng)。通過對(duì)子系統(tǒng)的研究與分析降低A320飛機(jī)油箱內(nèi)助燃?xì)怏w的含量，讓油箱能夠處于惰性環(huán)境下，保障A320飛機(jī)可以在適航狀態(tài)中安全飛行。

空氣惰化系統(tǒng)中伺服環(huán)控子系統(tǒng)主要從飛機(jī)的環(huán)控系統(tǒng)內(nèi)引氣，經(jīng)過伺服環(huán)控子系統(tǒng)隔離活門、氣體熱交換裝置、溫度傳感器以及壓力傳感器的作用下，使A320飛機(jī)油箱氣體各項(xiàng)指標(biāo)滿足機(jī)載空氣分離設(shè)備的溫度要求。與此同時(shí)，伺服環(huán)控子系統(tǒng)中的控制器能夠?qū)Ω綦x活門進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，明確溫度傳感器與壓力傳感器當(dāng)前的狀態(tài)參數(shù)情況，確保A320飛機(jī)的伺服環(huán)控子系統(tǒng)能夠在穩(wěn)定環(huán)境中工作。

滿足飛機(jī)適航條件的氣體經(jīng)過惰性氣體發(fā)生系統(tǒng)的單向活門、溫度傳感器與壓力傳感器之后，氣體被去除粉塵和懸浮顆粒，且溫度為54℃，壓力為15psi，氣體被送進(jìn)惰性氣體發(fā)生系統(tǒng)的空氣分離組件中。該組件屬于圓筒結(jié)構(gòu)，內(nèi)部由聚苯醚中空纖維透膜管構(gòu)成。凈化處理之后，空氣經(jīng)過壓力和溫度的科學(xué)調(diào)節(jié)，流過了管路，根據(jù)氮?dú)夂脱鯕馊芙舛群蛿U(kuò)散度的差別，氮?dú)鉂B透率比較高，因此會(huì)比氧氣向透過滲透膜，成功將氧氣和氮?dú)夥蛛x。

分離之后得到的富氧氣體被排出A320飛機(jī)之外，富氮?dú)怏w在O1氧氣傳感器與P3壓力傳感器的監(jiān)控下，以適當(dāng)?shù)臍饬髋c含氮條件通過“下降過程高流量”雙通流量關(guān)斷活門以及彈簧加載的單向蝶形活門，氣流進(jìn)入油箱后氧氣的含量會(huì)下降到12%以下，油箱呈現(xiàn)出惰性化狀態(tài)[1]。

2 ?FTIS流量操作模式和IGGS健康管理

2.1 FTIS模式下的氮?dú)饬髁坎僮髂Ｊ?/p>

空氣分離組件體積比較小，且重量輕，但是表面積比較大，氣體在組件中不會(huì)過快耗散，能夠快速將氮?dú)夂脱鯕獬晒Ψ蛛x。不僅如此，中空纖維透膜面對(duì)水蒸氣時(shí)并不敏感，當(dāng)氣流濕度在90%以下，水蒸氣就不會(huì)在透膜上冷凝，其滲透也不會(huì)影響氮?dú)饬髁繂栴}。組件屬于靜態(tài)安裝，分離時(shí)不需要其他運(yùn)動(dòng)部件輔助，能夠有效實(shí)現(xiàn)氮氧分離的最佳效果?？諝夥蛛x組件不僅需要向A320飛機(jī)油箱提供氧氣濃度較低的富氮?dú)怏w，還要在下降的同時(shí)為其提供增壓空氣，以此保證A320飛機(jī)油箱內(nèi)外可以達(dá)到壓力平衡。為了解決這一問題，人們對(duì)A320飛機(jī)油箱的空氣惰化系統(tǒng)加以分析，通過對(duì)DFSOV活門進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，使惰化系統(tǒng)處于雙通流量控制模式。

當(dāng)A320飛機(jī)引氣量、飛行高度和進(jìn)氣壓力在不變的狀態(tài)下，經(jīng)過DFSOV活門的氣流量比較大，而NEA中氧氣濃度也比較大。如果通過DFSOV活門的氣流量比較小，那么NEA中氧氣濃度也會(huì)比較小。當(dāng)A320飛機(jī)處于下降階段時(shí)，建議增加NEA流量，保證A320飛機(jī)油箱內(nèi)部與外部壓力平衡，這時(shí)氧氣濃度有點(diǎn)高，但濃度能夠處于A320飛機(jī)適航條件下。

低流量模式中，DFSOV低流量通路被打開，中流量通路關(guān)閉，飛機(jī)惰性系統(tǒng)可以保證最低氮?dú)夂?，且能消耗最少引氣量。高純度氮?dú)庀?，飛機(jī)處于巡航階段和爬升階段，A320飛機(jī)油箱上部空間氧氣濃度逐漸降低。高流量模式中，A320飛機(jī)DFSOV低流量通路與中流量通路被打開，空氣惰性系統(tǒng)能夠保持在最大氮?dú)饬髁?。?dāng)A320飛機(jī)下降時(shí)，DFSOV中流量通路工作，油箱上部氧氣濃度處于最小狀態(tài)[2]。

2.2 惰性氣體發(fā)生系統(tǒng)健康管理

A320飛機(jī)油箱空氣惰化系統(tǒng)的自動(dòng)化運(yùn)行與控制中，機(jī)組不能對(duì)其人工干預(yù)，但是可以對(duì)氮?dú)馀c氧氣分離中的溫度和壓力加以監(jiān)控和管理。具體管理過程如下。

（1）壓力監(jiān)控，過壓關(guān)斷并鎖定空氣惰化系統(tǒng)。經(jīng)過系統(tǒng)監(jiān)測發(fā)現(xiàn)空速每小時(shí)低于80nmile時(shí)，且惰性氣體發(fā)生系統(tǒng)的活門關(guān)閉，需要計(jì)算當(dāng)前壓力補(bǔ)償值。如果補(bǔ)償值超過±1.4psi，失效鎖定。補(bǔ)償值超過±0.9但低于±1.4時(shí)，壓力補(bǔ)償為0.9psi。

（2）溫度監(jiān)控，超溫關(guān)斷鎖定惰性氣體發(fā)生系統(tǒng)。監(jiān)控中如果溫度超過了90℃，應(yīng)模擬關(guān)斷惰性氣體發(fā)生系統(tǒng);如果溫度超過90℃，A320飛機(jī)DFSOV關(guān)閉;溫度超過85℃，DFSOV打開;溫度超過75℃，但是不超過85℃，且該狀態(tài)持續(xù)2h以上。

3 ?FTIS系統(tǒng)故障分析

3.1 故障類型與原因

A320飛機(jī)正常運(yùn)行中，人們經(jīng)常會(huì)遇到“CSAS ISOL VALVE（111HW）”的故障信息提示，也會(huì)遇到“FUEL INERT”的系統(tǒng)狀態(tài)維護(hù)信息。故障信息下A320飛機(jī)空氣惰化系統(tǒng)被鎖定，其故障原因主要為CCU、CIV以及FWC。其中CCU和ICU主要根據(jù)系統(tǒng)監(jiān)控反饋數(shù)據(jù)得知，向活門發(fā)送了操控指令，明確了CIV壓差監(jiān)控已經(jīng)失效的問題。壓差變化為0的時(shí)候，關(guān)閉CIV，一旦反饋功能失效，監(jiān)控系統(tǒng)就無法了解壓差變化情況，導(dǎo)致CCU向CIV發(fā)送指令的通道被關(guān)閉。

CIV位置監(jiān)控反饋信息不一致，當(dāng)進(jìn)口壓力低于7psi的時(shí)候，CIV關(guān)閉，CCU只能接收到傳感器發(fā)來的狀態(tài)信息。這是全關(guān)位傳感器發(fā)送的信息，而其他傳感器的參數(shù)會(huì)被CCU錯(cuò)誤采集，導(dǎo)致系統(tǒng)反饋信息無法達(dá)到一致。

3.2 維護(hù)建議與處理措施

針對(duì)A320飛機(jī)油箱惰化系統(tǒng)的維護(hù)措施，以下幾點(diǎn)建議可供參考：（1）可以對(duì)飛機(jī)油箱惰化系統(tǒng)進(jìn)行引氣測試，根據(jù)測試結(jié)果按MEL進(jìn)行10d的故障保留。（2）更換序號(hào)S/N超過300的CIV，解決A320飛機(jī)油箱內(nèi)漏問題，解決惰化系統(tǒng)監(jiān)控失效問題。（3）將第一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉之后，打開APU引氣，保證壓力調(diào)節(jié)活門能夠接收到關(guān)閉指令，防止CIV失效。（4）將CCU進(jìn)行升級(jí)，從P/N3959A0000 K05升級(jí)到3959A0000K06;同時(shí)，應(yīng)將ICU進(jìn)行升級(jí)，從367-359-004升級(jí)為367-359-005;升級(jí)FWC軟件為H2F6。以上4種措施視情況而定，能夠有效解決因版本低而產(chǎn)生的系統(tǒng)參數(shù)監(jiān)控反饋無法一致的問題。

4 ?結(jié)語

總而言之，近年來，由于飛機(jī)油箱爆燃事故率的增長，使人們不得不重視飛機(jī)油箱氣體惰化系統(tǒng)的平衡問題。本文以A320飛機(jī)為案例進(jìn)行分析，F(xiàn)AA通過25-981條款，提出了針對(duì)A320飛機(jī)適航條件的空氣惰化系統(tǒng)安裝需求，人們?cè)贏320飛機(jī)中安裝了油箱惰化系統(tǒng)，通過氮?dú)馀c氧氣的有效分離，控制油箱氣溫和壓力，結(jié)合A320飛機(jī)飛行高度情況與飛行狀態(tài)，合理調(diào)整系統(tǒng)，從而保證油箱處于安全使用狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)

[1] 張振玉.淺析飛機(jī)油箱空氣惰化系統(tǒng)及維護(hù)[J].航空維修與工程，2013（4）：74-76.

[2] 魏書有.飛機(jī)燃油箱可燃性暴露評(píng)估研究[D].中國民航大學(xué)，2013.