錢毅輝 王敬忱 高賽

摘要：空客A320系列飛機為左右大翼各設(shè)計了兩套過熱探測環(huán)路，以實時監(jiān)測大翼內(nèi)引氣管路中熱空氣泄漏故障。本文引入容抗法，以一起典型的大翼過熱探測環(huán)路故障為例，對基于容抗法的排故思路進(jìn)行分析，具有一定的參考價值。

關(guān)鍵詞：過熱探測環(huán)路；容抗法；引氣監(jiān)控計算機；斷路

Keywords：OVHT detection loops；capacitive reactance method；BMC；disconnection

0 引言

空客A320系列飛機兩側(cè)大翼均設(shè)計有兩套過熱探測環(huán)路，如果發(fā)生故障，有可能在飛機航后報告中出現(xiàn)L/R WING LOOP A/B INOP信息。這種故障多由過熱探測環(huán)路斷路或環(huán)路上的各過熱感應(yīng)單元、引氣監(jiān)控計算機（BMC）間的導(dǎo)線斷路導(dǎo)致。

根據(jù)空客機務(wù)手冊Airn@v給出的排故方案，需要對故障的過熱探測環(huán)路不斷取中間段測量其導(dǎo)通性，直至找到斷路的過熱感應(yīng)單元，這種方法工作量較大且耗時較長，排故效率很低。本文根據(jù)斷路點將過熱探測環(huán)路分為兩段容抗不同的環(huán)路段及其容抗值與總長度的關(guān)系，引入容抗法進(jìn)行排故，提高了排故效率。

1 部件原理

1.1 過熱探測環(huán)路的組成

空客A320系列飛機每個過熱探測環(huán)路都由導(dǎo)線及數(shù)個過熱感應(yīng)單元組成。這些過熱感應(yīng)單元與導(dǎo)線相互串聯(lián)，形成覆蓋目標(biāo)探測區(qū)域的過熱探測環(huán)路后，環(huán)路中心導(dǎo)體的起始端與結(jié)束端接入同一引氣監(jiān)控計算機，形成單個環(huán)路的功能閉環(huán)。

1.2 過熱探測環(huán)路的工作原理

過熱感應(yīng)單元的外管體為接地設(shè)計，中心導(dǎo)體則通過串聯(lián)形成一根完整鎳導(dǎo)線雙向接入BMC，而陶瓷絕緣層則將中心導(dǎo)線與接地的管體隔離開。在無過熱情況時，BMC測得中心導(dǎo)線的電阻值作為基準(zhǔn)值；當(dāng)過熱現(xiàn)象出現(xiàn)時，中心導(dǎo)線和外管體之間的阻抗突然降低，致使中心導(dǎo)線與管體間的電阻值突然減小，形成接地效果，則BMC測得中心導(dǎo)線的電阻值突然減小，以此為依據(jù)探測到過熱現(xiàn)象，并通過飛行警告計算機（FWC）提示駕駛員或其他計算機進(jìn)行后續(xù)操作。

2 容抗法

根據(jù)過熱探測環(huán)路的組成，環(huán)路可視為一個長度很大的圓柱形電容器，容抗法即為一種根據(jù)過熱探測環(huán)路容抗與長度的關(guān)系快速定位環(huán)路斷點的方法。

2.1 理論公式

對于內(nèi)外徑均勻不變、長度為l的圓柱形電容器，兩個極板分別為圓柱形導(dǎo)體A和同軸的圓柱形外殼B，設(shè)其半徑分別為rA和rB，則該圓柱體電容器的電容c為：

2.2 操作方法

當(dāng)過熱探測環(huán)路上存在斷點時，利用上節(jié)的公式可找到第一處斷點與環(huán)路開始端的最大可能距離，從而將長度為l0的過熱探測環(huán)路分為三段，即l0，1（環(huán)路開始端至ld所在過熱感應(yīng)單元開始端、l0，2（ld所在過熱感應(yīng)單元）和l0，3（ld所在過熱感應(yīng)單元結(jié)束端至環(huán)路結(jié)束端）。通過萬用表等儀器可以判斷l(xiāng)0，1、l0，2和l0，3三段過熱探測環(huán)路的通斷狀態(tài)，其通斷可能性如表1所示，其中“√”代表環(huán)路段中心導(dǎo)體通路，“×”代表環(huán)路段中心導(dǎo)體斷路。

若l0，2段出現(xiàn)斷路現(xiàn)象，則直接更換該過熱感應(yīng)單元，若l0，1、l0，3段出現(xiàn)斷路現(xiàn)象，則再對這兩段過熱探測環(huán)路區(qū)間使用容抗法，直至找出每個斷點的具體位置。容抗法的排故思路如圖2所示。

參考部件修理手冊（CMM），可以找到過熱探測環(huán)路上每個過熱感應(yīng)單元與環(huán)路開始端的距離及環(huán)路總長度，從而計算和判斷出斷點位置。需要注意的是，過熱探測環(huán)路上的某些過熱感應(yīng)單元間還安裝有導(dǎo)線，這些導(dǎo)線的斷路也可能導(dǎo)致環(huán)路不工作警告的出現(xiàn)，如果排查過熱感應(yīng)單元均正常，應(yīng)考慮導(dǎo)線斷路的可能性。

根據(jù)飛機維修手冊（AMM），測量過熱探測環(huán)路中心導(dǎo)體的導(dǎo)通性并不能作為判斷環(huán)路是否正常工作的標(biāo)準(zhǔn)，僅可作為輔助手段，因此應(yīng)以AMM的測試步驟作為環(huán)路排故后的放行標(biāo)準(zhǔn)。

3 排故案例

導(dǎo)致過熱探測環(huán)路失效的原因有很多，飛機運行時高頻振動、不當(dāng)維護對環(huán)路造成的擠壓彎折、過熱感應(yīng)單元間連接不到位等都有可能造成環(huán)路變形、斷裂和失效。

以左大翼B過熱探測環(huán)路故障為例，根據(jù)AMM手冊，斷開BMC-2電插頭，找到左大翼B環(huán)路首尾端對應(yīng)的插釘5D和4D，圖3為各過熱探測環(huán)路對應(yīng)的BMC插釘情況。

根據(jù)容抗法，在插釘5D和4D處可以測出左大翼B環(huán)路潛在斷點造成的首段和尾段過熱探測環(huán)路的容抗值。利用ECA Group的20549SI-1型環(huán)路控制器對過熱探測環(huán)路的容抗進(jìn)行測量，可知首段環(huán)路容抗值為77.1kΩ，尾段環(huán)路容抗值為15.7kΩ，根據(jù)式（5）計算得到首個斷點與環(huán)路開始端的最遠(yuǎn)距離為217.56in。查找CMM可知該距離對應(yīng)功能號為62HF的過熱感應(yīng)單元，圖4為左大翼B環(huán)路的過熱感應(yīng)單元分布。

對該斷點最長可能距離形成的三段過熱探測環(huán)路l0，1、l0，2（即62HF）和l0，3的中心導(dǎo)體通斷性進(jìn)行測量，發(fā)現(xiàn)l0，1、l0，3環(huán)路段的導(dǎo)通性正常，而l0，2環(huán)路段不導(dǎo)通，從而推斷斷點在過熱感應(yīng)單元62HF上的可能性很大。更換62HF后，左大翼B過熱探測環(huán)路測試正常，ECAM上的警告信息消失，故障排除。

觀察拆下的過熱感應(yīng)單元62HF，發(fā)現(xiàn)該過熱感應(yīng)單元上有明顯的彎折痕跡，但鉻鎳鐵合金的外殼上并沒有發(fā)現(xiàn)斷裂缺陷，可以推斷過熱感應(yīng)單元的彎折導(dǎo)致其中心導(dǎo)體折斷，使該環(huán)路失效，從而出現(xiàn)警告信息。

4 總結(jié)

空客A320系列飛機上過熱探測環(huán)路具有分布廣、分段多、安裝隱蔽的特點，采用傳統(tǒng)“二分法”排故費時費力。本文引入容抗法排除大翼過熱探測環(huán)路失效故障，基于首尾環(huán)路段容抗值與環(huán)路總長快速定位斷路點，為過熱探測環(huán)路失效故障的排除提供新思路。

作者簡介

錢毅輝，高級工程師，主要從事民用航空器系統(tǒng)維護工作。