苗 陽
飛行安全和航班準點率是決定航空公司發(fā)展的關鍵因素。在航班運行中,飛機從機位推出后的發(fā)動機啟動階段是故障發(fā)生比較頻繁的階段,而且此時機組的運行壓力較大,處理不當,不僅會影響飛行安全,還容易導致航班延誤。A320 飛機是目前國內最主流的機型之一,分析A320 飛機推出后的發(fā)動機常見故障及其處置策略具有極其重要的意義。
在地面正常啟動時,F(xiàn)ADEC 系統(tǒng)會對整個啟動過程進行控制和監(jiān)控。當啟動旋鈕被選擇到點火位時,F(xiàn)ADEC 自動識別,認為發(fā)動機啟動程序開始。機組在確認引氣壓力和滑油量充足后,提起主電門。此時低壓燃油活門和啟動活門打開,滑油壓力上升。當N2 達到16%時,點火開始;當N2 達到22%時,高壓燃油關斷活門打開,燃油流量、EGT上升;當N2 達到50%,啟動活門關閉,點火停止,發(fā)動機參數(shù)繼續(xù)上升并達到穩(wěn)定狀態(tài)。
飛機推出后發(fā)動機啟動過程可能發(fā)生的故障較多,有些故障被FADEC 系統(tǒng)識別并產(chǎn)生警告信息,有些故障需要地面機務人員和機組觀察發(fā)現(xiàn)。其中比較典型的故障有以下幾種。
發(fā)動機啟動時,啟動活門可能會卡阻在關閉位無法打開,也可能會卡阻在打開位無法關閉,這兩種情況上ECAM 都會產(chǎn)生警告信息“ENG 1(2)START VALVE FAULT”。
2.1.1 啟動活門卡阻在關閉位
故障發(fā)生時,ECU 會中斷發(fā)動機啟動,并會給出警告信息。第一次啟動失敗后,可再次嘗試啟動,如果兩次啟動時啟動活門都無法打開,常用的處置方法是采用人工超控啟動活門的方式啟動發(fā)動機。此時機組應與地面建立良好的溝通,嚴格按照手冊執(zhí)行操作。需要注意的是,在這種情況下,采用人工啟動發(fā)動機的方式并不會有所幫助,因為人工啟動發(fā)動機模式和自動啟動發(fā)動機模式下,啟動活門的開關都是由FADEC 控制的。
2.1.2 啟動活門卡阻在打開位
除啟動活門無法打開外,很多航空公司都經(jīng)歷過N2 50%轉速后啟動活門仍然沒有關閉的情況,此時也可采用人工超控啟動活門的方式啟動發(fā)動機。當N2 50%轉速時,機組通知機務人員關閉啟動活門,此時機務人員應確認啟動活門能正常關閉,這一點非常重要。如果啟動活門不能完全關閉,飛機不能放行。
自動啟動過程中發(fā)動機采用單系統(tǒng)點火,發(fā)動機點火通常發(fā)生在提主電門之后10 秒。如果在10 秒內(極端寒冷情況15秒)未點火,F(xiàn)ADEC 系統(tǒng)自動停止點火和燃油供給,并干冷轉發(fā)動機30 秒;在干冷轉開始的第25 秒時,F(xiàn)ADEC 系統(tǒng)會自動控制進行雙點火。與自動啟動不同的是,人工啟動過程中,發(fā)動機會直接采用雙點火方式,提高啟動成功率。
如果在啟動過程中確認某一發(fā)點火系統(tǒng)A 或B 失效,在上ECAM 會產(chǎn)生警告信息“ENG 1(2)IGN A(B)FAULT”,可以參照MEL 保留放行,無M 項,O 項內容是在啟動發(fā)動機前拔出失效點火系統(tǒng)的跳開關,在發(fā)動機啟動完成閉合。這里需要特別注意的是點火系統(tǒng)A 的跳開關拔出將會導致雙發(fā)的點火系統(tǒng)A 失效。當出現(xiàn)點火系統(tǒng)故障時,也可嘗試人工啟動發(fā)動機的方式來提高啟動成功率。
發(fā)動機失速是指壓氣機轉速一定時,如果由于某種原因使進入發(fā)動機的空氣流量減少,導致工作葉輪進口處絕對速度在發(fā)動機軸線方向上的分量下降,攻角上升,當攻角上升到一定程度時,氣流在葉背處發(fā)生分離的現(xiàn)象[1]。CFM56-5B 發(fā)動機啟動時EGT 的限制為725℃,在自動啟動過程中如果探測到EGT超限或者EGT 超過啟動包線內N2 轉速對應值,F(xiàn)ADEC 系統(tǒng)會認為存在超溫條件。
失速和超溫往往同時發(fā)生,當出現(xiàn)失速或者超溫時,F(xiàn)ADEC 將切斷供油7 秒,之后重新供油但燃油流量會減少7%;如果超溫第二次發(fā)生,F(xiàn)ADEC 將會再次斷油7 秒并減少7%的燃油流量;如果超溫第三次發(fā)生,F(xiàn)ADEC 系統(tǒng)將第三次斷油7 秒并減少7%的燃油流量,此時燃油計劃已減少21%;如果超溫第四次發(fā)生,發(fā)動機將放棄啟動。
啟動時若機組反應EGT 高(低于600℃),如其他參數(shù)正常,可正常出港,飛行過程中應密切關注發(fā)動機各參數(shù)。在自動啟動過程中如果探測到存在失速或超溫的可能,F(xiàn)ADEC 系統(tǒng)會自動發(fā)起三次燃油減少7%的再啟動程序,在這個過程中上ECAM 可能會閃現(xiàn)“ENG 1(2)STALL”的警告信息。如發(fā)動機啟動正常且無參數(shù)異常,可繼續(xù)執(zhí)行航班,但機組人員應把該信息記錄下來,以便返回基地后進行進一步的檢查。如果發(fā)動機啟動失敗,說明存在失速或超溫情況,則需要執(zhí)行相應的排故程序。飛機在高原運行或有較大尾風時,容易出現(xiàn)啟動過程中閃現(xiàn)“ENG 1(2)STALL”的現(xiàn)象,如果啟動正常且各參數(shù)正常,責無須維護工作。必要時可采取調整飛機朝向或人工啟動的方式啟動發(fā)動機。
啟動懸掛是指發(fā)動機在啟動過程中,發(fā)動機轉速上升緩慢,N2 轉速穩(wěn)定在小于慢車轉速的狀態(tài)。啟動懸掛包括貧油的啟動懸掛(冷懸掛)和富油的啟動懸掛(熱懸掛)。富油啟動懸掛表現(xiàn)為高燃油流量和快速的EGT 增加,有超溫的風險,而貧油的啟動懸掛表現(xiàn)為較低的燃油流量和過低的EGT 溫度[2]。
短停啟動發(fā)動機時容易出現(xiàn)富油懸掛,與EGT 超限類似,發(fā)生富油懸掛時FADEC 系統(tǒng)會自動發(fā)起三次燃油減少7%的再啟動程序,不需要人工操縱。如嘗試第二次啟動,仍然出現(xiàn)啟動懸掛,須排故。高高原機場啟動時,如果第一次啟動失敗,可考慮人工啟動。炎熱天氣下,過短的短停時間會導致發(fā)動機在下次啟動前EGT 余溫較高,容易出現(xiàn)啟動懸掛,所以在關車時應嚴格執(zhí)行慢車冷卻程序。如有必要,可在關車時進行發(fā)動機冷轉,以降低EGT 余溫,防止下次啟動時出現(xiàn)啟動懸掛。
2.5.1 發(fā)動機余油排放口漏油
發(fā)動機冷發(fā)啟動時,余油排放口最容易出現(xiàn)漏油現(xiàn)象。當發(fā)現(xiàn)余油口漏油時,首先要判斷油液性質。一般情況下慢車5分鐘,發(fā)動機預熱后漏油現(xiàn)象會消失。如果慢車5 分鐘后仍然有漏油現(xiàn)象,可參考AMM 中的檢查標準確定是否可以放行,機務人員對此標準都非常熟悉,此處不再贅述。需要提醒的是,如果燃油大量滲漏,有可能被發(fā)動機吸入,這是很危險的,此時機務應通知機組立即關車,利用另一發(fā)單發(fā)滑回機位執(zhí)行進一步排故檢查工作。
2.5.2 附件、管路外漏
發(fā)動機啟動時,部件或者管路外部漏油是不允許的,必須立即排故。有時油液會從發(fā)動機余油口附近的包皮縫隙處流出,在發(fā)現(xiàn)漏油時要仔細觀察漏油點,判斷油液性質。尤其是下雨天,會有較多的雨水從發(fā)動機的包皮縫隙處流出,此時一定要認真檢查,切不可麻痹大意。
在冬季,發(fā)動機啟動時尾噴口冒黑煙是比較常見的現(xiàn)象。此外,如果發(fā)動機之前執(zhí)行過冷轉工作,尾噴管6 點鐘位置可能會積聚一些滑油,發(fā)動機啟動時尾噴可能會出現(xiàn)少許黑煙,這屬于正?,F(xiàn)象。此時,空地之間應保持及時、準確的通信聯(lián)絡。機務人員看到黑煙后應通知機組保持發(fā)動機慢車功率并關注發(fā)動機參數(shù),機組收到信息后切不可驚慌,只要發(fā)動機參數(shù)正常、無火警警告且黑煙快速消失,飛機即可正常滑出。另外建議,在航前、航后繞機時,如發(fā)現(xiàn)尾噴管有油跡,應立即清理干凈,可降低發(fā)動機啟動時尾噴口冒黑煙的概率。
飛機推出后發(fā)動機啟動時,機組和地面人員應建立良好的溝通,提高警惕,密切監(jiān)控相關參數(shù)和相關區(qū)域。一旦發(fā)生異常情況,信息傳遞要及時、準確、全面,并及時采取適當處置措施。這樣既能防止故障升級,保證飛行安全,又能減少不必要的滑回,保證航班正點率。