萬(wàn)引偉 程斌
摘要:座艙溫度控制系統(tǒng)通過(guò)對(duì)供入座艙的冷熱空氣進(jìn)行適當(dāng)控制,平衡艙內(nèi)熱載荷,滿足人體生理和機(jī)載設(shè)備正常工作的要求。本文通過(guò)分析飛機(jī)環(huán)控系統(tǒng)的組成與工作原理進(jìn)行座艙環(huán)控?zé)崧肥У目赡苄苑治?,?duì)故障進(jìn)行定位并排除故障。研究此類典型故障,總結(jié)排故思路和排故流程,可為同類故障的處理提供參考。
關(guān)鍵詞:超溫保護(hù);熱路失效;孔探檢查
Keywords:over-temperature protection;thermal circuit failure;bore-scope inspection
1 故障現(xiàn)象
某型飛機(jī)在空中飛行時(shí)飛行員反應(yīng)座艙熱路失效,調(diào)節(jié)座艙溫度選擇器置于手動(dòng)模式和自動(dòng)模式均無(wú)反應(yīng),且無(wú)任何告警信息和故障信息,落地后試車(chē)檢查故障現(xiàn)象仍然存在。
2 環(huán)控系統(tǒng)概述
發(fā)動(dòng)機(jī)在地面工作時(shí),環(huán)控系統(tǒng)從發(fā)動(dòng)機(jī)高壓壓氣機(jī)第七級(jí)引氣引出的高溫高壓空氣,經(jīng)過(guò)壓力調(diào)節(jié)器將引氣壓力調(diào)至合適范圍;從發(fā)動(dòng)機(jī)引出的高溫高壓氣體,經(jīng)過(guò)第一級(jí)散熱器壓力調(diào)節(jié)與引氣關(guān)斷活門(mén)和超壓指示器后分為“熱路”和“冷路”,“冷路”經(jīng)過(guò)初級(jí)散熱器、環(huán)形散熱器、方形散熱器等三級(jí)散熱器降溫冷卻后進(jìn)入渦輪冷卻器,通過(guò)渦輪降溫,空氣中的大部分水分析出,再經(jīng)過(guò)水分離器除掉液態(tài)游離水,繼而實(shí)現(xiàn)為座艙通風(fēng)、調(diào)溫、增壓以及對(duì)機(jī)上電子設(shè)備進(jìn)行冷卻的功能,保持飛機(jī)環(huán)控系統(tǒng)的正常工作。
3 座艙溫度調(diào)節(jié)原理
熱路氣體的來(lái)源是在初級(jí)散熱器之前、引氣關(guān)斷活門(mén)之后引出的“熱路”空氣?!盁崧贰鄙嫌袩峥諝鉁囟瓤刂苹铋T(mén)、熱空氣溫度傳感器、熱空氣超溫恒溫器。溫度調(diào)節(jié)的控制中心是主控計(jì)算機(jī)。座艙溫度調(diào)節(jié)的工作原理圖如圖1所示。
座艙溫度選擇器具有系統(tǒng)工作、關(guān)閉、排煙、除霧和座艙供氣溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)、手動(dòng)控制等功能。環(huán)控系統(tǒng)正常工作時(shí),主控計(jì)算機(jī)按照座艙溫度選擇器的設(shè)定溫度,通過(guò)機(jī)電系統(tǒng)功率驅(qū)動(dòng)盒對(duì)座艙入口溫控活門(mén)的開(kāi)度進(jìn)行自動(dòng)控制。座艙入口超溫時(shí),主控計(jì)算機(jī)收到座艙入口超溫恒溫器接通信號(hào)后,向機(jī)電系統(tǒng)功率驅(qū)動(dòng)盒輸出接地信號(hào),機(jī)電系統(tǒng)功率驅(qū)動(dòng)盒據(jù)此斷開(kāi)對(duì)座艙入口活門(mén)的控制信號(hào),并關(guān)閉座艙入口溫控活門(mén)。
手動(dòng)控制時(shí),座艙溫度選擇器有“加熱”和“制冷”兩個(gè)狀態(tài)。此時(shí),座艙溫度選擇器均向主控計(jì)算機(jī)發(fā)出開(kāi)路信號(hào),向機(jī)電系統(tǒng)功率驅(qū)動(dòng)盒發(fā)出接地信號(hào)。座艙溫度選擇器在“加熱”位置時(shí),通過(guò)機(jī)電系統(tǒng)功率驅(qū)動(dòng)盒斷開(kāi)主控計(jì)算機(jī)對(duì)座艙入口溫控活門(mén)的控制,并打開(kāi)座艙入口溫控活門(mén);座艙溫度選擇器在“制冷”檔時(shí),通過(guò)機(jī)電系統(tǒng)功率驅(qū)動(dòng)盒斷開(kāi)主控計(jì)算機(jī)對(duì)座艙入口溫控活門(mén)的控制,并關(guān)閉座艙入口溫控活門(mén)。
4 熱路失效原因分析及定位
4.1 熱路超溫保護(hù)
座艙溫度選擇器狀態(tài)在“正?!睓n時(shí),若熱路超溫,熱空氣超溫恒溫器接通,通過(guò)機(jī)電系統(tǒng)功率驅(qū)動(dòng)盒立即向主控計(jì)算機(jī)發(fā)出熱路超溫信號(hào)。如果超溫持續(xù)60s以上,機(jī)電系統(tǒng)功率驅(qū)動(dòng)盒自鎖。這時(shí)即使熱空氣超溫恒溫器斷開(kāi),機(jī)電系統(tǒng)功率驅(qū)動(dòng)盒仍然執(zhí)行以下動(dòng)作:
1)關(guān)閉引氣關(guān)斷活門(mén);
2)向燈光告警計(jì)算機(jī)發(fā)送“環(huán)控關(guān)閉信號(hào)”;
3)停止氧氣濃縮器供電,并關(guān)閉氧氣電動(dòng)活門(mén);
4)向主控計(jì)算機(jī)發(fā)送“引氣關(guān)斷活門(mén)已關(guān)”信號(hào)。
通過(guò)地面觀察,以上現(xiàn)象均未出現(xiàn),因此排除熱路超溫保護(hù)的可能。
4.2 溫控活門(mén)故障
飛機(jī)在靜止?fàn)顟B(tài)下,通過(guò)操縱地面維護(hù)板進(jìn)行活門(mén)開(kāi)關(guān)自檢檢查,活門(mén)電限位裝置運(yùn)轉(zhuǎn)正常,活門(mén)外觀良好。使用萬(wàn)用表和外接直流電源對(duì)溫控活門(mén)的針腳關(guān)系進(jìn)行測(cè)量,檢查結(jié)果如表1所示。通過(guò)以上排查,可以斷定控制信號(hào)到活門(mén)電機(jī)部分相關(guān)電纜和插頭未出現(xiàn)短路或斷路的情況,暫時(shí)排除溫控活門(mén)故障的可能性。
4.3 座艙溫度選擇器故障
對(duì)座艙溫度選擇器的安裝固定進(jìn)行檢查,電纜插頭和安裝固定無(wú)松動(dòng)。進(jìn)行上電檢查,查看故障清單,均無(wú)相關(guān)故障。對(duì)飛參數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,手動(dòng)模式和自動(dòng)模式信號(hào)正常,座艙溫度選擇器參數(shù)正常。初步判斷座艙溫度選擇器無(wú)故障。
4.4 供氣管路堵塞
在上述檢查無(wú)果后,分別拆除渦輪冷卻器至冷凝器、冷凝器至溫控活門(mén)部分的環(huán)控管路。為了深入檢查,將孔探儀探頭以一定角度沿著管路進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)管路并無(wú)異常。飛機(jī)上電,進(jìn)入溫控活門(mén)自檢程序,結(jié)合孔探檢查,發(fā)現(xiàn)溫控活門(mén)位置指示臂正常旋轉(zhuǎn),但溫控活門(mén)閥門(mén)靜止,多次試驗(yàn)后現(xiàn)象依舊。
綜上所述,本次故障的起因是溫控活門(mén)上的閥門(mén)不隨電機(jī)旋轉(zhuǎn),導(dǎo)致環(huán)控?zé)崧窔怏w無(wú)法進(jìn)入座艙。球閥為機(jī)械機(jī)構(gòu),無(wú)角度指示和功能異常告警。同時(shí),電限位裝置的正常運(yùn)轉(zhuǎn)引發(fā)了一連串的后續(xù)操作,帶來(lái)了額外的工作量。這為后續(xù)此類故障的排除奠定了基礎(chǔ)。
5 故障排除及分析
5.1 故障排除
更換溫控活門(mén),安裝后檢查產(chǎn)品固定牢靠,保險(xiǎn)完好,結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)試車(chē)進(jìn)行驗(yàn)證,環(huán)控系統(tǒng)工作正常,氣密性良好,座艙溫度調(diào)節(jié)功能正常。
溫控活門(mén)由直流永磁機(jī)帶動(dòng),經(jīng)齒輪減速器減速,通過(guò)電氣限位裝置控制,電動(dòng)機(jī)輸出軸帶動(dòng)球閥在規(guī)定范圍內(nèi)驅(qū)動(dòng)。
5.2 疑點(diǎn)分析
球閥的位置并未與電機(jī)電限位裝置的位置一致是本次排故的最大疑點(diǎn)。針對(duì)該溫控活門(mén)進(jìn)行電機(jī)檢查時(shí),電阻值正常,線路良好,電機(jī)可以正常工作,電機(jī)電限位裝置指示正常,管路氣密性良好。一切外在現(xiàn)象均表明活門(mén)電氣控制均良好,但忽略了活門(mén)中機(jī)械部件的機(jī)械故障,機(jī)械缺陷增加了排故的難度。球閥卡死在關(guān)閉位置,導(dǎo)致熱路氣體無(wú)法正常進(jìn)入座艙管路,進(jìn)而出現(xiàn)除霧失效、調(diào)溫失效的現(xiàn)象。
環(huán)控系統(tǒng)的故障存在諸多不確定性,因此在檢查機(jī)上成品時(shí)務(wù)必從電氣和機(jī)械結(jié)構(gòu)的角度出發(fā)去確定設(shè)備是否工作正常??偟膩?lái)說(shuō),此次排故的關(guān)鍵在于熟悉成品內(nèi)部的工作原理,結(jié)合故障現(xiàn)象具體分析,理清思路,才能準(zhǔn)確排故。
5.3 維修注意事項(xiàng)
針對(duì)事件中出現(xiàn)的座艙熱路失效問(wèn)題,應(yīng)加強(qiáng)檢查維護(hù),及時(shí)徹底地排除故障,并排除此類現(xiàn)象中是否存在關(guān)聯(lián)故障,以防止故障的再次發(fā)生。同時(shí),日常維護(hù)中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)設(shè)備或成品機(jī)械結(jié)構(gòu)活動(dòng)部位的檢查。
在進(jìn)行線路檢查時(shí),務(wù)必確認(rèn)飛機(jī)設(shè)備下電,結(jié)合設(shè)計(jì)原理圖確認(rèn)其測(cè)量的電阻或電壓,必要時(shí)輕晃電纜、插頭、活動(dòng)接頭處及周?chē)鷧^(qū)域,排除因飛機(jī)振動(dòng)或線路接觸不良而帶來(lái)的測(cè)量誤差。
6 總結(jié)
本文根據(jù)環(huán)控系統(tǒng)以及座艙調(diào)溫工作原理,通過(guò)以上故障的分析和相應(yīng)的排故方法,確定了此次熱路失效的原因并排除故障,排故秉承“由簡(jiǎn)到難”的原則,通過(guò)分析故障現(xiàn)象,逐步排除各種可能性原因,最終準(zhǔn)確定位。該故障非常特殊,排除過(guò)程中座艙故障清單以及維護(hù)清單上沒(méi)有任何故障代碼,管路檢查也存在一定的局限性,所以,對(duì)系統(tǒng)及原理的充分了解是分析和解決故障的先決條件。同時(shí),要在日常的工作中不斷總結(jié)積累,不但可提高排故效率,還可加深對(duì)系統(tǒng)的理解,不斷有新的認(rèn)識(shí)。
參考文獻(xiàn)
[1] 趙鵬,蔡忠春,李曉明. 某型飛機(jī)環(huán)控系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 航空維修與工程,2015(4):50-53.
[2] 葛俊,樂(lè)婷,宋冬. 某型飛機(jī)環(huán)控系統(tǒng)調(diào)節(jié)活門(mén)故障分析[J]. 科技視界,2019(29):24-26,13.
作者簡(jiǎn)介
萬(wàn)引偉,助理工程師,主要從事飛機(jī)維修保障工作。
程斌,助理工程師,主要從事飛機(jī)維修保障工作。