■ 程斌 蘇永貴 王瑾/中國飛行試驗(yàn)研究院

1 故障現(xiàn)象

飛機(jī)地面試車檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)左、右機(jī)翼油箱排氣孔異常噴油。飛機(jī)返場后，檢查發(fā)現(xiàn)左、右機(jī)翼下表面和飛機(jī)油箱的負(fù)壓安全活門均有明顯油跡。

2 原理概述

2.1 加油過程

某型飛機(jī)是通過機(jī)電地面維護(hù)組件和機(jī)電控制與管理計(jì)算機(jī)之間的總線進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，完成對各油箱的壓力加油控制。壓力加油時(shí)，通過操作地面維護(hù)組件上的按鍵，一方面可對主要的加油系統(tǒng)附件（加油控制活門、油面控制器和加/輸油控制活門）進(jìn)行預(yù)檢，另一方面還可對飛機(jī)的加油量和加油方式進(jìn)行選擇，實(shí)現(xiàn)可選擇性加油功能；各油箱內(nèi)的油面信號器將油箱內(nèi)的油面狀態(tài)送往機(jī)電管理計(jì)算機(jī)，機(jī)電管理計(jì)算機(jī)發(fā)出信號到機(jī)電功率驅(qū)動(dòng)盒1，由機(jī)電功率驅(qū)動(dòng)盒1 內(nèi)的繼電器控制各油箱加油控制活門的開關(guān)完成壓力加油過程。加油控制原理簡圖如圖1 所示。

機(jī)翼副油箱的加油由機(jī)翼副油箱加/輸油控制活門與副油箱中相應(yīng)的滿油信號器控制。當(dāng)機(jī)翼副油箱不是滿油狀態(tài)時(shí)，滿油信號器未向機(jī)電管理計(jì)算機(jī)發(fā)出副油箱滿油信號。加油人員在地面維護(hù)組件上進(jìn)行操作，發(fā)出加油指令，地面維護(hù)組件將加油指令送往機(jī)電管理計(jì)算機(jī)，機(jī)電管理計(jì)算機(jī)通過機(jī)電功率驅(qū)動(dòng)盒1 向機(jī)翼副油箱加/輸油控制活門加電打開副油箱加油控制活門進(jìn)行加油。當(dāng)副油箱加滿油時(shí)，滿油信號器發(fā)出滿油信號到機(jī)電管理計(jì)算機(jī)，機(jī)電管理計(jì)算機(jī)通過機(jī)電功率驅(qū)動(dòng)盒1 斷電關(guān)閉副油箱加油活門。

2.2 前組油箱輸油過程

副油箱輸油結(jié)束后，發(fā)動(dòng)機(jī)繼續(xù)消耗供油箱燃油約50kg，供油箱油面下降至上浮動(dòng)滑閥控制油面，組合式輸油活門打開，前組油箱向供油箱輸油。若上浮動(dòng)滑閥控制故障，油面繼續(xù)下降，當(dāng)油面下降至磁浮子開關(guān)的控制油面時(shí)，開關(guān)接通發(fā)出信號，前組電磁活門通電打開，組合式輸油活門也打開，前組油箱向供油箱輸油。

在前組輸油泵發(fā)生故障或油盡時(shí)，壓力信號器會發(fā)出油泵低壓信號，機(jī)電管理計(jì)算機(jī)在延時(shí)120s后向座艙告警板發(fā)出信號，輸油信號燈亮，同時(shí)關(guān)閉輸油泵。若此時(shí)前組油量大于50kg，機(jī)電管理計(jì)算機(jī)判定為油泵故障，否則為前組油箱油盡。機(jī)電管理計(jì)算機(jī)發(fā)出指令使前組油箱輸油泵自動(dòng)關(guān)閉，并使燃油電動(dòng)開關(guān)打開，自發(fā)動(dòng)機(jī)供油管路引主動(dòng)燃油至輸油引射泵，至引射泵輸油或抽盡余油。輸油原理簡圖如圖2 所示。

圖2 前組輸油原理簡圖

3 故障定位

通過對油箱輸油飛行參數(shù)數(shù)據(jù)（如圖3 所示）判讀發(fā)現(xiàn)，左、右機(jī)翼副油箱油量消耗較快，耗油順序和各油箱油量指示均正常,油量消耗勻速下降。前組油箱油量在下降過程中有多次異常躍升現(xiàn)象（圖3 中虛線為正常消耗曲線,平滑下降）。結(jié)合機(jī)上故障現(xiàn)象，初步分析造成機(jī)翼通氣孔異常噴油可能是由于前組油箱液面異常升高，部分燃油會通過油箱的通氣口進(jìn)入通氣管和通氣箱。發(fā)動(dòng)機(jī)試車時(shí)由于系統(tǒng)大量排氣，通氣管中的燃油隨氣體從左右機(jī)翼下表面排氣口排出，導(dǎo)致噴油。通過對加輸油控制原理分析，建立以前組油箱液面異常升高為頂?shù)墓收蠘?，如圖4所示。

圖3 油箱油量消耗示意圖

圖4 前組油箱油位異常故障樹

1）燃油電動(dòng)開關(guān)故障：正常輸油階段，燃油電動(dòng)開關(guān)應(yīng)該在常閉位置，在前組輸油泵發(fā)生故障或油盡時(shí)，壓力信號器會發(fā)出油泵低壓信號，機(jī)電管理計(jì)算機(jī)在延時(shí)120s 后向座艙告警板發(fā)出信號，輸油信號燈亮，同時(shí)關(guān)閉輸油泵。若此時(shí)前組油量大于50kg，機(jī)電管理計(jì)算機(jī)判定為油泵故障，否則為前組油箱油盡。機(jī)電管理計(jì)算機(jī)發(fā)出指令使前組油箱輸油泵自動(dòng)關(guān)閉，并使燃油電動(dòng)開關(guān)打開，自發(fā)動(dòng)機(jī)供油管路引主動(dòng)燃油至輸油引射泵，至引射泵輸油或抽盡余油。如果燃油電動(dòng)開關(guān)故障，處于常開位置，高壓燃油通過開關(guān)不斷涌入輸油引射泵，致使輸油引射泵膠圈脫開，液面異常上升。

2）比例器（輸油活門）故障：輸油活門如果故障，可能導(dǎo)致內(nèi)部串油，從機(jī)翼油箱進(jìn)入供油箱的燃油，通過輸油活門串至1 號油箱，致使油位異常上升。

3）加油控制活門故障：2 號油箱加油控制活門故障，導(dǎo)致無法關(guān)閉，2 號油箱油位異常升高。

針對以上可能產(chǎn)生故障的原因，在飛機(jī)上做了如下檢查：

a.結(jié)合燃油電動(dòng)活門常開現(xiàn)象推斷，油量異常上升有可能為引射泵膠圈漏油，檢查1 號油箱引射泵發(fā)現(xiàn)膠圈脫開，后續(xù)更換燃油電動(dòng)開關(guān)，換裝新的引射泵膠圈后試車檢查故障消失。

b.結(jié)合飛參數(shù)據(jù)對油量消耗進(jìn)行分析，機(jī)翼油箱輸油正常，排除比例器串油故障。

c.飛機(jī)加油前進(jìn)行加油活門預(yù)檢，預(yù)檢正常，加油也無異常，排除加油控制活門故障。

4 故障原因

經(jīng)過以上故障分析和相應(yīng)的排故工作，故障定位為燃油電動(dòng)開關(guān)故障。燃油電動(dòng)開關(guān)卡滯在常開位置，導(dǎo)致高壓主動(dòng)燃油直接涌入輸油引射泵，高油壓致使引射泵膠圈脫開，主動(dòng)燃油不斷滲入，油位異常后，部分燃油會通過油箱的通氣口進(jìn)入通氣管和通氣箱。發(fā)動(dòng)機(jī)試車時(shí)系統(tǒng)大量排氣，通氣管中的燃油隨氣體從左右機(jī)翼下表面排氣口排出，導(dǎo)致噴油。

后續(xù)更換燃油電動(dòng)開關(guān)，更換1 號油箱輸油引射泵膠圈，打泵觀察系統(tǒng)工作正常，后發(fā)動(dòng)機(jī)試車驗(yàn)證，加輸油順序一切正常，故障排除。

5 總結(jié)

在飛機(jī)燃油系統(tǒng)所有的功能性故障中，大多數(shù)故障為供輸油順序異常、燃油指示不準(zhǔn)確、燃油異常減少等。而燃油異常增多現(xiàn)象較為少見，且此種故障表象不明顯，因?yàn)榍敖M油箱油滿后繼續(xù)增多，該油箱的油量指示會穩(wěn)定在滿油值而看不出異常，導(dǎo)致此類故障的隱蔽性很強(qiáng)。針對此類故障，總結(jié)出以下鑒別方法。

1）警惕通氣箱和油箱通氣口的油跡。因?yàn)樵撚拖湓龆嗟娜加筒粫{空消失，有很大的概率會流入通氣箱中從油箱排氣口中流出，一般情況下較低的排氣口油跡較多。

2）在發(fā)現(xiàn)油箱排氣口有大量油跡后，要通過飛參對油量消耗情況仔細(xì)判讀，尤其是各油箱油量消耗曲線及油箱滿油信號。此時(shí)燃油的供輸油順序并不會有明顯異常，但是故障油箱的燃油消耗量會呈現(xiàn)出明顯異常波形。在燃油測量系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，計(jì)算機(jī)的算法進(jìn)行了優(yōu)化，使得正常情況下燃油量不會出現(xiàn)多指，也就是說油量的波動(dòng)不會出現(xiàn)向上多指的可能性。結(jié)合油箱滿油信號頻繁出現(xiàn)，當(dāng)該油箱的油耗曲線有明顯的向上跳動(dòng)的特征時(shí)，基本可以判定為該油箱燃油異常增多。

現(xiàn)在燃油系統(tǒng)普遍利用總線技術(shù)，采用高精度油量測量系統(tǒng)以及高集成控制驅(qū)動(dòng)單元實(shí)現(xiàn)燃油系統(tǒng)與其他飛機(jī)子系統(tǒng)之間的交聯(lián)。平時(shí)排故工作中應(yīng)加強(qiáng)對故障現(xiàn)象的認(rèn)真分析和把握，并結(jié)合機(jī)電系統(tǒng)報(bào)出的故障信息和飛參數(shù)據(jù)對故障進(jìn)行診斷分析，以便提升排故的準(zhǔn)確性和效率。