摘"要：GAPCU是A320系列飛機(jī)電源系統(tǒng)的核心部件，主要控制APU電源和地面外電源，GAPCU部件本體或系統(tǒng)相關(guān)部件故障直接影響飛機(jī)電源系統(tǒng)的工作，故障具有隱藏性和復(fù)雜性，在航前和過(guò)站時(shí)，經(jīng)常造成航班長(zhǎng)時(shí)間延誤。因?yàn)镚APCU部件本體具有高度的整合性，當(dāng)部分功能出現(xiàn)故障時(shí)，經(jīng)常導(dǎo)致GAPCU整體的功能或部分其他功能故障失效。因此，掌握GAPCU的工作原理和故障排除方法，可以避免航班的延誤，減少航司的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)損失，提高航班的正點(diǎn)率，保證飛機(jī)的運(yùn)營(yíng)正常。

關(guān)鍵詞：GAPCU；APU電源；地面外電源；繼電器

A320系列飛機(jī)的地面及輔助電源控制組件（GROUND"AND"AUXILIARY"POWER"CONTROL"UNIT，GAPCU）是電源系統(tǒng)的重要組件，用于控制和保護(hù)地面外電源和輔助動(dòng)力裝置（AUXILIARY"POWER"UNIT，APU）電源系統(tǒng)，包含GCU（發(fā)電機(jī)控制組件）的基本功能。由于GAPCU將以前的APU的GCU和地面電源控制組件合二為一，這種設(shè)計(jì)減少了電子設(shè)備并減輕了飛機(jī)的重量，但是也存在潛在的可靠性問(wèn)題，當(dāng)GAPCU發(fā)生故障時(shí)，這種設(shè)計(jì)上的缺陷可能導(dǎo)致更加復(fù)雜的故障判斷和排故過(guò)程。GAPCU及相關(guān)部件故障通常發(fā)生在電源轉(zhuǎn)換過(guò)程中，尤其是在航前和過(guò)站時(shí)出現(xiàn)故障，沒(méi)有足夠的時(shí)間處理，航班很容易出現(xiàn)延誤。這些故障在航線(xiàn)維護(hù)中，難以提前發(fā)現(xiàn)，故障的發(fā)生也存在一些偶然性，發(fā)生故障后，處理不及時(shí)會(huì)造成航班長(zhǎng)時(shí)間延誤，影響后續(xù)航班運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)效益。掌握GAPCU的工作原理和故障快速處理方法，可有效避免航班的長(zhǎng)時(shí)間延誤，保障航班的正常運(yùn)行。本文將就GAPCU的工作原理、故障排除和快速處理方法進(jìn)行分析和探討。

1"GAPCU工作原理

GAPCU同時(shí)控制和保護(hù)APU發(fā)電機(jī)和地面外電源。對(duì)于APU發(fā)電機(jī)，GAPCU控制其電網(wǎng)供電和網(wǎng)絡(luò)保護(hù)、系統(tǒng)測(cè)試和自我監(jiān)控，提供自測(cè)功能，記錄故障和維護(hù)信息，如圖1所示。

當(dāng)外電源插座連接115VAC/400HZ電源后，GAPCU分析外電源各項(xiàng)參數(shù)，各項(xiàng)參數(shù)合格后向飛機(jī)電網(wǎng)供電。GAPCU同時(shí)還向飛機(jī)系統(tǒng)提供外電源相關(guān)的各項(xiàng)參數(shù)數(shù)據(jù)和燈光指示（外電源可用燈、外電源未使用燈等）。GAPCU主要控制IMR（THE"INTERLOCK"MONITORING"RELAY）和PRR（THE"EXTERNAL"POWER"READY"RELAY）來(lái)連接和斷開(kāi)電源。IMR和PRR都有其工作的條件，當(dāng)條件出現(xiàn)異常時(shí)，GAPCU控制相關(guān)電源斷開(kāi)。GAPCU對(duì)飛機(jī)電源系統(tǒng)還具有保護(hù)功能，當(dāng)相關(guān)工作的電源出現(xiàn)頻率的超頻和低頻、電壓的超壓和欠壓、電源的相位不正確時(shí)，GAPCU都會(huì)停止向飛機(jī)電網(wǎng)供電。GAPU還具有BITE功能，能進(jìn)行部件自測(cè)、部件監(jiān)控和存儲(chǔ)故障信息。

2"故障淺析

2.1"APU無(wú)法向飛機(jī)供電

APU能正常啟動(dòng)，但APU"GEN未連接飛機(jī)電網(wǎng)供電，APU"START電門(mén)的“AVAIL”的燈是亮的；連接外部電源，供電正常；查看ECAM頁(yè)面，APU"GEN各項(xiàng)參數(shù)正常。由此可見(jiàn)，駕駛艙APU"START電門(mén)“AVAIL”的燈是亮的，確定APU工作正常，ECAM的SD頁(yè)面上的APU"GEN各項(xiàng)參數(shù)正常，頭頂面板上的APU"GEN“FAULT”燈沒(méi)有亮，可以排除APU"GEN故障。GAPCU控制著APU"GEN向飛機(jī)系統(tǒng)供電，可查看GAPCU的跳開(kāi)關(guān)是否跳出，如跳開(kāi)關(guān)跳出，嘗試復(fù)位跳開(kāi)關(guān)，確定能否供電。如未跳出，可重新拆裝GAPCU，檢查GAPCU插頭接口是否正常，使用電子插頭清洗劑清潔接口，清除灰塵，消除靜電影響，重新通電測(cè)試APU能否供電，如故障依舊，可更換GAPCU來(lái)排除故障。除GAPCU部件本體故障，相關(guān)繼電器故障的可能性也較大。APU的ECB將APU發(fā)電機(jī)的可用信號(hào)通過(guò)6KD"RELAY送到GAPCU，如圖2所示，可更換6KD"RELAY來(lái)排除故障。

APU電源與飛機(jī)電網(wǎng)連接和斷開(kāi)的工作部件是GLCAPU，如圖3所示，此部件故障率很低，且作動(dòng)時(shí)會(huì)有明顯的吸合和斷開(kāi)的聲音，可以此判斷是否正常作動(dòng)，可考慮作為為最后的故障件進(jìn)行更換。

2.2"地面電源無(wú)法向飛機(jī)供電

飛機(jī)在停機(jī)位上，接上地面電源，無(wú)法接通?？上刃袡z查地面電源的狀態(tài)和品質(zhì)是否符合供電要求，地面電源車(chē)和橋載電系統(tǒng)都有電源參數(shù)界面，可先確認(rèn)其供電電源質(zhì)量。GAPCU會(huì)監(jiān)控地面電源的電壓、頻率等各參數(shù)，確保質(zhì)量合格才向飛機(jī)系統(tǒng)供電。確認(rèn)地面供電電源正常后，可檢查飛機(jī)的地面電源插口，如圖4所示。飛機(jī)電源插口有6根接線(xiàn)柱、2根直流、4根交流，檢查接線(xiàn)柱無(wú)損傷、腐蝕、變形和燒灼等影響接電的情況。如果地面電源供電質(zhì)量正常，飛機(jī)外電源接口正常，還需要檢查地面外電源供電接頭狀況，由于飛機(jī)外電源插座的DC插釘較短，如圖4所示，地面外電源插頭長(zhǎng)期使用后，會(huì)存在一定的磨損和變形，插在飛機(jī)外電源插座后，雖然4根AC端已接好，但是2根DC端會(huì)存在未接好或者虛接的情況，可重新插接或更換地面電源設(shè)備。以上情況都正常時(shí)，地面電源還是無(wú)法向飛機(jī)供電，GAPCU作為地面電源供電的控制部件，要先考慮作為故障件進(jìn)行處理，對(duì)于GAPCU進(jìn)行復(fù)位和測(cè)試，確認(rèn)GAPCU功能是否正常，有航材時(shí)，更換GAPCU，排除故障。另外，由于GAPCU故障導(dǎo)致APU不能正常供電后，在接通地面電源時(shí)，APU的主電門(mén)必須放在“OFF”位。

2.3"地面電源或發(fā)動(dòng)機(jī)電源與APU電源切換慢

地面APU啟動(dòng)正常后，轉(zhuǎn)換地面電源或發(fā)動(dòng)機(jī)電源與APU電源時(shí)，出現(xiàn)明顯停頓、電源切換慢的現(xiàn)象，甚至?xí)霈F(xiàn)短暫的停電。首先，需要檢查APU的發(fā)電機(jī)是否出現(xiàn)過(guò)載，APU發(fā)電機(jī)不能適應(yīng)過(guò)載電量，會(huì)出現(xiàn)短暫停電。其次，GAPCU是故障源可能性很大，雖然GAPCU功能正常，但是內(nèi)部部件氧化，性能衰退，不定時(shí)會(huì)出現(xiàn)電源轉(zhuǎn)換的故障。最后，如更換新的GAPCU后故障依舊，可檢查更換5XG"RELAY和21XG"RELAY，這兩個(gè)繼電器是電源轉(zhuǎn)換時(shí)需要高頻次工作的繼電器，都位于電子艙103VU"RELAY"BOX中，繼電器本體的故障和性能衰退，也會(huì)導(dǎo)致電源轉(zhuǎn)換變慢，甚至轉(zhuǎn)換失敗。

3"故障案例

3.1"故障現(xiàn)象

在連接正?？捎玫牡孛骐娫春?，駕駛艙外電源可用燈不亮，機(jī)組無(wú)法確認(rèn)外電源是否可用。

故障判斷與分析：首先，檢查飛機(jī)的地面電源接口是否正常無(wú)損傷，電源接線(xiàn)柱是否正常無(wú)缺損、無(wú)彎曲變形，地面電源接頭是否正確連接飛機(jī)，并查看地面電源設(shè)備供電參數(shù)、電壓和頻率是否符合要求。其次，查看飛機(jī)的NOT"IN"USE燈是否點(diǎn)亮，燈亮說(shuō)明GAPCU已確認(rèn)地面電源已連接，并且電源參數(shù)符合，可向飛機(jī)系統(tǒng)供電。正常情況下，外電源可用燈應(yīng)該點(diǎn)亮，指示地面電源可正常連接，現(xiàn)在不亮，則打開(kāi)駕駛艙燈光測(cè)試開(kāi)關(guān)，確認(rèn)燈光指示是否正常，若不亮，更換此電門(mén)開(kāi)關(guān)；若亮，表明地面外電源電門(mén)開(kāi)關(guān)正常。再次，燈光指示信號(hào)由GAPCU控制提供，可復(fù)位和測(cè)試GAPCU，或與其他飛機(jī)對(duì)串GAPCU，以確認(rèn)故障。最后，若更換GAPCU后故障依舊，查詢(xún)線(xiàn)路圖可見(jiàn)，如圖5所示，GAPCU的控制信號(hào)需要通過(guò)21XG繼電器控制外電源可用燈，可更換21XG繼電器，排除故障。

3.2"故障現(xiàn)象

APU可正常啟動(dòng)，但是ELEC頁(yè)面上APU電源的各項(xiàng)參數(shù)（電壓、頻率和負(fù)載指示）顯示為琥珀色的XX，甚至沒(méi)有指示。

故障判斷與分析：GAPCU包含了APUGCU的全部功能，APU發(fā)電機(jī)工作正常時(shí)，APU電源的電壓、頻率等各項(xiàng)參數(shù)由GAPCU輸出到飛機(jī)指示系統(tǒng)，用于各項(xiàng)指示和顯示。當(dāng)APU電源參數(shù)顯示異?；驘o(wú)顯示時(shí)，先更換GAPCU，若更換GAPCU后，APU電源參數(shù)顯示正常，則故障排除；若故障依舊，則需要更換APU發(fā)電機(jī)，APU發(fā)電機(jī)本體的故障，會(huì)導(dǎo)致電源輸出異常，電源參數(shù)顯示不正?；驘o(wú)信號(hào)輸出。

4"航線(xiàn)快速處理

由于飛機(jī)過(guò)站時(shí)間較短，且電源系統(tǒng)故障對(duì)飛機(jī)運(yùn)行影響很大，當(dāng)出現(xiàn)APU電源或地面電源連接不上時(shí)，及時(shí)檢查APU電源和地面電源供電情況，檢查接口是否正常，復(fù)位測(cè)試GAPCU，如圖6所示，GAPCU部件具有BITE功能，結(jié)合測(cè)試結(jié)果能更加準(zhǔn)確判斷故障。對(duì)相關(guān)故障件，按照MEL進(jìn)行保留，APU電源和地面外電源只要其中一個(gè)可以給飛機(jī)電網(wǎng)供電，再提供地面輔助氣源，就可以正常啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。在保證航班安全和適航的前提下，最大限度減少延誤，以保障航空公司的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

結(jié)語(yǔ)

GAPCU作為A320系列飛機(jī)電源系統(tǒng)的重要部件，是同時(shí)控制APU電源和地面外電源供電的核心組件，但其供電邏輯和控制功能上的設(shè)計(jì)缺陷會(huì)影響飛機(jī)在地面和空中不同狀態(tài)下的供電穩(wěn)定性，特別是在外部電源和APU發(fā)電機(jī)同時(shí)接入的情況下。APU電源或地面外電源連接飛機(jī)電網(wǎng)失敗，有多種故障可能。過(guò)站時(shí)，及時(shí)檢查相關(guān)電源部件，判斷故障，進(jìn)行故障隔離，按MEL條目進(jìn)行保留。航后排故時(shí)，根據(jù)TSM手冊(cè)、ASM手冊(cè)和AWM手冊(cè)進(jìn)行故障部件的確認(rèn)，根據(jù)AMM手冊(cè)進(jìn)行故障件的更換與測(cè)試。排故時(shí)，以GAPCU作為控制中心進(jìn)行分析，對(duì)供電電源的控制、指示、信號(hào)的輸入輸出，作動(dòng)部件逐次判斷分析，結(jié)合量線(xiàn)工作，排除故障。希望通過(guò)本文的探討，能對(duì)GAPCU及相關(guān)部件的故障處理有所幫助。

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作者簡(jiǎn)介：伏建飛（1980—"），男，漢族，江蘇人，北京飛機(jī)維修工程有限公司上海分公司排故工程師，研究方向：空客A330、A320航空器維修。