淺談空客A320飛機(jī)升降舵伺服控制邏輯與作動(dòng)原理

黎武

【摘 要】在日常飛機(jī)維修工作中，熟練掌握飛機(jī)的操縱系統(tǒng)原理是保障維修質(zhì)量必不可少一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)。我們知道飛控系統(tǒng)排故過(guò)程中很多不必要的換件耗費(fèi)了大量的人力和物力往往都是由于工作這對(duì)系統(tǒng)掌握不夠熟練，思路不夠清晰，對(duì)于系統(tǒng)警告信息沒(méi)有清晰的判斷。結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中遇到的故障，在這里簡(jiǎn)要分析一下A320飛機(jī)升降舵伺服控制原理以及常見(jiàn)故障排故思路

【關(guān)鍵詞】飛機(jī)服維修；升降舵；伺服控制

A320飛機(jī)的俯仰操控主要依靠升降舵完成，側(cè)桿或者FMGC發(fā)送指令給ELAC和SEC計(jì)算機(jī)，ELAC2控制升降舵，ELAC1作為備份。SEC作為ELAC的多余度備份。系統(tǒng)控制原理如圖一所示：

兩個(gè)升降舵相對(duì)獨(dú)立地鉸鏈安裝在水平安定面上。每個(gè)升降舵的控制執(zhí)行包括：兩個(gè)升降舵伺服控制器，一個(gè)升降舵位置傳感組件，升降舵和副翼計(jì)算機(jī)（ELAC1，ELAC2），擾流板和升降舵計(jì)算機(jī)（SEC1，SEC2）。其中每個(gè)升降舵伺服控制器有一個(gè)伺服活門（SV），兩個(gè)電磁線圈活門（EV1，EV2），一個(gè)模式選擇活門（MV），一個(gè)線性模式選擇活門傳感器，一個(gè)線性伺服活門傳感器，兩個(gè)非線性位置傳感器。升降舵伺服控制器主要構(gòu)造如圖一所示。（以左綠系統(tǒng)伺服控制組件LG 34CE1為例）。

作動(dòng)筒有以下三種工作狀態(tài)：

（1）正常作動(dòng)狀態(tài)：此狀態(tài)下EV不工作，液壓源能夠作動(dòng)模式選擇活門MV至液壓作動(dòng)位置，SV參與工作提供作動(dòng)液壓給作動(dòng)筒允許升降舵作動(dòng)。

（2）阻尼狀態(tài)：此狀態(tài)下EV工作切斷液壓源，使得模式選擇活門在彈簧力的作用下移動(dòng)至旁通位，SV不工作，作動(dòng)筒液壓源旁通，該作動(dòng)筒跟隨其他作動(dòng)筒一起作動(dòng)

（3）定中狀態(tài)：若舵面的兩個(gè)伺服控制器的電動(dòng)控制失效，此時(shí)定中模式允許恢復(fù)并且保持升降舵在0位置

一、升降舵計(jì)算機(jī)控制邏輯

（1）當(dāng)ELAC2，ELAC1，SEC2，SEC1都在正常工作狀態(tài)時(shí)ELAC2控制L G 34CE1的作動(dòng)伺服活門SV和R Y 34CE2的作動(dòng)伺服活門SV來(lái)作動(dòng)升降舵；控制L B 34CE3電磁線圈活門EV1和R B 34CE4的電磁線圈活門EV1，使得34CE3和34CE4作動(dòng)器處在阻尼狀態(tài)隨動(dòng)。

（2）當(dāng)ELAC2故障或不工作時(shí)，ELAC1控制L B 34CE3的作動(dòng)伺服活門SV和R B 34CE4的作動(dòng)伺服活門SV來(lái)作動(dòng)升降舵控制L G 34CE1電磁線圈活門EV1和R Y 34CE2電磁線圈活門EV1，使得34CE1和34CE2的作動(dòng)器處在阻尼狀態(tài)隨動(dòng)。

（3）當(dāng)ELAC2和ELAC1故障或不工作時(shí)，SEC2控制L G 34CE1的作動(dòng)伺服活門SV和R Y 34CE2的作動(dòng)伺服活門SV來(lái)作動(dòng)升降舵；控制L B 34CE3電磁線圈活門EV2和R B 34CE4的電磁線圈活門EV2，使得34CE3和34CE4作動(dòng)器處在阻尼狀態(tài)隨動(dòng)。

（4）當(dāng)ELAC2、ELAC1和SEC2故障或不工作時(shí)，SEC1控制L B 34CE3的作動(dòng)伺服活門SV和R B 34CE4的作動(dòng)伺服活門SV來(lái)作動(dòng)升降舵；控制L G 34CE1電磁線圈活門EV2和R Y 34CE2電磁線圈活門EV2，使得34CE1和34CE2的作動(dòng)器處在阻尼狀態(tài)隨動(dòng)。

在升降舵伺服控制通道中，各部計(jì)算機(jī)的優(yōu)先控制順序?yàn)镋LAC2>ELAC1>SEC2>SEC1。

二、升降舵工作狀態(tài)

（1）在正常操作：一個(gè)傳動(dòng)裝置處于傳動(dòng)方式；另一個(gè)處于阻尼方式。某些機(jī)動(dòng)動(dòng)作引起第二個(gè)傳動(dòng)裝置傳動(dòng)。

（2）在傳動(dòng)的伺服傳動(dòng)裝置失效的情況下，阻尼的傳動(dòng)裝置變?yōu)閭鲃?dòng)的，而失效的傳動(dòng)裝置自動(dòng)轉(zhuǎn)換至阻尼方式。

（3）如果兩個(gè)伺服傳動(dòng)裝置都沒(méi)有電操縱，它們將自動(dòng)地轉(zhuǎn)換至居中方式。如果兩個(gè)伺服傳動(dòng)裝置都沒(méi)有液壓操縱，它們將自動(dòng)地轉(zhuǎn)換至阻尼方式。

（4）在一個(gè)升降舵失效的情況下，另一個(gè)升降舵的偏轉(zhuǎn)角度受到限制，以避免在水平尾翼或后部機(jī)身施加過(guò)大的不對(duì)稱載荷。

三、典型案例分析

近期由于北方氣溫下降，某航B65XX等幾架飛機(jī)均出現(xiàn)雙發(fā)啟動(dòng)好之后ECAM有警告信息F/CTL ELEV SERVO FAULT 或者F/CTL ELAC X PTCH FAULT，相關(guān)代碼 ELAC X COM OR WIRING TO X X ELEC SERVO VLV 34CEX，伴隨飛控頁(yè)面相應(yīng)的伺服作動(dòng)機(jī)構(gòu)顯示琥珀色方框。長(zhǎng)時(shí)間排故導(dǎo)致航班延誤。

參考空客TFU27.34.51.014提示在某些特殊條件（環(huán)境低溫、啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)舵面位置）會(huì)導(dǎo)致警告出現(xiàn)。過(guò)站為避免造成航班延誤，可參考AMM27-96-00-710-020-A執(zhí)行側(cè)桿操作測(cè)試（相當(dāng)于進(jìn)行一次計(jì)算機(jī)復(fù)位程序）。注意手冊(cè)中的操作順序，首先切斷液壓，再將ELACs與SECs電門置于OFF位，之后增壓液壓系統(tǒng)，最后再將ELACs與SECs電門ON，開(kāi)始側(cè)桿操作測(cè)試。如執(zhí)行完此測(cè)試正常后，可正常執(zhí)行航班，待航后合適機(jī)會(huì)排故。航后測(cè)量伺服活門電阻如超標(biāo)（標(biāo)準(zhǔn)參考TSM手冊(cè)為500ohm+-10%），更換伺服活門即可；如伺服活門電阻正常，則需更換整個(gè)伺服作動(dòng)機(jī)構(gòu)。

升降舵液壓作動(dòng)測(cè)試則可以通過(guò)對(duì)ELAC2，ELAC1，SEC2，SEC1進(jìn)行綜合或各系統(tǒng)單獨(dú)控制測(cè)試，以各個(gè)獨(dú)立液壓源和單部計(jì)算機(jī)來(lái)完成升降舵的作動(dòng)，我們?cè)诤胶缶S護(hù)中如果遇到此類故障一般都是先參照手冊(cè)AMM TASK 27-96-00-710-020A 做側(cè)桿組件激活自測(cè)和EFCS地面掃描測(cè)試來(lái)檢查是否有故障代碼，如果出現(xiàn)相應(yīng)的維護(hù)信息則根據(jù)TSM手冊(cè)逐一進(jìn)行排故。EFCS地面掃描主要是對(duì)各個(gè)計(jì)算機(jī)的內(nèi)在邏輯和線路的自檢，由于飛控系統(tǒng)是在各個(gè)液壓源增壓的情況下完成各個(gè)控制動(dòng)作，對(duì)于非增壓狀態(tài)下的一些機(jī)械傳動(dòng)故障，伺服組件位置指示，組件性能下降導(dǎo)致線路阻值比較接近門限值等情況，EFCS地面掃描可能無(wú)法準(zhǔn)確檢測(cè)到故障源。此時(shí)則需要進(jìn)行相應(yīng)的量線完成后續(xù)排故工作。

【參考文獻(xiàn)】

[1]廖建禎.升降舵伺服故障維修提示[J]深航維修工程部，MCC2014102001（01）11-12.