A320升降舵伺服控制系統(tǒng)故障淺析

王晉

中圖分類號(hào)：S325 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2018）16-0304-01

A320的飛控系統(tǒng)是電傳操縱系統(tǒng)，其所有的飛行操縱面均為電控液壓操縱，其內(nèi)部監(jiān)控，裕度設(shè)計(jì)，各種傳感器，電源和液壓源保證了飛行電傳操縱具有很高的可靠性，但在維護(hù)A320飛機(jī)的過程中，我們也遇到了一些飛控系統(tǒng)的故障，其中有一些可謂是疑難雜癥，在這兒，我把我們平時(shí)遇到的一例典型故障做一簡單分析，希望能對大家的工作有所裨益和啟發(fā)。

A320飛機(jī)的俯仰操縱由兩個(gè)升降舵和可配平水平安定面來完成。升降舵用于短時(shí)間控制，可配平水平安定面（THS）用于長時(shí)間控制。飛機(jī)俯仰是通過兩個(gè)機(jī)械獨(dú)立的升降舵來控制的，升降舵可由側(cè)桿人工操縱，也可通過自動(dòng)駕駛功能自動(dòng)控制。任何一個(gè)升降舵都可由兩套接受ELAC或SEC信號(hào)的電控液壓伺服控制組件驅(qū)動(dòng)，并由不同的液壓源提供壓力。正常情況下升降舵由ELAC2控制，相應(yīng)的伺服系統(tǒng)處于工作狀態(tài)，而其它的計(jì)算機(jī)則處于備用狀態(tài)且相應(yīng)的伺服機(jī)構(gòu)處于阻尼模式。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，升降舵轉(zhuǎn)由ELAC1，然后是SEC2或SEC1控制，當(dāng)升降舵的兩套伺服機(jī)構(gòu)均故障時(shí)，伺服機(jī)構(gòu)自動(dòng)轉(zhuǎn)為定中模式從而使舵面保持在中立位，此時(shí)電操縱失效，當(dāng)一邊升降舵的雙液壓均失效時(shí)，自動(dòng)工作于阻尼模式。

在一次航后工作中，我公司的某架飛機(jī)航后報(bào)告中出現(xiàn)SEC1 OR WIRING FROM L G ELEV MODE XDCR 34CE1 CFDS故障信息，并且上ECAM顯示F/CTL SERVO CTL FAULT 警告信息，下ECAM飛控頁面左升降舵藍(lán)系統(tǒng)指示顯示琥珀色方框，我們根據(jù)TSM要求做EFCS地面掃描測試一切正常，但接通綠泵或藍(lán)泵，下ECAM藍(lán)系統(tǒng)指示的琥珀色方框消失。故障現(xiàn)象讓我們百思不解，航后報(bào)告明明顯示是左升降舵綠系統(tǒng)伺服控制組件上的模式傳感器故障，但地面做EFCS測試卻通過了沒有顯示任何故障信息，下ECAM頁面左升降舵藍(lán)系統(tǒng)指示卻顯示琥珀色方框，由于測試正常，我們先按在ECAM上觀察到的故障現(xiàn)象，進(jìn)入trouble shooting找到相應(yīng)的排故程序，先后更換了SEC1，ELAC2和左升降舵藍(lán)系統(tǒng)伺服控制組件（34CE3），但故障依舊。我們反過來再深入研究了升降舵伺服控制系統(tǒng)的工作原理后恍然大悟：

升降舵每一個(gè)伺服機(jī)構(gòu)有三種工作模式：

——根據(jù)電指令完成對升降舵作動(dòng)的工作模式。

——當(dāng)發(fā)生多重故障時(shí)防止出現(xiàn)振動(dòng)的阻尼模式（主要是雙液壓或雙電源故障，一個(gè)伺服機(jī)構(gòu)與相應(yīng)液壓源斷開或另一個(gè)電源故障）。

——當(dāng)一個(gè)舵面的兩個(gè)伺服機(jī)構(gòu)的電控均失去時(shí)將升降舵回到中立位并保持于零位的定中模式。

（1）伺服機(jī)構(gòu)處于工作模式

在這種情況下，伺服控制組件上的兩個(gè)電磁活門斷電，高壓油使模式選擇活門處于工作模式。此時(shí)作動(dòng)器的兩個(gè)腔與伺服活門控制路相連，伺服活門處于工作模式。模式選擇活門傳感器提供一個(gè)識(shí)別此狀態(tài)變化的電信號(hào)。

（2）阻尼模式

至少一個(gè)電磁活門通電且模式選擇活門在彈簧作用下處于阻尼模式。此時(shí)兩個(gè)作動(dòng)器腔通過阻尼孔連通，模式選擇活門傳感器可識(shí)別這種狀態(tài)變化。

（3）定中模式

電磁活門和伺服活門斷電，伺服機(jī)構(gòu)回到并保持在零位。

（4）單一電源故障

此時(shí)，電磁活門通電，伺服機(jī)構(gòu)工作于阻尼模式。

（5）全部電源故障

此時(shí)，兩部伺服機(jī)構(gòu)的電磁活門和伺服活門斷電，伺服機(jī)構(gòu)工作于定中位置。

（6）一個(gè)液壓系統(tǒng)故障

伺服控制組件上的關(guān)斷活門關(guān)閉將伺服機(jī)構(gòu)與飛機(jī)液壓系統(tǒng)隔離開，模式選擇活門在彈簧作用下處于阻尼模式，伺服機(jī)構(gòu)工作于阻尼模式。

據(jù)此，我們認(rèn)為在地面兩個(gè)伺服控制組件都處于阻尼模式，可能是綠系統(tǒng)伺服控制組件的模式選擇活門傳感器故障，給ELAC2提供了一個(gè)綠系統(tǒng)處于工作模式的故障信號(hào)，此時(shí)由于沒有增壓綠系統(tǒng)，實(shí)際上綠系統(tǒng)伺服控制組件并沒有處于工作模式，由于ELAC2同時(shí)控制綠藍(lán)兩個(gè)伺服機(jī)構(gòu)，ELAC2再把這個(gè)故障信號(hào)反饋到藍(lán)系統(tǒng)伺服機(jī)構(gòu)。下ECAM左升降舵藍(lán)系統(tǒng)指示顯示琥珀色方框說明控制藍(lán)系統(tǒng)伺服機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)故障，在這例故障中，控制計(jì)算機(jī)ELAC2本身并沒有故障，可能正是其接受了綠系統(tǒng)伺服控制組件模式選擇活門傳感器傳來的故障信號(hào)，然后給藍(lán)伺服機(jī)構(gòu)提供了故障信號(hào)，導(dǎo)致藍(lán)系統(tǒng)指示出現(xiàn)琥珀色方框，實(shí)際上一接通綠系統(tǒng)壓力，綠伺服機(jī)構(gòu)處于工作模式，就消除了故障信號(hào)，藍(lán)系統(tǒng)指示正常。根據(jù)這些分析，我們先把新件（34CE1）的電插頭接入綠系統(tǒng)伺服機(jī)構(gòu)，由于模式選擇活門傳感器給ELAC2輸出了正確反映綠伺服機(jī)構(gòu)實(shí)際狀態(tài)變化的電信號(hào)，下ECAM藍(lán)系統(tǒng)指示上的琥珀色方框就消失了，我們更換上新件綠系統(tǒng)伺服控制組件后，故障徹底排除。

又如某架飛機(jī)航后故障描述如下PFR：“ELAC1 OR WIRING FROM R B ELEV POS XDCR 34CE4”故障隔離步驟：

1）依據(jù)手冊進(jìn)行側(cè)桿組件的操作測試和EFCS地面掃描正常，并且測量ELAC1到升降舵作動(dòng)器R B 34CE4的線路及到升降舵位置傳感器的線路在正常范圍內(nèi)。

2）在升降舵和液壓動(dòng)作操作測試過程中，檢查發(fā)現(xiàn)左右升降舵隨著側(cè)桿前后操縱指令上下移動(dòng)，移動(dòng)速度相同，但是升降舵向上移動(dòng)幅度達(dá)不到最大幅度（30°）。隨后完成升降舵阻尼測試過程中，在完成升降舵上下移動(dòng)第二個(gè)循環(huán)后測試結(jié)束，結(jié)果為：ELEV TEST NOT POSSIBLE，故障源是SEC2，故障代碼為03FF。

3）隨后對右升降舵作動(dòng)器34CE2和34CE4檢查發(fā)現(xiàn)，當(dāng)只是黃液壓系統(tǒng)增壓且手柄在中立位時(shí)，右升降舵位置傳感器的定中校準(zhǔn)銷能很輕松的裝入校準(zhǔn)孔中；ECAM SD頁面右升降舵指示在中立位；當(dāng)只有蘭液壓系統(tǒng)增壓且手柄在中立位時(shí)，右升降舵位置傳感器的定中校準(zhǔn)銷與校準(zhǔn)孔的位置上有些許偏差，ECAM SD頁面右升降舵指示中立位偏下一點(diǎn)。

4）后續(xù)對升降舵作動(dòng)器R B 34CE4重新校準(zhǔn)后，地面升降舵阻尼測試通過，且升降舵液壓作動(dòng)測試正常，升降舵位置上下移動(dòng)指示正確。在之后飛機(jī)執(zhí)行航班后未出現(xiàn)該故障。該故障的排除過程涉及到許多EFCS系統(tǒng)關(guān)于升降舵的作動(dòng)測試，控制邏輯和ECAM指示。通過各個(gè)測試以及升降舵作動(dòng)控制邏輯最終確定了故障源并排除。

分析以上故障，我們最后得出幾點(diǎn)重要經(jīng)驗(yàn)：

1.根據(jù)航后報(bào)告的故障信息查找排故程序，不要被目視到的一些“故障”現(xiàn)象所蒙蔽，在此例故障中，由于地面測試正常，給我們以誤導(dǎo)，誤以為藍(lán)系統(tǒng)伺服機(jī)構(gòu)故障。

2.由于飛控系統(tǒng)是電傳操縱系統(tǒng)，組件、計(jì)算機(jī)和EACM間交換的都是電信號(hào)，在更換一些飛控系統(tǒng)的組件時(shí)，不要直接換上新件，最好先把電插頭擰上，觀察一下故障現(xiàn)象是否消失。

3.排故前最好先深入分析一下系統(tǒng)的工作原理，做到排故時(shí)思路清晰，有的放矢，重點(diǎn)突出，在深入掌握系統(tǒng)工作原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合排故程序分析故障原因，找出最佳排故方法。

由于飛控系統(tǒng)對飛行安全具有十分重要的影響，我們在每一次的航后工作中要高度重視每一條故障信息，深入挖掘和分析一切可能的原因，提高排故準(zhǔn)確率。我結(jié)合自身的工作經(jīng)驗(yàn)撰寫了這篇文章，希望對大家有所幫助，其中必有疏忽和遺漏之處，請大家指正。也希望大家能夠在今后的排故工作中更全面細(xì)致地了解故障現(xiàn)象，做到“不畏浮云遮望眼”，透過現(xiàn)象看本質(zhì)，抓住故障根源。