A330飛機襟翼系統(tǒng)故障排故分析

王子旋　王成龍

【摘? 要】本文主要對航線飛機日常維護中襟翼故障的排故分析，通過A330飛機所發(fā)生的襟翼故障進行總結與探索，在根據(jù)TSM手冊對故障進行排除外，對飛機系統(tǒng)工作原理、監(jiān)控機制以及故障類型/表現(xiàn)分析，詳細了解故障源，確保故障能夠安全排除，保證航班的安全。

【關鍵詞】襟翼;原理;故障;安全

前言：

航線維護的重要目的是快速排除故障，找出故障源，保證飛機的安全適航以及保障航班的正常性，襟翼系統(tǒng)作為飛機的三大系統(tǒng)之一有著其獨特的重要性。作為飛機的高升力控制系統(tǒng)，每側大翼各有兩個后緣襟翼和七個前緣縫翼，當襟翼系統(tǒng)發(fā)生故障時，將出現(xiàn)相應的系統(tǒng)警告甚至鎖定襟翼系統(tǒng)，當襟翼系統(tǒng)中某些子系統(tǒng)發(fā)生失效性故障導致的襟翼鎖定現(xiàn)象，這也是保證飛機安全的一種故障保護機制，從而不會進一步影響飛機的飛行性能和飛機安全，但這種故障的發(fā)生會影響飛機的運行和駕駛艙操作，在起飛階段故障發(fā)生將導致飛機返航，在進近期間則可能導致接地速度過大，從而造成滑跑距離加長，另外，襟翼鎖定故障將無法依照MEL保留放行，后后續(xù)航班的運行保障產(chǎn)生影響，因而，針對襟翼系統(tǒng)故障我們對此開展排故分析，快速找準故障源頭，保障飛機的適航性和航班正常性。

一、襟翼系統(tǒng)的原理分析

1、襟翼系統(tǒng)的工作原理

襟縫翼系統(tǒng)由兩部縫翼/襟翼控制計算機SFCC 1&2共同控制。CSU（指令傳感器組件）與襟縫翼控制手柄相連，將控制手柄的位置信號轉變?yōu)殡娦盘柗謩e傳給SFCC 1&2。PCU（動力控制組件）作為襟縫翼收放的機械扭矩輸出來源，接收SFCC 1&2的指令信號通過差動齒輪箱將機械能傳遞給扭力軸和旋轉作動筒，再由旋轉作動筒驅動襟縫翼舵面以正確的方向（伸出/收上）和速度（高速/低速）運動。

如下圖1所示

2 襟翼系統(tǒng)監(jiān)控原理

SFCC 1&2 通過位置獲取傳感器（PPU）來監(jiān)控襟翼、縫翼控制面的工作情況。PCU上裝有1個FPPU（反饋位置傳感器）和1個IPPU（儀表位置傳感器），在傳動末端的左、右翼尖位置還各裝有1個APPU（不對稱位置傳感器）。IPPU將PCU輸出軸位置數(shù)據(jù)通過飛行警告計算機FWC傳遞給ECAM 提供位置指示信息。FPPU監(jiān)控PCU主輸出傳動軸的角位置，APPU監(jiān)控傳動鏈末端的傳動軸角位置。APPU和FPPU主要用于監(jiān)控襟縫翼不對稱、失控或超速

二、常見故障類型及表現(xiàn)

（一）因APPU故障導致的襟翼系統(tǒng)告警和保護性鎖定

1）因不對稱、失控或超速造成的襟翼鎖定

該監(jiān)控依據(jù)來源于兩個安裝于傳動末端的APPU和安裝于PCU的一個FPPU的信號，相應觸發(fā)條件如下：

— 不對稱（Asymmetry）：左、右兩側APPU 記錄值相差5.625°以上;

— 失控（Runaway）：APPU和FPPU記錄值相差5.625°以上;

— 超速（Overspeed）：任一APPU 或FPPU探測到轉動角速度大于每秒29.27°。

2）襟翼卡阻造成的襟翼鎖定

驅動鏈上的傳動卡滯或過度摩擦，信號來源于FPPU。當PCU輸出傳動軸上的轉速低于正常工作速度的8%，且被兩臺SFCC確認，系統(tǒng)將觸發(fā)“F/CTL FLAPS FAULT”警告，并伴有CMS故障信息“FLP 1（2）MECH DRIVE”。此時，PCU的釋壓剎車（Pressure-Off Brakes）將工作，PCU傳動輸出停止。

3）襟翼傳動脫開造成的襟翼鎖定

由于1、2、3號襟翼滑架下放驅動齒輪箱（Down Drive Gearbox）下游機械傳動脫開而導致的內(nèi)、外側襟翼相對運動超限（不同步）。當上述情況被兩臺SFCC確認后，系統(tǒng)將觸發(fā)“F/CTL FLAPS LOCKED”警告，并伴有CMS故障信息“FLAP ANY DRIVE STATION”，此時PCU的釋壓剎車（Pressure-Off Brakes）停止PCU的傳動輸出。

4）4號襟翼滑架位置故障造成的襟翼鎖定

4，5號滑架處有可能會發(fā)生機械傳動部件的脫開問題，或者出現(xiàn)脫開信號，進而導致釋壓剎車（Pressure-Off Brakes）停止PCU的傳動輸出。信號來源為4號滑架處的傳感器支柱。當該情況被兩臺SFCC確認后，系統(tǒng)將觸發(fā)“F/CTL FLAPS LOCKED”警告，并伴有CMS故障信息“FLAP TRACK 4/5 DRIVE STATION 4/5”等信息。

5）襟翼非指令動作造成的襟翼鎖定

由于PCU故障導致的非指令驅動。當該情況被兩臺SFCC確認后，系統(tǒng)將觸發(fā)“F/CTL FLAPS LOCKED”警告，并伴有CMS故障信息“FLP 1（2）PCU（5000CV）”。同時，PCU的釋壓剎車（Pressure-Off Brakes）將停止PCU的傳動輸出，翼尖剎車（WTB）同時從末端鎖定傳動鏈。

（二）因SFCC本身導致的單純系統(tǒng)告警

當SFCC 處于周期自檢狀態(tài)時（Automatic Integrity Test），如果飛機進行電源轉換（例如發(fā)動機起動完成后進行電源轉換時），將導致自檢失敗，從而觸發(fā)系統(tǒng)告警。該故障通過復位跳開關即可排除，無需其他措施。

（三）因PCU活門塊、鄰近電門等部件導致的襟翼系統(tǒng)告警

三、典型的故障再分析

因APPU引起的故障多為機械性故障，對于SFCC本身引起的襟翼系統(tǒng)故障在航線維護時較為典型，以下做具體分析：

SFCC計算機產(chǎn)生F/CTL FLAP SYS X FAULT信息有兩種來源：如下圖2所示

1，204PP 28VDC BUS 2無電，2CV或16CV C/B拔出使92CV線圈斷電，開關閉合，產(chǎn)生低電平，使SDAC1和2的4F收到離散低電平信號，通過DMC給ECAM 顯示故障信息;

2，計算機自己通過如下三種測試判斷FLAP/SLAT通道是否故障：

（a）In-Flight Test Circuits

（b）Automatic Integrity Test（AIT）

（c）Maintenance Built-In-Test（BIT）

判斷故障（如上圖2 FLAP通道）時使6D低電平，SDAC1和2的4F收到離散低電平信號，通過DMC給ECAM 顯示故障信息;

一般情況下計算機在AIT測試時產(chǎn)生的此類虛假故障信息概率最大，因為SFCC計算機容易受電流瞬變（飛機上電或啟動發(fā)動機期間）的影響，特別是在AIT測試期間，繼而觸發(fā)相關虛假警告。該故障通過復位相應跳開關即可消除，無需其他措施，可有效避免出現(xiàn)此類故障而導致飛機滑回，進而影響航班的正常運行，有效節(jié)省成本。

四、總結

自2018年起，世界機隊內(nèi)由APPU導致的A330襟翼鎖定故障呈上升趨勢，空客調(diào)查結論為APPU航材可靠性原因，以及襟翼APPU位置的環(huán)境因素導致。當MCDU內(nèi)的SFCC SPECIFIC DATA中，LH APPU and RH APPU角度差大于5.625時，襟翼鎖定，目前機隊采取以工卡形式控制，以10日歷日為周期檢查APPU角度差值及水汽入侵情況，目前發(fā)現(xiàn)水汽入侵一起，更換APPU;角度差超過1度4次，完成調(diào)節(jié)

在現(xiàn)代航空器中，大多數(shù)都采用計算機管理控制，每個系統(tǒng)與系統(tǒng)之間都是互相交聯(lián)的，例如SFCC周期自檢工作被打斷時會出現(xiàn)FLAP SYS FAULT警告，工作者極易會根據(jù)經(jīng)驗直接更換SFCC計算機導致維修成本增加，通過這個例子學習，我們需要從各個系統(tǒng)之間的信號與接口以及大系統(tǒng)與子系統(tǒng)之間的控制關系和邏輯關系來判斷分析問題，打破無腦式維修方式，從理論知識思考，善于總結維修與故障排除經(jīng)驗

參考文獻：

[1]蔡瑤琦，陳雷，陳振.面向知識工程的飛機裝配故障管理平臺設計與實現(xiàn)[J].航空制造技術，2020，63（04）：96-100.

[2]黃健.通用航空飛機機載電子設備故障檢測方法[J].中國設備工程，2020（03）：142-143