SR20G6型飛機(jī)空中失速誤警告并觸發(fā)ESP故障分析

秦逸

摘要：介紹了一起西銳SR20G6型飛機(jī)空中失速誤警告并觸發(fā)ESP的典型故障，分析了故障發(fā)生的原因，提出了維護(hù)建議。對(duì)同類型飛行的日常維護(hù)及空中特情處置具有指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：失速；告警；電子穩(wěn)定和保護(hù)系統(tǒng)

Keywords：stall；alarm；ESP

1 故障現(xiàn)象

一架西銳SR20G6飛機(jī)執(zhí)行任務(wù)時(shí)，空中高度約1100m、速度約96nm/h、油門位置在功率60%，下降改平飛階段飛機(jī)出現(xiàn)失速警告。飛機(jī)當(dāng)時(shí)空速76nm/ h，遠(yuǎn)大于飛機(jī)構(gòu)型失速速度71nm/h。該失速警告激活飛機(jī)的電子穩(wěn)定和保護(hù)系統(tǒng)（ESP）的低速保護(hù)功能。機(jī)組根據(jù)飛機(jī)狀態(tài)判斷為誤警告，同時(shí)感覺飛機(jī)有下俯趨勢(shì)，機(jī)組判斷飛機(jī)已自動(dòng)觸發(fā)低速保護(hù)，隨即通過按壓并保持駕駛桿上的自駕斷開開關(guān)（A/PDISC）臨時(shí)中斷ESP功能，操縱駕駛桿控制飛機(jī)狀態(tài)。

2 失速警告及ESP系統(tǒng)簡(jiǎn)介

西銳SR20G6搭載了基于GARMIN的最新G1000 NXi集成平臺(tái)設(shè)計(jì)的Perspective+駕駛艙，具有先進(jìn)的航電及增強(qiáng)信息處理性能，并具有自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。

SR20G6飛機(jī)的失速警告系統(tǒng)是氣動(dòng)—電動(dòng)失速警告系統(tǒng)。該系統(tǒng)由右機(jī)翼前緣上的失速警告孔、失速警告管路、失速警告壓力電門（見圖1）及集成電子組件和揚(yáng)聲器等組成。失速警告壓力電門是膜盒式壓力電門，通過膜盒感受座艙環(huán)境壓力（該機(jī)型為非增壓座艙），通過失速管路感受機(jī)翼前緣失速警告孔處的壓力。當(dāng)飛機(jī)處于小仰角、大速度飛行時(shí)，膜盒式壓力電門感受的負(fù)壓（管路內(nèi)壓力低于座艙環(huán)境壓力）小于設(shè)定值或感受到正壓時(shí)（管路內(nèi)壓力高于座艙環(huán)境壓力），壓力電門一直處于開路狀態(tài)，不會(huì)觸發(fā)失速警告；飛行中，當(dāng)機(jī)翼仰角增大時(shí)，機(jī)翼前緣上的氣動(dòng)駐點(diǎn)向下移動(dòng)，駐點(diǎn)后的氣壓降低，膜盒式壓力電門感受到負(fù)壓，機(jī)翼仰角越大，負(fù)壓越大，當(dāng)飛機(jī)接近失速速度時(shí)負(fù)壓達(dá)到設(shè)定值，壓力電門閉合，通過集成電子組件在駕駛艙GARMIN G1000 NXi系統(tǒng)PFD提示窗上顯示失速警告字符（STALL）（見圖2），并通過座艙揚(yáng)聲器發(fā)出音響警告。

該機(jī)型安裝的GFC700AFCS自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中增加了ESP功能。在飛機(jī)自駕未接通、離地高度超過200ft以上飛行階段，當(dāng)俯仰、橫滾姿態(tài)或速度超過設(shè)定的限制值，ESP功能會(huì)立即自動(dòng)激活，相應(yīng)的自駕舵機(jī)工作；舵機(jī)介入后桿力逐漸增大，操縱相應(yīng)的舵面，自動(dòng)修正飛機(jī)姿態(tài)，使飛機(jī)的姿態(tài)和速度恢復(fù)到設(shè)定的限制值內(nèi)；當(dāng)飛機(jī)姿態(tài)和速度恢復(fù)到正常的范圍內(nèi)時(shí)，舵機(jī)施加的桿力會(huì)逐漸減小，ESP功能自動(dòng)關(guān)閉。當(dāng)飛機(jī)出現(xiàn)失速警告時(shí)，會(huì)自動(dòng)激活ESP功能中的低速保護(hù)功能（見圖3），此時(shí)自駕俯仰舵機(jī)會(huì)自動(dòng)接通，并操縱升降舵使飛機(jī)低頭，減小機(jī)翼仰角、提高飛行速度，并在駕駛桿上自動(dòng)產(chǎn)生桿力，1.5s后桿力達(dá)到最大，失速警告消除2s后桿力消失。

系統(tǒng)還提供了中斷、關(guān)閉和超控ESP功能的方法：當(dāng)ESP激活時(shí)，飛行人員可以通過按壓并保持駕駛桿上的自駕斷開開關(guān)（A/P DISC）臨時(shí)中斷ESP功能而進(jìn)行手動(dòng)飛行；也可以在飛機(jī)MFD（主飛行顯示器）上的AUX頁面人工開啟或關(guān)閉ESP功能（見圖4）；還可以直接在駕駛桿上施加操縱力實(shí)現(xiàn)人工超控。

3 排故情況

飛機(jī)落地滑回后，目視檢查失速警告孔狀況良好，無堵塞。地面通電檢查，飛機(jī)失速警告依然處于持續(xù)觸發(fā)狀態(tài)。15min后再次通電檢查，失速警告消失。

使用LAVERSAB Model 6300大氣數(shù)據(jù)測(cè)試儀連接飛機(jī)的失速告警系統(tǒng)，測(cè)試失速警告功能。失速警告觸發(fā)正常，關(guān)閉觸發(fā)條件后，失速警告消失延時(shí)超過90s。正常情況下失速警告消失應(yīng)無延時(shí)。

全面檢查失速警告系統(tǒng)。目視檢查飛機(jī)失速警告孔、失速警告壓力電門、座艙內(nèi)失速警告管路和相關(guān)電氣導(dǎo)線狀況良好、連接可靠。

進(jìn)一步檢查，打開右機(jī)翼下表面檢查蓋板，目視檢查機(jī)翼內(nèi)失速警告管路（透明塑料軟管，內(nèi)徑約5.4mm），發(fā)現(xiàn)在距失速警告孔約30cm處的管路內(nèi)有異常的黑色陰影（見圖5），疑似異物。使用氣體吹洗檢查失速警告管路，在失速警告孔處吹出異物（見圖6）：一條小蟲子（約10mm×3mm）、一只蜜蜂（約10mm×4mm）及兩小塊泥土（均約3mm×5mm）。清除異物后，測(cè)試失速警告系統(tǒng)功能一切正常。

4 故障分析

根據(jù)堵塞物分析，由于蜜蜂有鉆孔筑巢的習(xí)性，飛機(jī)停場(chǎng)期間蜜蜂鉆入失速警告孔后誤入失速警告系統(tǒng)管路，導(dǎo)致管路堵塞，且管路在機(jī)翼蒙皮下，通過目視檢查無法發(fā)現(xiàn)。

堵塞物位于失速孔與失速警告壓力電門之間，因堵塞物的限流作用，堵塞物與失速警告壓力電門之間的管路壓力變化存在遲滯效應(yīng)，不能實(shí)時(shí)反映失速警告孔處的壓力。當(dāng)飛機(jī)處于起飛、爬升改平飛階段時(shí)，管路內(nèi)壓力與座艙環(huán)境壓力形成正壓或平衡壓，不會(huì)觸發(fā)失速警告。但在飛機(jī)下降過程中，由于堵塞物與失速警告壓力電門之間的管路壓力滯后于座艙壓力增大，將在失速警告壓力電門膜盒上形成負(fù)壓。堵塞越嚴(yán)重，限流作用越大，壓力遲滯越嚴(yán)重，失速警告壓力電門膜盒上產(chǎn)生的負(fù)壓也越大，越容易超過門限值而觸發(fā)失速警告。

由于失速警告管路內(nèi)徑較小（僅5.4mm），管路堵塞較嚴(yán)重，造成失速警告壓力電門膜盒上產(chǎn)生持續(xù)超限負(fù)壓，飛機(jī)落地后失速警告依然保持在觸發(fā)狀態(tài)并持續(xù)一定時(shí)間。在地面采用設(shè)備測(cè)試時(shí)，在關(guān)閉失速警告觸發(fā)條件后仍然有長(zhǎng)達(dá)90s的失速警告消失延時(shí)，也印證了這一點(diǎn)。

當(dāng)產(chǎn)生失速告警時(shí)，自動(dòng)觸發(fā)GFC700AFCS自動(dòng)駕駛系統(tǒng)ESP的低速保護(hù)功能，系統(tǒng)自動(dòng)控制飛機(jī)低頭下俯。

5 維護(hù)建議

1）制作飛機(jī)失速警告孔專用堵頭，地面停放時(shí)，安裝專用堵頭，防止外來物進(jìn)入失速警告管路；

2）在飛機(jī)各級(jí)別定檢工作單中增加失速警告功能檢查內(nèi)容；

3）在飛機(jī)漸進(jìn)式維修的階段三和階段五中，增加吹洗失速警告系統(tǒng)管路工作。

6 結(jié)束語

失速警告系統(tǒng)會(huì)在飛機(jī)接近失速時(shí)向飛行機(jī)組發(fā)出警報(bào)。警告信息的真實(shí)性直接關(guān)系到機(jī)組對(duì)飛機(jī)狀態(tài)的掌握、操縱手段的選擇、處置措施的決策及飛機(jī)上所有人的生命安危。特別是對(duì)于安裝了GFC700AFCS自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的機(jī)型而言，產(chǎn)生失速警告時(shí)自動(dòng)觸發(fā)ESP的低速保護(hù)功能，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)操控飛機(jī)低頭下俯。如機(jī)組不能及時(shí)判斷飛機(jī)的真實(shí)狀態(tài)，不能正確處置，極有可能造成更加嚴(yán)重的后果。除了加強(qiáng)失速警告系統(tǒng)的日常維護(hù)外，飛行機(jī)組應(yīng)充分了解ESP的控制邏輯，以便在誤警告時(shí)及時(shí)解除或手動(dòng)超控。該案例對(duì)同類型機(jī)型的日常維護(hù)及空中特情處置具有借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

[1] Cirrus. SR20G6 Airplane Maintenance Manual [Z].

[2] Cirrus. SR20G6 Airplane Flight Manual [Z].

[3] Cockpit Reference Guide for the Cirrus SR2x with Cirrus Perspective+ [Z].