A320飛機(jī)大翼防冰系統(tǒng)故障研究

摘要：通過分析A320飛機(jī)大翼防冰系統(tǒng)的工作原理，總結(jié)維修手冊中的典型故障模式，結(jié)合一線工程實踐經(jīng)驗，對大翼防冰活門的故障機(jī)理進(jìn)行深入研究，根據(jù)不同運行條件制定出相應(yīng)的排故策略。對于大翼滲漏探測環(huán)路的故障處理，在使用“二分法”的基礎(chǔ)上結(jié)合維修記錄和工程實踐，對重點模塊進(jìn)行重點排查，節(jié)省了排故的時間和人力，對于提高排故效率，縮短停場時間起到積極作用。

關(guān)鍵詞：大翼防冰活門滲漏探測環(huán)路連續(xù)性二分法

中圖分類號：V267

FailureResearchoftheWingAnti-IcingSystemofA320Aircraft

ZHANGAnwei LIJinre

NanjingVocationalUniversityofIndustryTechnology，Nanjing，JiangsuProvince，210023China

Abstract：Byanalyzingtheworkingprincipleofthewinganti-icingsystemofA320aircraft，summarizingthetypicalfailuremodeinthemaintenancemanual，andcombiningwiththepracticalexperienceinthefrontlineengineering，thefailuremechanismofthewinganti-icingvalveisdeeplystudied，andthecorrespondingarrangementstrategyisformulatedaccordingtothedifferentoperationconditions.Forthefailurehandlingofthewingleakagedetectionloop，onthebasisofusing“Dichotomy”combinedwiththemaintenancerecordandengineeringpractice，focusingontroubleshootingthekeymodules，whichsavestimeandmanpowerofevacuation，andplaysapositiveroleinimprovingtheefficiencyofevacuationandshorteningthetimeofaircraftonground.

KeyWords：Winganti-icingvalve;Leakagedetectionloop;Continuity;Dichotomy

A320飛機(jī)是單通道飛機(jī)的代表機(jī)型，也是中國民航的主力機(jī)型之一。截至2024年3月，中國大陸地區(qū)合計有1907架A320系列飛機(jī)在役。A320飛機(jī)的大翼防冰系統(tǒng)對于保障飛行安全發(fā)揮著重要作用。因此研究該系統(tǒng)的故障，對于保障運行安全具有現(xiàn)實意義。

1結(jié)冰的危害和大翼防冰系統(tǒng)的作用

固定翼飛機(jī)的升力主要靠大翼提供，如果大翼結(jié)冰，會改變翼型，干擾大翼表面流場，使升力系數(shù)下降并改變最大迎角，嚴(yán)重時會引起失速，導(dǎo)致飛機(jī)墜毀[1]。

空客A320飛機(jī)的大翼防冰系統(tǒng)通過使用發(fā)動機(jī)引氣加熱大翼外側(cè)的3、4、5號縫翼前緣，達(dá)到防止結(jié)冰的目的。

2大翼防冰系統(tǒng)的組成和工作原理

A320飛機(jī)的大翼防冰系統(tǒng)由結(jié)冰探測、控制與分配、滲漏探測三個子系統(tǒng)組成。

2.1結(jié)冰探測子系統(tǒng)

位于機(jī)頭下部的兩個結(jié)冰探測器提供結(jié)冰探測功能。結(jié)冰探測器可以提供兩個結(jié)冰探測等級：當(dāng)探測到結(jié)冰時發(fā)出一級警告，在EWD（發(fā)動機(jī)警告顯示器）上顯示“ANTIICE”，提醒飛行員接通發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道防冰。當(dāng)連續(xù)七次探測到結(jié)冰時發(fā)出二級警告，在EWD上顯示“SEVEREICE”，提醒飛行員接通大翼防冰。

2.2控制與分配子系統(tǒng)

根據(jù)“圖1”，當(dāng)飛行員接通電門后電源經(jīng)“FLT”電門為活門通電。防冰活門為電控氣動式，活門通電解鎖后，在引氣壓力作用下打開[2]。引氣經(jīng)防冰活門，通過一段可伸縮管道進(jìn)入3、4、5號縫翼前緣的笛形管。引氣經(jīng)笛形管噴口噴向縫翼內(nèi)表面，在防冰腔內(nèi)流動，最后通過下表面后部的小孔排出。正常情況下，同側(cè)發(fā)動機(jī)為同側(cè)大翼提供防冰引氣。當(dāng)一側(cè)發(fā)動機(jī)故障時，另一側(cè)發(fā)動機(jī)通過交輸活門向?qū)?cè)大翼供氣。

2.3滲漏探測子系統(tǒng)

A320飛機(jī)的大翼滲漏探測系統(tǒng)是連續(xù)型雙環(huán)路探測系統(tǒng)（見圖2），當(dāng)探測到引氣滲漏時觸發(fā)警告，關(guān)閉防冰活門，切斷引氣供給。

3典型故障、運行限制及排故方法

根據(jù)工程經(jīng)驗和維修數(shù)據(jù)，大翼防冰系統(tǒng)最常見的故障有兩類：一是大翼防冰活門故障，二是過熱探測環(huán)路故障。

3.1大翼防冰活門故障

3.1.1典型故障模式

參考A320MMEL（MasterMinimumEquipmentList，主最低設(shè)備清單）和TSM（TroubleShootingManual，排故手冊），大翼防冰活門故障會在駕駛艙導(dǎo)致以下ECAMAlert：（1）WINGA.ICEL（R）HIPR，大翼防冰左（右）側(cè)高壓；（2）WINGA.ICEL（R）VALVEOPEN，左（右）大翼防冰活門打開；（3）WINGA.ICEL（R）WINGLOPR，大翼防冰左（右）側(cè)低壓；（4）WINGA.ICEOPENONGND，大翼防冰地面打開；（5）WINGA.ICESYSFAULT，大翼防冰系統(tǒng)故障[3]；這些故障模式都是由大翼防冰活門的非正常工作狀態(tài)導(dǎo)致。

3.1.2運行限制及原因分析

根據(jù)MMEL規(guī)定，大翼防冰活門失效分為兩種情況[3]：

• 失效在打開位。

大翼防冰活門失效在打開位時可能會導(dǎo)致典型故障模式（1）、（2）、（4）、（5）。手冊只允許右大翼防冰活門失效在打開位，且在地面時不能接通右發(fā)引氣。如果在地面接通右發(fā)引氣，引氣會通過防冰活門進(jìn)入3&4&5號縫翼前緣，損壞縫翼前緣結(jié)構(gòu)。

左大翼防冰活門失效在打開位時飛機(jī)不能放行。參考圖1，交輸活門在APU引氣與主引氣管路交口右側(cè)，當(dāng)其失效打開，APU引氣可直接供向3&4&5號縫翼前緣。當(dāng)飛機(jī)在地面接通APU引氣時，會導(dǎo)致縫翼前緣結(jié)構(gòu)損壞。利用APU啟動發(fā)動機(jī)時，由于滲漏造成引氣壓力低，易導(dǎo)致發(fā)動機(jī)啟動故障[4]。

（2）失效在關(guān)閉位。

大翼防冰活門失效在關(guān)閉位可能會導(dǎo)致典型故障模式（3）、（5）。根據(jù)MMEL，當(dāng)一個或兩個大翼防冰活門失效在關(guān)閉位時，飛機(jī)可以放行。但是飛機(jī)不具備防冰能力，不能執(zhí)行ETOPS（Extended-rangeOperations，延程運行）運行，也不能在已知結(jié)冰條件下運行。

3.1.3排故方法

根據(jù)以上分析，針對不同運行環(huán)境可采取不同的處理措施。

1. 飛機(jī)在外站發(fā)生左大翼防冰活門失效在開位故障，根據(jù)MEL飛機(jī)不能放行。維修人員可以執(zhí)行倒件程序，將左/右大翼防冰活門互倒，使左大翼防冰活門工作正常，右大翼防冰活門失效打開。在執(zhí)行相關(guān)運行限制后，飛機(jī)就可以帶故障保留放行。
2. 飛機(jī)在基地站發(fā)生大翼防冰活門故障時，可調(diào)整航班計劃，更換防冰活門。

3.2過熱探測環(huán)路故障

大翼防冰過熱探測環(huán)路是引氣滲漏探測系統(tǒng)的一部分[5]，在系統(tǒng)中歸到ATA36章，但它是為大翼防冰系統(tǒng)服務(wù)的，因此筆者把該故障放到此處研究。

3.2.1典型故障模式

參考A320MMEL和TSM，與大翼防冰相關(guān)的駕駛艙ECAMALERT包括：（1）“AIRL（R）WINGLEAK”即“左（右）大翼引氣滲漏”；（2）“AIRL（R）WNGLEAKDETFAULT”即“左（右）大翼引氣滲漏探測故障”。

3.2.2運行限制及原因分析

（1）“AIRL（R）WINGLEAK”故障不能放行。發(fā)生該故障時引氣滲漏會損傷縫翼前緣結(jié)構(gòu)，并導(dǎo)致發(fā)動機(jī)功率損失。該故障一般由管路破裂或防冰活門故障打開引發(fā)，排故方法較為簡單，本文不再詳述。

（2）“AIRL（R）WNGLEAKDETFAULT”故障也不能放行。該故障一般是由BMC（BleedMonitoringComputer，引氣監(jiān)控計算機(jī)）或滲漏探測雙環(huán)路故障導(dǎo)致。在該故障狀態(tài)下如果發(fā)生防冰引氣滲漏，系統(tǒng)不會報警，會導(dǎo)致縫翼前緣結(jié)構(gòu)損壞。

3.2.3排故方法

BMC故障的定位較簡單，可以通過BMC測試和測量BMC內(nèi)阻確定。根據(jù)工程經(jīng)驗，滲漏探測雙環(huán)路故障極為罕見，更常見的是單探測環(huán)路故障，導(dǎo)致重復(fù)性故障信息“L/RWINGLOOPA/BINOP”。該故障是由BMC丟失探測環(huán)路信號或環(huán)路本身連續(xù)性不正常引發(fā)。

對于“L/RWINGLOOPA/BINOP”故障，需要逐段量線。根據(jù)環(huán)路連接原理，通常采用二分法。如圖3，以“LWINGLOOPAINOP”為例。左大翼環(huán)路A有19段探測元件[6]，首先脫開28HF/29HF的插頭，向兩側(cè)分別測量，如果阻值大于75Ω則繼續(xù)分段。例如BMC-1-AA-4B至29HF之間阻值大于75Ω[7]，則測量BMC-1-AA-4B至33HF之間阻值，若阻值小于75Ω，則可判斷32HF至39HF之間的某個元件故障。結(jié)合維修經(jīng)驗基本可以判斷是90HF受損。因為現(xiàn)役的A320飛機(jī)，基本都執(zhí)行過MOD37733或SB36-1059改裝。在左大翼環(huán)路A中，改裝前的73HF是從機(jī)身中部直接穿過固定支架到左大翼根部，受結(jié)構(gòu)和氣動因素影響，該元件長時間承受高頻低幅振動，極易發(fā)生損壞。因此空客發(fā)布了上述改裝，在73HF和29HF之間增加了90HF，避免環(huán)路與大翼隔框支架直接連接。但是在實際工作中維修人員發(fā)現(xiàn)90HF線路偏短，在安裝時易因拉扯造成損壞。再者，該元件由于安裝位置原因彎曲角度過大，也導(dǎo)致其易發(fā)生損傷。同樣的情況還存在于左大翼環(huán)路B、右大翼環(huán)路A/B的91HF、92HF、93HF，在工作中可重點排查。

4結(jié)語

通過分析A320大翼防冰系統(tǒng)的工作原理，研究大翼防冰活門和滲漏探測環(huán)路的典型故障及運行限制，總結(jié)出排故方法和流程，對于提高航班的放行率、縮短飛機(jī)停場時間、提高日利用率起到積極作用，也為一線維修人員提高排故效率提供參考。

參考文獻(xiàn)

[1]黃雄，曲仕，張恒，等.大型客機(jī)增升構(gòu)型縫翼除冰狀態(tài)失速特性[J].航空學(xué)報，2023（1）：66-81.

[2]張肖，裴飛飛.基于電磁伺服控制的變流量防冰活門設(shè)計[J].液壓氣動與密封，2023（7）：98-103.

[3]A320FamilyMasterMinimumEquipmentList[EB/OL].（2024-05-28）[2024-07-25].https：//w3.airbus.com.

[4]米濛.空客A320大翼防冰活門OPENFAULT故障分析[J].航空維修與工程，2024（1）：80-82.

[5]周紅霞.A320飛機(jī)引氣滲漏疑難故障處理方法淺析[J].民航學(xué)報，2021（6）：113-115.

[6]A320FamilyAircraftWiringManual[EB/OL].（2024-04-01）[2024-07-25].https：//w3.airbus.com.

[7]錢毅輝，王敬忱，高賽.基于容抗法的大翼過熱探測環(huán)路故障分析[J].航空維修與工程，2020（11）：95-97.