空客VSV故障信息分析

王颋

(济南国际机场外场指挥保障中心，山东济南250107)

新的或大修后的V2500－5A发动机，在装机的初始阶段会经常出现“COMPRESSOR VANE”ECAM警告信息，并在MCDU上记录“VSV ACT/HC/EEC”故障信息，故障代码为SVATK。调查表明，这一问题的发生是多个因素共同作用的结果，其中包括:VSV系统内部摩擦、从高功率状态收回油门、外界空气温度、燃油实际压力以及FMU上的伺服活门动作控制程序等。

1 VSV故障

VSV(Variable Stator Vane)可调静子叶片，是现代航空发动机广泛采用的高压压气机防喘装置之一，其原理是通过改变VSV的角度，从而改变基元级进口速度三角形中的叶轮进口处空气绝对速度的轴向分量。保证发动机在不同的功率状态下，压气机前级气流以最佳的角度进入后级，从而防止喘振，即气流在叶背产生分离造成气路堵塞、气流不畅，表现为发动机声音沉闷、参数异常，严重时会激发叶片颤振而断裂，导致发动机失速、超温等严重后果。V2500－5A发动机高压压气机包括IGV(Inlet Guide Vane)、V3、V4、V5共4级可调静子叶片［1］。

飞机警告及故障信息出现，是在起飞后期当机组将油门杆从“TO GA”向“CL”收回时、ECAM信息短时间内消失、发动机为新使用、ECAM信息在09段再次出现。由于此故障为1类故障，伴随着ECAM警告的同时，会出现提示机组关断受影响发动机主开关的操作提示，给飞行员的判断和正常操作带来干扰，特别是在飞机着陆后09段，ECAM信息再次出现，让人误以为此故障又一次被探测到。而在故障排除方面，若维护人员和机组之间的交流不清楚，按照排故手册(TSM)［2］要求完成一系列的程序，如用TRIFLOW润滑VSV机构、检测VSV机构摩擦力、地面进行发动机高功率试车、甚至更换VSV动作筒等。

2 问题分析

实际操作发现，维护人员虽然按程序完成了一系列的检查排故工作，在没有发现任何异常的情况下，飞机投入航班飞行后，该故障有可能再次出现。2007年9月7日中国南方航空公司曾发现过相应的维护提示，根据IAE信息仅做润滑和记录工作［3］。

VSV叶片的转动，是由VSV动作筒操纵一个曲柄连杆机构，再由各级的连杆分别带动各级的同步环转动而实现。VSV动作筒由EEC控制和监控，使用从FMU流出带有一定压力的燃油作为工作介质。EEC接收发动机的转速、压力、温度等信号，指令VSV动作筒转动VSV叶片，同时通过动作筒反馈信号监控叶片位置，如EEC通道A或(和)B发现其位置与要求位置不符合，将触发ECAM故障信息“CHA VSV/ACT/HC/EEC1/2”或(和)“CHBVSV/ACT/HC/EEC1/2”，若A和B通道都被触发，则ECAM警告信息“ENG1/2 COMPRESSOR VANE”将出现。如果信息出现的时间较短，由于是1类故障，则在飞机着陆后09段，ECAM信息会再次出现，其作用是提醒维护人员注意。

3 问题解决

VSV动作筒要转动VSV叶片，就必须克服来自叶片的阻力，包括曲柄连杆机构的摩擦阻力、同步环及叶片转轴摩擦阻力、VSV叶片上产生的气动阻力。而动作筒的力量，由FMU流出的燃油压力决定，它会随着发动机转速的变化而波动。由于发动机比较新，VSV系统及曲柄连杆机构摩擦阻力相对较大。发动机功率较大时，特别是发动机状态从“TO GA”变化到“CL”时，VSV叶片本身所承受的气动力也很大，VSV动作筒要克服这些阻力以及叶片所承受的气动力转动，同步环就需要较大的作用力。而此时，由于发动机状态从“高输出功率”向“低输出功率”转换，燃油压力降，从FMU流出的油压就会出现瞬时欠缺，导致动作筒力量不足，VSV叶片转动出现停滞，由于叶片角度与需要的角度存在差异，从而触发ECAM警告和故障信息。当发动机状态稳定后，燃油压力回升、VSV叶片上承受的气动力下降，动作筒转动VSV叶片到规定的位置，ECAM警告和故障信息随之消失。

可见，由于使用＜1 500次循环的新发动机，其VSV机构内部摩擦阻力较大，VSV双通道或单通道轨迹检查故障的出现，极有可能发生在这些发动机上。根据空客技术跟踪(TFU)75.32.00.049及IAE最新描述，在满足下列条件的情况下，不需要采取任何措施。

(1)使用＜1 500次循环的新发动机。

(2)起飞机场温度按海平面30℃，高度每增加1000 FT可递减2℃。

(3)ECAM信息开始出现在06段，当油门杆从“TO GA”拉回到“CL”位。

(4)ECAM信息出现不超过60 s。

(5)ECAM信息在09段再次出现。

(6)发动机没有喘振、超温，各参数正常，且双发比较没有明显差异［4］。

IAE公司目前已经注意到了这一故障情况，由于此故障世界机队也频繁发生，IAE打算对VSV作动器的回油路进行改装，将回油从FMU移至低压燃油泵之前并在回油路上加装一个PRV活门，提升VSV作动器进出口燃油压差，以增加VSV系统MARGIN。该改装目前正在进行可行性调查，并计划在下一版EEC软件中修改VSV控制逻辑，改善控制回路力矩，从而消除这一故障发生的可能［5］。

4 结束语

对于机务维护人员而言，当机组报告上述故障时，为避免不必要的飞行中断和维修负担，首先应看是否满足以上条件，参考外界空气温度、燃油实际压力、FMU上伺服活门作动程序等。有些条件可从航后报告(PFR)上得出;有些条件需仔细询问机组。根据现有的资料及空客和IAE的解释，以上条件任何一条不满足，都应严格按排故手册(TSM)进行排故，所以必须加以区分。通常情况下要求地面试大车以验证故障是否仍然存在，建议试车前先进行VSV系统TRI－FLOW润滑。

机组方面需要注意的是向机务人员准确描述故障发生时的飞行状态，即故障是否出现在起飞后当将油门杆从起飞拉回到爬升时，ECAM信息持续时间是否少于60 s。由于这是发动机油门杆变换过程中出现的调节问题，建议机组在收油门杆从起飞拉回到爬升时，尽量缓慢平稳［6］。当ECAM信息一旦出现，这时候应避免再移动油门杆，防止VSV叶片命令值和实际值不一致的状况加巨，若在自动油门状态出现这一故障，应将油门杆移动到指令位置，使VSV叶片命令值和实际值尽快匹配。此时，机组须注意ECAM上是否出现发动机失速STALL警告、观察参数是否正常、发动机运转声音有无异常，如果ECAM出现失速STALL警告，应考虑关车的可能性［7］。

［1］ Airbus Conpration．Aircraft maintenance manual airbus［M］．England:Airbus Conpration，2005．

［2］ Airbus Conpration．Arouble shooting manual airbus［M］．England:Airbus Conpration，2007．

［3］ Airbus Conpration．Authorisation document(NO:07VR851)［M］．England:Airbus Conpration，2008．

［4］ Airbus Conpration．Technical follow－up AIRBUS［M］．England:Airbus Conpration，2009．

［5］ 中国南方航空股份有限公司．中国南方航空股份有限公司维护提示(编号:T32075001SY)［M］．广州:中国南方航空股份有限公司，2005．

［6］ Airbus Conpration．Fight crew operating manual airbus［M］．England:Airbus Conpration，2007．

［7］ 刘涛．V2500－5A发动机“VSV DUAL TRACK CHECK FAULT”故障分析［EB/OL］．(1995－12－21)［2011－01－30］http://www．china－cam．cn/Files/file/chuanhangzazhi/004/040401．pdf．