某型飞机发电机供电系统一起典型故障的分析

刘志敏,李 赈,金明智

(空军航空大学,吉林 长春 130022)

飞机的发电机供电系统是所有机载用电设备的基础，其可靠工作对于保证飞行安全至关重要，所以一旦发电机供电系统发生故障，就必须立即发出告警信号，以便飞行人员能及时采取有效的处置措施，避免飞行事故。

笔者所维护的某型飞机采用橘黄色信号灯进行告警，称之为发电机断电信号灯，前后舱各一盏[1]。当发动机转速达到XX-XX转/分时，飞机的发电机供电系统开始向外供电，发电机断电信号灯熄灭，表明发电机进入正常的工作状态；当发动机的转速低于一定值时(约为XX-XX转/分)，发电机断电信号灯应立即燃亮，表明此时发电机停止向外供电，转由应急电源(机上蓄电池)向机上用电设备供电，同时燃亮的发电机断电信号灯在第一时间向飞行人员发出了“发电机断电”的告警信号[2]。

近期，我部在组织地面试车的过程中，发现XX号飞机，在油门完全收回时，经过10-15秒钟以后，该机的发电机断电信号灯才燃亮，完全不符合在油门完全收回时，“立即燃亮”的客观规律。经过反复多次检查该机发电机供电系统工作时的其他参数均正常，由此笔者做出判断：该机的发电机能正常地向机载用电设备供电，故障发生在信号灯电路。为了便于分析和理解，下面先介绍该型飞机发电机断电信号灯电路的组成及工作原理。

1 发电机断电信号灯电路的组成及工作原理

该型飞机发电机供电系统的核心控制部件为某型晶体管直流电压调节器，该型晶体管直流电压调节器由取样比较及开关放大电路、功率放大电路、启动电路、发电机断电信号灯及反流割断电路组成[3]。

由于是发电机断电信号灯燃亮时机不正常，所以将故障归结于发电机断电信号灯及反流割断电路，如图1所示。

图1 发电机断电信号灯及反流割断电路

*注：图中虚线接其他电路，因未涉及其他电路，故未标注

发电机断电信号灯电路主要由晶体管T4、二极管D3、D4、D5、电阻R6和信号灯继电器J组成，反流割断电路则由二极管D组成。

当发电机电压低于蓄电池电压或发电机不向外供电时，反流割断二极管D没有电流通过而截止，此时由D3将A点电位拉低至0.6-0.7伏，使晶体管T4没有基极电流而截至，信号灯继电器J不工作，信号灯则由蓄电池供电，通过信号灯继电器J的常闭触点形成回路，断电信号灯燃亮，表明发电机没有向外部电路供电；当发电机电压高于蓄电池电压而向外部电路供电时，反流割断二极管D中将有电流通过，从而产生正向管压降(约为0.6-0.7伏)，此时A点电位为D和D3上的压降叠加，约为1.2-1.4伏，T4导通，信号灯继电器J工作，将常闭触点断开，发电机断电信号灯熄灭，表明发电机已向外部电路供电。

电阻R6和二极管D3是晶体管T4的固定偏置电路，其作用是确保信号灯电路能可靠工作，特别是在低温条件下，因为在低温条件下，晶体管T4的死区电压增加，反流割断二极管D所产生的管压降不足以使晶体管T4导通，因此设置了固定偏置电路。有此电路以后，不管是机上蓄电池或发电机供电，均可通过R6电阻和D3二极管形成回路，二极管D3便产生一定的管压降。当机上蓄电池供电时，由于反流割断二极管D中无电流通过，二极管D3所产生的管压降便加不到晶体管T4上，晶体管T4不工作，即：处于截止状态，信号灯继电器J不工作，信号灯则由蓄电池供电，通过信号灯继电器J的常闭触点形成回路，发电机断电信号灯燃亮，表明发电机没有向外部电路供电。所以必须是在发电机供电时，R6电阻和D3二极管中有电流通过，反流割断二极管D中也有电流通过，D和D3两个管压降相加，共同作用在晶体管T4的基极和发射极之间，这就足以使晶体管T4导通，从而使信号灯继电器J正常工作，常闭触点断开，发电机断电信号灯熄灭，表明发电机已向外部电路供电。

同时R6也是二极管D3的限流电阻，二极管D4对晶体管T4起保护作用，二极管D5是信号灯继电器绕组的续流二极管，起续流作用。

2 故障排除过程

发现故障后，笔者随即分析了造成该故障的原因，主要有以下几种可能：

第一，晶体管直流电压调节器内部故障，发电机断电信号灯的燃亮及熄灭受晶体管直流电压调节器的某一功能模块控制，随即对晶体管直流电压调节器进行了更换，故障未消失。

第二，发电机断电信号灯继电器J的触点有粘连现象、衔铁间隙变小或继电器内部复位弹簧发生形变等，造成断开时，不干脆，随即对该继电器进行了更换，故障现象仍然存在。

第三，反流割断二极管D损坏，一直处于弱导通状态，从而使得晶体管T4也一直处于导通状态，进而导致发电机断电信号灯继电器J不能发生转换，发电机断电信号灯也就无法“立即燃亮”，随即对反流割断二极管D进行了更换，故障现象依然存在。

随即笔者翻阅了系统原理图册[4]，详细分析了其他可能存在的原因。在收油门时，发电机断电信号灯之所以不能“立即燃亮”，究其根本原因就是发电机断电信号灯继电器J未“立即”发生转换，造成该继电器未发生转换的原因是晶体管T4一直处于导通状态，造成晶体管T4处于导通状态的根本原因是因为点A较长时间的处于较高电位状态。既然更换晶体管直流电压调节器后，故障现象仍然存在，那么说明晶体管直流电压调节器无故障。笔者又进一步分析了晶体管直流电压调节器与外电路的接线图[5]，2号和5号插孔分别连接发电机的正、负极，为取样比较及开关放大电路引入发电机的输出电压，3号插孔连接发电机的励磁线圈，4号插孔连接发电机断电信号灯继电器，1号插孔接地，即：将晶体管T4的固定偏置电路接地，因此很有可能是1号线断路后，导致A点的电位在较长的时间内一直处于较高的状态，进而导致了发电机断电信号灯不能“立即燃亮”。分解该插头证实：1号插钉确实断路，重新焊接后，试车检查发电机供电系统的工作情况，在收回油门时，发电机断电信号灯随即能“立即燃亮”，故障现象消失。

3 发电机断电信号灯不能“立即燃亮”的原因分析

通过电路原理图1，机上蓄电池的电压经固定偏置电路的R6电阻及D4二极管加在了T4晶体管的基极，1号插钉断路后，无法及时降低点A的电位，使该点的电位一直处于较高的状态，T4晶体管导通，发电机断电信号灯的继电器就无法发生转换，从而导致发电机断电信号灯不能“立即燃亮”。油门收回后，转为机上蓄电池供电，试车时必须打开的其他用电设备将逐渐地消耗机上蓄电池的电能，A点的电位将逐渐降低到一定的电压值，这时T4晶体管转为截止，发电机断电信号灯的继电器发生转换，发电机断电信号灯燃亮，这一逐渐消耗机上蓄电池电能的过程大约持续10-15秒钟，所以在收回油门后，经过10-15秒钟以后，该机的发电机断电信号灯才能燃亮。

4 结语

通过这起非常典型的飞机发电机供电系统故障的排除，笔者得到以下两点启示：

第一，在维护飞机的过程中，广大地勤人员必须认真、仔细，针对某一故障现象，必须仔细分析所有可能的原因，切不可麻痹大意，放过任何一个疑点。飞机上的告警系统是在某设备或系统工作异常或严重危及飞行安全时，及时地向飞行人员发出告警信号，以便飞行人员能在第一时间采取正确的处置措施，如该机向飞行人员发出的“发电机断电”告警信号，就滞后了10-15秒钟，严重危及飞行安全，有可能带来不可预知的严重飞行事故。

第二，在收回油门时，发电机断电信号灯应在什么时机燃亮，该型飞机的《技术使用维护说明书》[6]、《维护经验》及该型晶体管直流电压调节器的《使用维护说明书》中均未提及。在维护飞机的过程中，虽然我们常说“不能把经验当作维修依据”，但从这起故障的发现到排除的整个过程来看，经验在一定程度上可以辅助维修过程，此故障的发现正是因为该机的发电机断电信号灯不能像其他飞机那样，不能像以往试车时的那样“立即燃亮”。所以，我们在维护飞机的过程中，应做到严格按《飞机维护规程》依法维修，同时也应该认识到经验可以在一定的程度上指导维修过程，因此在维护飞机的过程中，我们应及时总结维护经验并适时加以推广、交流。

[1] 桂德东,王国贵.某型飞机电气设备与维护讲义[M].长春:空军第二航空机务学校出版社,1983:131-143.

[2] 空军装备部.某型飞机维修工作操作卡·第二册 [Z].北京:空军装备部,2008:22-00-05.

[3] 5705厂.某型晶体管直流电压调节器产品说明书[Z].沈阳:5705厂,1980:4.

[4] 国营320厂.某型飞机系统原理图册[Z].南昌:国营320厂,2007:16.

[5] 国营320厂.某型飞机装配图册[Z].南昌:国营320厂,2007:15.

[6] 国营320厂.某型飞机技术使用维护说明书[Z].南昌:国营320厂,2007:9-07.