A320—214飞机增压系统的排故过程与分析

陈少东

摘 要：本文针对一架A320飞机起飞和降落时增压系统的故障现象，从系统结构及工作原理出发，结合线路说明，分析了导致系统故障的原因，并提出了相应的建议和解决措施。

关键词：增压 外流活门 半开 CPC

中图分类号：V267 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（b）-0072-02

1 系统基本原理

增压控制系统通过调节外流活门（OFV）的开度来控制空气流出客舱的速率，以达到调节座舱高度的目的，使座舱保持一个压力稳定、氧气充足的环境。

1.1 系统数据接口

如图1所示。

CPC输入：

FMGC、ADIRU（飞行航迹数据）；

EIU、LGCIU（飞机构型）；

着陆标高LDG ELEV选择器（着陆机场标高）；

应急冲压空气电门4HZ（半开外流活门）；

DITCHING电门13HL（关闭外流活门）；

外流活门组件（位置反馈）。

CPC输出：

用于指示和监控（FWC、SDAC、CFDS）；

用于自动控制（外流活门）。

外流活门输入：

CPC控制器（自动操作）；

MAN V/S CTL拨动开关（人工增压）。

1.2 客舱增压控制

客舱增压控制包括有：自动操作、半自动操作、人工操作三种控制模式。

1.2.1 自动操作

增压系统有两个相同独立的自动控制系统，分别由压力控制器CPC1和CPC2控制。在自动操作下，CPCS接收来自FMGC、ADIRU、EIU、LGCIU的信号，通过相应的自动-马达1或2控制外流活门到指定位置，实现自动增压。系统每次只有一个CPC工作，另一个热备用。当工作的系统故障或飞机落地70秒后自动转换为备用系统。工作的系统在下ECAM页面显示为绿色SYS 1或SYS 2。

增压系统自动模式控制飞机所有飞行阶段的压力。

（1）地面模式（GN）。

飞机起飞前和落地55秒后，工作的CPC控制外流活门在完全打开位，确保客舱无剩余压差。

（2）起飞模式（TO）。

工作的CPC以-400英尺/分速率增压客舱，直至△P=0.1PSI。

（3）爬升模式（CE）。

工作的CPC根据飞机的实际爬升速率实现增压。

（4）巡航模式（CR）。

保持恒定的座舱压差。

（5）降落模式（DE）。

优化调节座舱压力至飞机落地瞬间，座舱压力等于着陆场压。

（6）中断模式（AB）。

如果飞机起飞后没有爬升，工作的CPC执行中断模式，以保持客舱压力在起飞前的压力值。

1.2.2 半自动操作

与自动操作的区别是，此时来自FMGC的数据失效，CPCS使用来自ADIRS的修正气压和LDG ELEV选择器的着陆机场标高以控制外流活门的自动马达。

1.2.3 人工操作

当CPC1+2失效时，按压MODE SEL按钮选择人工模式。人工操作MAN V/S CTL拨动开关控制人工马达作动外流活门，实现客舱增压。

在人工方式下，CPC1有一个自带电源的备用系统。它有一个压力传感器以产生超过客舱高度的警告和EIS指示的压力输出。

2 故障现象

2012年1月12日，一架A320-214飞机反映CPC 1工作时，飞机在起飞降落过程中外流活门开度过大，导致客舱高度升降速度过大，空中切换到CPC 2后系统工作正常。地面测试CPC系统工作正常，地面检查外流活门在半开位。

3 排故过程及分析

引起CPC 1系统自动方式不正常的原因有以下几个。

（1）CPC 1控制器故障。

（2）外流活门故障。

（3）LGCIU故障。

（4）控制信号线路故障。

综合系统原理分析。

（1）该CPC控制器有BITE自测功能，当其探测到故障时，会自动转换至备用位。地面检查无相关CFDS信息及3类故障信息，多次地面测试CPC 1工作正常，且当CPC 1工作时，并未发生增压控制系统故障时自动转换的情况，可以判定CPC 1及其供电线路正常。

（2）CPC1出现工作不正常情况后，已拔去相关跳开关使CPC 1失效，飞机一直由CPC2系统正常控制（即飞机落地后增压系统并不发生转换），而LGCIU 1和2是在不断转换的（每一次起落架手柄收上循环后发生转换），即来自LGCIU 1或2的信号均正常，可以判定两部LGCIU均正常。

（3）在更换外流活门后故障依旧的情况下，我们开始怀疑CPC 1控制器接收的控制信号出了问题。

注：图2中符号①代表座舱压差△P<1PSI

参照图1及图2分析系统控制原理发现：CPC 1控制器接收应急冲压空气电门4HZ的位置信号，控制外流活门在半开位（50%），当满足以下条件。

-应急冲压空气电门4HZ在ON位，且

-DITCHING电门在OFF位，且

-座舱压差△P<1PSI。

这与CPC1系统控制时，地面检查外流活门在半开位的故障现象相符（地面条件下，外流活门正常在完全打开位）。

并且联系机组反映飞机在起飞降落时外流活门开度过大，根据上述自动增压的6种模式分析，起飞模式控制座舱压差△P→0.1PSI，降落模式优化控制座舱压差△P→0PSI，起飞模式和降落模式均满足座舱压差△P<1PSI的条件，且确认DITCHING电门在OFF位，此时若来自4 Hz电门的信号存在断路，就会向CPC 1控制器输入高电平信号，通过与门触发控制外流活门在半开位（50%）的动作指令。于是，我们将故障原因锁定在来自4 Hz电门的接地信号存在断路或接地性不可靠的情况。

根据线路图3分析，4 Hz电门正常处于自动位，CPC 1控制器通过4 Hz电门连接至2406VT2邦迪块接地。该邦迪块内部正常处于连通状态。考虑线路故障的可能性较小，根据排故原则将故障原因锁定在邦迪块内部连接情况。通过故障隔离，最终确认2406VT2内部断路。航后更换2406VT2模块，故障消失，CPC1系统操作测试正常，地面检查外流活门在完全打开位。

4 结语

（1）回顾故障现象发现，机组反映故障出现飞机起飞和降落阶段，而并未反映巡航时出现此故障现象，这与最终排故结果一致，这就要求我们不仅要对系统有充分地了解，还要注意分析机组反映故障现象存在的条件。

（2）该故障最后归结为外流活门地面失效在半开位的故障现象。飞机TSM排故手册无相关的TSM程序，造成维护工作的不便。已建议空客增加外流活门失效在半开位的相关TSM程序。

（3）AMM手册中验证故障排除的相关测试程序，并未明确提到“地面检查外流活门在完全打开位”的检查要求，测试时难以发现隐蔽故障。已建议空客修改相应的测试程序，以便测试更具有完整性和有效性。

参考文献

[1] Airbus，Aircraft Maintenance Manual.

[2] Airbus，Aircraft Schematic Manual.

[3] Airbus，Aircraft Wiring Manual.endprint

摘 要：本文针对一架A320飞机起飞和降落时增压系统的故障现象，从系统结构及工作原理出发，结合线路说明，分析了导致系统故障的原因，并提出了相应的建议和解决措施。

关键词：增压 外流活门 半开 CPC

中图分类号：V267 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（b）-0072-02

1 系统基本原理

增压控制系统通过调节外流活门（OFV）的开度来控制空气流出客舱的速率，以达到调节座舱高度的目的，使座舱保持一个压力稳定、氧气充足的环境。

1.1 系统数据接口

如图1所示。

CPC输入：

FMGC、ADIRU（飞行航迹数据）；

EIU、LGCIU（飞机构型）；

着陆标高LDG ELEV选择器（着陆机场标高）；

应急冲压空气电门4HZ（半开外流活门）；

DITCHING电门13HL（关闭外流活门）；

外流活门组件（位置反馈）。

CPC输出：

用于指示和监控（FWC、SDAC、CFDS）；

用于自动控制（外流活门）。

外流活门输入：

CPC控制器（自动操作）；

MAN V/S CTL拨动开关（人工增压）。

1.2 客舱增压控制

客舱增压控制包括有：自动操作、半自动操作、人工操作三种控制模式。

1.2.1 自动操作

增压系统有两个相同独立的自动控制系统，分别由压力控制器CPC1和CPC2控制。在自动操作下，CPCS接收来自FMGC、ADIRU、EIU、LGCIU的信号，通过相应的自动-马达1或2控制外流活门到指定位置，实现自动增压。系统每次只有一个CPC工作，另一个热备用。当工作的系统故障或飞机落地70秒后自动转换为备用系统。工作的系统在下ECAM页面显示为绿色SYS 1或SYS 2。

增压系统自动模式控制飞机所有飞行阶段的压力。

（1）地面模式（GN）。

飞机起飞前和落地55秒后，工作的CPC控制外流活门在完全打开位，确保客舱无剩余压差。

（2）起飞模式（TO）。

工作的CPC以-400英尺/分速率增压客舱，直至△P=0.1PSI。

（3）爬升模式（CE）。

工作的CPC根据飞机的实际爬升速率实现增压。

（4）巡航模式（CR）。

保持恒定的座舱压差。

（5）降落模式（DE）。

优化调节座舱压力至飞机落地瞬间，座舱压力等于着陆场压。

（6）中断模式（AB）。

如果飞机起飞后没有爬升，工作的CPC执行中断模式，以保持客舱压力在起飞前的压力值。

1.2.2 半自动操作

与自动操作的区别是，此时来自FMGC的数据失效，CPCS使用来自ADIRS的修正气压和LDG ELEV选择器的着陆机场标高以控制外流活门的自动马达。

1.2.3 人工操作

当CPC1+2失效时，按压MODE SEL按钮选择人工模式。人工操作MAN V/S CTL拨动开关控制人工马达作动外流活门，实现客舱增压。

在人工方式下，CPC1有一个自带电源的备用系统。它有一个压力传感器以产生超过客舱高度的警告和EIS指示的压力输出。

2 故障现象

2012年1月12日，一架A320-214飞机反映CPC 1工作时，飞机在起飞降落过程中外流活门开度过大，导致客舱高度升降速度过大，空中切换到CPC 2后系统工作正常。地面测试CPC系统工作正常，地面检查外流活门在半开位。

3 排故过程及分析

引起CPC 1系统自动方式不正常的原因有以下几个。

（1）CPC 1控制器故障。

（2）外流活门故障。

（3）LGCIU故障。

（4）控制信号线路故障。

综合系统原理分析。

（1）该CPC控制器有BITE自测功能，当其探测到故障时，会自动转换至备用位。地面检查无相关CFDS信息及3类故障信息，多次地面测试CPC 1工作正常，且当CPC 1工作时，并未发生增压控制系统故障时自动转换的情况，可以判定CPC 1及其供电线路正常。

（2）CPC1出现工作不正常情况后，已拔去相关跳开关使CPC 1失效，飞机一直由CPC2系统正常控制（即飞机落地后增压系统并不发生转换），而LGCIU 1和2是在不断转换的（每一次起落架手柄收上循环后发生转换），即来自LGCIU 1或2的信号均正常，可以判定两部LGCIU均正常。

（3）在更换外流活门后故障依旧的情况下，我们开始怀疑CPC 1控制器接收的控制信号出了问题。

注：图2中符号①代表座舱压差△P<1PSI

参照图1及图2分析系统控制原理发现：CPC 1控制器接收应急冲压空气电门4HZ的位置信号，控制外流活门在半开位（50%），当满足以下条件。

-应急冲压空气电门4HZ在ON位，且

-DITCHING电门在OFF位，且

-座舱压差△P<1PSI。

这与CPC1系统控制时，地面检查外流活门在半开位的故障现象相符（地面条件下，外流活门正常在完全打开位）。

并且联系机组反映飞机在起飞降落时外流活门开度过大，根据上述自动增压的6种模式分析，起飞模式控制座舱压差△P→0.1PSI，降落模式优化控制座舱压差△P→0PSI，起飞模式和降落模式均满足座舱压差△P<1PSI的条件，且确认DITCHING电门在OFF位，此时若来自4 Hz电门的信号存在断路，就会向CPC 1控制器输入高电平信号，通过与门触发控制外流活门在半开位（50%）的动作指令。于是，我们将故障原因锁定在来自4 Hz电门的接地信号存在断路或接地性不可靠的情况。

根据线路图3分析，4 Hz电门正常处于自动位，CPC 1控制器通过4 Hz电门连接至2406VT2邦迪块接地。该邦迪块内部正常处于连通状态。考虑线路故障的可能性较小，根据排故原则将故障原因锁定在邦迪块内部连接情况。通过故障隔离，最终确认2406VT2内部断路。航后更换2406VT2模块，故障消失，CPC1系统操作测试正常，地面检查外流活门在完全打开位。

4 结语

（1）回顾故障现象发现，机组反映故障出现飞机起飞和降落阶段，而并未反映巡航时出现此故障现象，这与最终排故结果一致，这就要求我们不仅要对系统有充分地了解，还要注意分析机组反映故障现象存在的条件。

（2）该故障最后归结为外流活门地面失效在半开位的故障现象。飞机TSM排故手册无相关的TSM程序，造成维护工作的不便。已建议空客增加外流活门失效在半开位的相关TSM程序。

（3）AMM手册中验证故障排除的相关测试程序，并未明确提到“地面检查外流活门在完全打开位”的检查要求，测试时难以发现隐蔽故障。已建议空客修改相应的测试程序，以便测试更具有完整性和有效性。

参考文献

[1] Airbus，Aircraft Maintenance Manual.

[2] Airbus，Aircraft Schematic Manual.

[3] Airbus，Aircraft Wiring Manual.endprint

摘 要：本文针对一架A320飞机起飞和降落时增压系统的故障现象，从系统结构及工作原理出发，结合线路说明，分析了导致系统故障的原因，并提出了相应的建议和解决措施。

关键词：增压 外流活门 半开 CPC

中图分类号：V267 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（b）-0072-02

1 系统基本原理

增压控制系统通过调节外流活门（OFV）的开度来控制空气流出客舱的速率，以达到调节座舱高度的目的，使座舱保持一个压力稳定、氧气充足的环境。

1.1 系统数据接口

如图1所示。

CPC输入：

FMGC、ADIRU（飞行航迹数据）；

EIU、LGCIU（飞机构型）；

着陆标高LDG ELEV选择器（着陆机场标高）；

应急冲压空气电门4HZ（半开外流活门）；

DITCHING电门13HL（关闭外流活门）；

外流活门组件（位置反馈）。

CPC输出：

用于指示和监控（FWC、SDAC、CFDS）；

用于自动控制（外流活门）。

外流活门输入：

CPC控制器（自动操作）；

MAN V/S CTL拨动开关（人工增压）。

1.2 客舱增压控制

客舱增压控制包括有：自动操作、半自动操作、人工操作三种控制模式。

1.2.1 自动操作

增压系统有两个相同独立的自动控制系统，分别由压力控制器CPC1和CPC2控制。在自动操作下，CPCS接收来自FMGC、ADIRU、EIU、LGCIU的信号，通过相应的自动-马达1或2控制外流活门到指定位置，实现自动增压。系统每次只有一个CPC工作，另一个热备用。当工作的系统故障或飞机落地70秒后自动转换为备用系统。工作的系统在下ECAM页面显示为绿色SYS 1或SYS 2。

增压系统自动模式控制飞机所有飞行阶段的压力。

（1）地面模式（GN）。

飞机起飞前和落地55秒后，工作的CPC控制外流活门在完全打开位，确保客舱无剩余压差。

（2）起飞模式（TO）。

工作的CPC以-400英尺/分速率增压客舱，直至△P=0.1PSI。

（3）爬升模式（CE）。

工作的CPC根据飞机的实际爬升速率实现增压。

（4）巡航模式（CR）。

保持恒定的座舱压差。

（5）降落模式（DE）。

优化调节座舱压力至飞机落地瞬间，座舱压力等于着陆场压。

（6）中断模式（AB）。

如果飞机起飞后没有爬升，工作的CPC执行中断模式，以保持客舱压力在起飞前的压力值。

1.2.2 半自动操作

与自动操作的区别是，此时来自FMGC的数据失效，CPCS使用来自ADIRS的修正气压和LDG ELEV选择器的着陆机场标高以控制外流活门的自动马达。

1.2.3 人工操作

当CPC1+2失效时，按压MODE SEL按钮选择人工模式。人工操作MAN V/S CTL拨动开关控制人工马达作动外流活门，实现客舱增压。

在人工方式下，CPC1有一个自带电源的备用系统。它有一个压力传感器以产生超过客舱高度的警告和EIS指示的压力输出。

2 故障现象

2012年1月12日，一架A320-214飞机反映CPC 1工作时，飞机在起飞降落过程中外流活门开度过大，导致客舱高度升降速度过大，空中切换到CPC 2后系统工作正常。地面测试CPC系统工作正常，地面检查外流活门在半开位。

3 排故过程及分析

引起CPC 1系统自动方式不正常的原因有以下几个。

（1）CPC 1控制器故障。

（2）外流活门故障。

（3）LGCIU故障。

（4）控制信号线路故障。

综合系统原理分析。

（1）该CPC控制器有BITE自测功能，当其探测到故障时，会自动转换至备用位。地面检查无相关CFDS信息及3类故障信息，多次地面测试CPC 1工作正常，且当CPC 1工作时，并未发生增压控制系统故障时自动转换的情况，可以判定CPC 1及其供电线路正常。

（2）CPC1出现工作不正常情况后，已拔去相关跳开关使CPC 1失效，飞机一直由CPC2系统正常控制（即飞机落地后增压系统并不发生转换），而LGCIU 1和2是在不断转换的（每一次起落架手柄收上循环后发生转换），即来自LGCIU 1或2的信号均正常，可以判定两部LGCIU均正常。

（3）在更换外流活门后故障依旧的情况下，我们开始怀疑CPC 1控制器接收的控制信号出了问题。

注：图2中符号①代表座舱压差△P<1PSI

参照图1及图2分析系统控制原理发现：CPC 1控制器接收应急冲压空气电门4HZ的位置信号，控制外流活门在半开位（50%），当满足以下条件。

-应急冲压空气电门4HZ在ON位，且

-DITCHING电门在OFF位，且

-座舱压差△P<1PSI。

这与CPC1系统控制时，地面检查外流活门在半开位的故障现象相符（地面条件下，外流活门正常在完全打开位）。

并且联系机组反映飞机在起飞降落时外流活门开度过大，根据上述自动增压的6种模式分析，起飞模式控制座舱压差△P→0.1PSI，降落模式优化控制座舱压差△P→0PSI，起飞模式和降落模式均满足座舱压差△P<1PSI的条件，且确认DITCHING电门在OFF位，此时若来自4 Hz电门的信号存在断路，就会向CPC 1控制器输入高电平信号，通过与门触发控制外流活门在半开位（50%）的动作指令。于是，我们将故障原因锁定在来自4 Hz电门的接地信号存在断路或接地性不可靠的情况。

根据线路图3分析，4 Hz电门正常处于自动位，CPC 1控制器通过4 Hz电门连接至2406VT2邦迪块接地。该邦迪块内部正常处于连通状态。考虑线路故障的可能性较小，根据排故原则将故障原因锁定在邦迪块内部连接情况。通过故障隔离，最终确认2406VT2内部断路。航后更换2406VT2模块，故障消失，CPC1系统操作测试正常，地面检查外流活门在完全打开位。

4 结语

（1）回顾故障现象发现，机组反映故障出现飞机起飞和降落阶段，而并未反映巡航时出现此故障现象，这与最终排故结果一致，这就要求我们不仅要对系统有充分地了解，还要注意分析机组反映故障现象存在的条件。

（2）该故障最后归结为外流活门地面失效在半开位的故障现象。飞机TSM排故手册无相关的TSM程序，造成维护工作的不便。已建议空客增加外流活门失效在半开位的相关TSM程序。

（3）AMM手册中验证故障排除的相关测试程序，并未明确提到“地面检查外流活门在完全打开位”的检查要求，测试时难以发现隐蔽故障。已建议空客修改相应的测试程序，以便测试更具有完整性和有效性。

参考文献

[1] Airbus，Aircraft Maintenance Manual.

[2] Airbus，Aircraft Schematic Manual.

[3] Airbus，Aircraft Wiring Manual.endprint