V2500发动机启动过程中意外断电的影响

摘 要：文章针对一起V2500发动机由于启动时意外断电导致烧坏事故，进行的故障分析，探讨其原理和后续避免发生类似事故的方法。

关键词：V2500；启动时意外断电；影响

1 事件回顾

2013年某航在兰州机场过站启动二号发动机过程中，地面电源车突然断电，导致飞机交流电源中断，机组将发动机模式电门放在正常位，大约10秒后，地面监护人员发现二号发动机尾喷口冒烟并有间断性火苗窜出，机组将发动机灭火电门接通，随后将主电门置关断位。尾喷口冒烟和喷火现象持续4-5分钟。目视检查发动机无外部损伤，无PFR信息，FADEC测试无相应信息，读取DMU数据显示发动机没有超温，孔探检查燃烧室和高压涡轮有积碳但无明显缺损。IAE评估允许飞一个循环后换发。发动机着火原因判断为飞机使用地面电源车供电启动发动机过程中飞机掉电，电路进行断电保护，导致飞机整机都没有电（包括28V直流电），然而发动机高压燃油关断活门断电后会保持再原来开位，导致燃烧室中仍有余油流出，从而导致富油燃烧。

2 事件分析

飞机突然地断电，在自动中断启动的保护程序无法顺利执行时，就需要机组人工终止发动机的启动。此事件中，飞机突然掉电会否导致发动机高压燃油关断活门失效在开位？就要弄清发动机高压燃油关断活门、低压燃油活门是由谁供电，这个电源在文中描述的情况下能否可靠供电。通过分析图1，可以得知发动机高压燃油关断活门是由401PP提供28V直流电，低压燃油关断活门则是由401PP和206PP分别对其驱动马达K1和K2提供28V直流电。只要能够保证汇流条401PP在交流电源突然丢失的情况下能够及时转换确保有电，机组就可以人工关闭低压燃油活门和高压燃油关断活门，进而中断发动机的启动。由于文中提到情况是地面电源车意外停止了供电，导致飞机丢失了外电源输入，但此时飞机真的连28V直流电都没有了吗？答案是否定的，至少飞机还有两部电瓶可提供28V的直流电。意外断电也许会造成很多电源转换继电器无法正确做出反应，虽然电瓶是接通的，但却不代表401PP一定能够得到28V的直流电。只要能够证明此种状况下，401PP能够正常得到28V直流电，那么只要及时将主电门及时置于关断位，发动机高压燃油活门以及低压燃油活门是完全能够及时关闭的，也就不会出现烧毁发动机的事故了。

图1 发动机高/低压燃油活门供电及控制电路

根据飞机供电逻辑，正常情况下401PP是由直流电瓶汇流条通过继电器4PC提供28V直流电的。当直流电瓶汇流条由2号交流汇流条供电时，由于继电器4PC与1PC2之间的內部互锁逻辑的关系，导致继电器4PC断开，直流电瓶汇流条将不能为401PP供电，转而由备用变压整流器通过继电器3PE提供电源。此次的事件，由于交流电源的丢失，导致直流电瓶汇流条和备用变压整流器均无法为401PP供电。仅有第三条途径可能为401PP供电，这又取决于继电器2XB能否正常闭合，如果2XB能够顺利闭合，401PP就能够通过继电器2XB得到电瓶的28V直流电。继电器2XB在什么条件下才能闭合呢？飞机突然地断电是否会影响到继电器2XB的正确做动呢？热电瓶汇流条704PP通过继电器15XC、16XC、12XE给延时关闭继电器6XB（延时80毫秒）供电，当6XB的线圈得电80毫秒后触点吸合，进而继电器2XB得电闭合。现在，问题的关键在于继电器15XC、16XC、12XE在飞机丢失外电源的情况下，是否会受到影响，导致704PP无法对继电器2XB供电呢？继电器16XC由二号交流汇流条提供115V的工作电源，飞机丢失外电源后，继电器16XC的电磁线圈为无电状态，常闭触点为导通状态。同理继电器15XC的常闭触点也为导通状态。至此，决定继电器2XB能否得到电源的关键就在于继电器12XE了。12XE的电磁线圈如果得不到电源，便使得继电器2XB顺利得电。

而继电器12XE的电源由应急电源系统恒速发电机（CSG）的控制组件提供。由于事发时，飞机的构型并不满足应急电源系统的工作逻辑，且冲压涡轮（RAT）也并未放出，所以恒速发电机的控制组件并不能为继电器12XE提供任何控制电。

通过对继电器15XC、16XC、12XE的分析后得知，在继电器均无控制电的情况下，对于继电器2XB而言，其工作电路是导通的。此种情况下继电器2XB是完全可以闭合的。

3 结束语

APU出现故障导致不能为飞机提供电源或者气源的情况较为常见。维修人员对于利用地面电源车、气源车启动发动机的工作也不陌生，但此次事件，在利用地面电源车启动发动机过程中，电源车意外关闭，导致飞机丢失了交流电源，起动机活门关闭。发动机在启动加速过程中失去了起动机的外部输入功率，同时涡轮产生的功率又无法使发动机加速到慢车转速，出现此种状况时应果断人工中断发动机的启动，但机组只是将启动选择电门放回正常位，这个操作并不能中断发动机的启动，此时的发动机高压燃油关断活门仍处于打开状态，燃油不断的通过喷嘴流入燃烧室，随着发动机转速的下降，燃烧室已无法建立稳定的燃烧气流，导致起火。此时机组才执行了发动机启动中断及灭火程序，险情得以控制。通过文章分析，当时机组如果能够正确执行发动机人工中断启动程序，发动机高压关断活门及低压燃油活门是完全能够关闭的，后续的险情和损失也是可以避免的。但对于当时突然出现情况，机组和地面监护人员都是措手不及，未在第一时间做出正确的判断情有可原。后期通过调取DMU、PFR等发动机相关数据信息来判断发动机的损伤情况是不可取的，因为飞机在掉电后，DMU，CFDIU是无法工作的，不能记录发动机是否存在异常状态了。只能通过孔探检来查高压涡轮以及燃烧室的物理状态来判别损伤情况，虽然孔探未发现物理损伤，但发现有明显积碳，说明燃烧室存在局部过热的可能，出于安全起见，IAE给出了允许飞一个循环，然后更换发动机的处理措施。技术问题分析过后，文件中也提到了为避免类似事件再次出现，公司对机组进行了特情处置的培训。对于机务人员来说，特情时如何对飞机进行操作不是我们工作人员的专业，但需要充分了解飞机各系统的原理，在出现类似的突发情况时，就可以第一时间站在系统理论的角度做出判断分析，对机组进行一些必要的协助、提示，确保机组处置得当，减少对飞机的损伤，降低公司的经济损失。

作者简介：张明（1982-），男，江苏无锡人，工作单位：东航工程技术公司，职务：工程师，研究方向：飞机维修。