737NG飞机冲压空气系统原理与故障分析

倪亚飞

【摘 要】 737NG飞机冲压空气系统为空调系统提供冷却气流，保证空调系统正常稳定的工作。冲压空气系统控制通过主和次级热交换器的冷却气流。冲压空气系统有三个控制模式：地面、空中（襟翼没有收上）、空中（襟翼收上）。空调附件装置继电器控制到冲压空气控制器和冲压空气作动筒的电源。对于左和右冲压空气系统有各自的控制电路。本文结合各航空公司737NG飞机冲压空气系统的维护经验，介绍了排除737NG飞机冲压空气系统故障的一些体会。

【关键词】 737NG飞机 地面模式 空中模式 涡轮风扇 作动筒

1 工作原理

737NG飞机冲压空气调节系统包括以下部件：冲压空气进口调节板、一个阻流板门、冲压空气排气口、一个冲压空气作动器、一个冲压空气进口调节板的钢索系统、一个冲压空气控制器及一个冲压温度传感器。冲压空气系统在飞行期间自动调节通过冲压管道的空气流量，为热交换器提供冷却媒介；在地面操作及飞行中襟翼在收上以外任何位置期间，利用一个涡轮风扇以增加流过同一管道的空气流量以满足冷却组件的温度要求。因此，在正常情况下，飞机在巡航过程中，冲压空气调节系统调节调节板位置在正常开与关位之间调节，在起飞和落地过程中，调节板位置被调节至正常开位，所以飞机在起飞巡航下降过程中冲压门全开灯都不应该亮，除非发生故障；飞机只有在地面或接地时，冲压空气调节系统才调节调节板的位置至全开位。737NG飞机冲压空气系统有三个控制模式如下：

1.1 地面模式

当飞机在地面时，空/地传感系统提供一个离散信号（接地）来接通K10左地面空气继电器和K5左冲压模式控制继电器。K16冲压空气作动筒继电器被激励，使得左区域控制器和冲压空气作动筒脱开。115伏交流电通过这些继电器的触点，为左冲压空气作动筒提供收上信号。当作动筒在全收上位置时，S1开关打开，脱开马达的电源。在S1和S2开关位置中间时，折流门在伸出位置。冲压空气作动筒里的S3开关接地到空调/引气控制面板。这就使得左冲压门全开灯亮。

1.2 空中模式（襟翼未收上）

在起飞中，空/地传感系统断开K10左空地继电器，当襟翼没有收起，K5左冲压模式控制继电器从后缘襟翼收上电门处得到接地而保持接通。在起飞中，电通过S2开关送到电机伸出线圈，当作动筒在S2开关位置时，折流门移到气流外。左冲压门全开灯将亮。

1.3 空中模式（襟翼收上）

在飞行中，当襟翼在全部收上位置时，K5继电器断开且脱开K16继电器，给使得左区域控制器和冲压空气作动筒接通。在组件区域控制器中的冲压空气控制器提供命令信号给作动筒。冲压空气控制器从冲压空气控制温度传感器得到温度信号，冲压空气控制温度传感器从空气循环机压缩机（ACM）出口输出信号。在电桥电路中，控制器使用空气（温度）传感器信号，电桥电路接受空气循环机压缩机温度，过高或过低为错误信号。正常（平衡）控制温度是230℉/110℃。组件区域控制器打开或关闭冲压空气进口组件面板来保持平衡。在巡航中（襟翼收上），这块面板在关闭位置，来减少空气阻力。

2 故障分析

通过近几年各航空公司经验总结，737NG飞机冲压空气系统的故障有以下几种可能：

2.1 冲压空气系统管路被堵塞或热交换器脏

冲压空气系统管路为热交换器提供冷却气流，把热交换器的热量通过空调排气口排出机外，从而使空调制冷正常工作。如果冲压空气系统管路被堵塞，或热交换器脏，性能下降，都会使压气机出口和涡轮进口的引气温度升高，当温度达到门槛值时，给冲压空气作动筒信号，使它移动到S3触点，从而使冲压门全开灯亮。

2.2 冲压系统故障

冲压空气控制器通过感受冲压空气温度传感器的温度信号，来调节作动筒的位置。如果冲压空气温度传感器感受的温度底不正确的温度、或冲压空气控制器工作不正常也会导致冲压空气全开灯亮。

2.3 涡轮风扇

涡轮风扇卡阻或涡轮风扇控制活门失效，空中时不能完全关死，导致不能给控制器提供关闭信号，让冲压门全开灯亮。

2.4 电气故障

一般是线路短路、断路、线路绝缘体损坏，电插头脏或者有故障。

3 排故经验总结

在排此故障时，建议从最简单的原因入手，由易到难，比如由于冲压管道吸进杂物造成管道堵塞，从而使流过冲压管道的气流流量减少，造成冲压门全开灯空中亮，这个问题可以通过打开冲压管道接近门，通过位于热交换器外侧的观察门观察即可发现。在保证最容易发现且有可能造成故障的因素排除掉，再对系统进行排故。经观察往年排故过程，一般情况下我们在对调节系统相关部件如冲压空气作动器、冲压空气控制器、冲压温度传感器部件进行换件或串件之后，如果故障仍然存在，一般都会有更换或清洗热交换器这一项，有时候故障就可以排除。当然，在对上述件进行串件或更换后如故障仍不能排除，考虑热交换器的性能问题，也是很有道理的。因为如果热交换器散热性能降低，则会导致位于空气循环机压气机排气管道上的230℉冲压温度传感器感受温度太高，为使压气机出口温度保持在230℉，230℉冲压温度传感器则会控制出口格栅和进口调节板的位置直至全开位，从而造成冲压门全开灯亮。特别是目前我公司为保证热交换器性能良好，从而保证空调系统工作正常，针对B737机队，一般于5-6月份安排对热交换器的清洗工作，所以在这种情况下，如果发生冲压门全开灯空中亮故障并且怀疑热交换器的问题，建议首先调查此架飞机的热交换器是否于近期清洗过，如果清洗过，则热交换器导致冲压门全开灯空中亮的可能性较小，如果尚未清洗，可以首先考虑热交换器的性能问题。

参考文献

[1]任仁良，张铁纯.涡轮发动机飞机结构与系统[J].兵器工业出版社，2006（11）.

[2]陈闵叶，张兴媛，蔡玮.飞机空调热交换器运行分析[J].上海工程技术大学学报，2008（4）.