CFM56—5B反推LVDT原理分析

王斐然

摘 要：随着民用客机的不断发展，反推已经是现代民航客机必不可少的重要子系统，飞机通过反推系统，改变外涵道气流方向，产生大约80%的负推力，配合刹车系统工作，可以极大地增加飞机制动力，减少航空器着落或者是中断起飞的滑跑距离，提高客机的安全性和舒适性。但如果反推在空中出现故障，则会产生严重的飞行事故。该文从反推位置监控的重要性出发，通过分析CMF56-5B发动机反推位置监控、LVDT传感器特点介绍，论述了CFM56-5B发动机反推位置传感器——LVDT的特点和工作原理。

关键词：CFM56-5B 反推监控 发动机 LVDT原理 分析

中图分类号：V233.7 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）12（c）-0121-03

国航曾经发生过很多由于反推失效而引起的故障信息，在一定程度上影响了航空公司的正常运营。例如如果在某架飞机上出现了该故障，在不影响航班的基础上，要按照相关的程序保留该故障，即便带着故障也要保证飞机的运营。地位维修的人员应该将反推门锁定，其目的就是为了避免反推门的意外放出，对飞行造成干扰，机组人员选择降落机场应该具备较长跑道的特点，不允许降落在跑道较短的机场上。导致这种情况发生的原因就是在厂家生成发动机的时候，反推系统不合理布局的控制导线，其磨穿破损引发事故。

1 反推监控的重要性

“反推系统”是现代涡扇发动机重要组成部分，功用是配合刹车系统使得客机着陆后可较快地减速，缩短了跑道长度并使客机安全性大大提高。工作原理是通过改变外涵道气流方向，从而改变推理方向，使发动机产生负推力。由此可见，反推系统只能在地面工作，如果在空中打开，就会照成严重的空难事故，如：劳达004号班机事故，一架波音767-3Z9ER客机在泰国至奥地利的航段，起飞不久后由于空中反推非指令打开，飞机在空中失事解体，全机223人罹难。在地面工作时，如果反推打开过快，会照成发动喘震，严重时会毁坏发动机，由此可见，反推位置的监控，是非常重要的。

2 发动机反推位置监控

CMF56发动机应用Linear Variable Differential Transformer（LVDT），将反推衬套位移信号，转变为电信号，发送到Electronic Engine Controller（EEC），EEC将信号发送到Display Electronic Unite（DEU），最后DEU将电信号，转化为图像信号发送到Common Display Unite，显示反推工作情况。

3 CFM56反推LVDT介绍

3.1 LVDT传感器特点

3.1.1 无摩擦测量

LVDT的可动铁芯和线圈之间通常没有实体接触，也就是说LVDT是没有摩擦的部件。它被用于可以承受轻质铁芯负荷，但无法承受摩擦负荷的重要测量。

3.1.2 无限的机械寿命

由于LVDT的线圈及其铁芯之间没有摩擦和接触，因此不会产生任何磨损。这样，LVDT的机械寿命，理论上是无限长的。

3.1.3 坚固耐用

线圈组实现气密封，不再需要对运动构件进行动态密封。对于加压系统内的线圈组，只需使用静态密封即可。

3.1.4 环境适应性

由于LVDT机械性能可靠，所以LVDT可以安装在高温，温差变化巨大的航空发动机上。

3.1.5 零位可重复性

LVDT构造对称，零位可回复。LVDT的电气零位可重复性高，且极其稳定。用在闭环控制系统中，LVDT是非常出色的电气零位指示器。

3.2 LVDT在CFM56反推中概述

（1）安装位置：位于锁定作动筒的前端，风扇扭力盒11点位置。（见图1）

（2）LVDT功用：①在CDS中显示REV（REVERSE THRUST）位置信息；②用于P5面板的Engine Control灯的指示；③提供CDU中故障隔离信息；④发动机推力以及反推力的控制。

物理特性描述：LVDT是一个双通道（A通道，B通道）传感器，每个通道都传输位置信号到EEC。每个通道的中心衔铁与锁定作动筒的反馈杆连接。当反推锁定作动筒随着反推衬套移动时，其反馈杆也带动LVDT的中心衔铁移动，LVDT将位置信号转换为比例电压信号传输到EEC。

4 LVDT测量原理分析

LVDT一般由3个线圈组成，一个初级线圈L1，两个次级线圈L21，L22如图2所示，等效电路图如图3所示，初级线圈L1中接入由EEC发来的交流励磁电压，其附近次级线圈L21，L22中将产生感应电压E21和E22。

E21=-L1 E22=-L2

则传输电为：U=E21-E22=-（M1-M2）

当反推衬套移动时，反馈杆带动中心衔铁移动，主线圈和两次级线圈由于周围空间的磁阻发生变化，而导致互感系数M1和M2发生变化，进而其感应电动势以及其差值也发生变化，即输出为受铁芯位置调制的调幅波。通过调幅电压的大小及其相位关系就可以知道位移的大小和方向。如图4（a）（b）为LVDT的特性曲线图。

理论分析可知，当铁芯位于中间位置时，差动变压器输出应为零电压。但实际上并一定为零，把差动变压器在零位输出电压称为残余电压，零点残余电压的产生的原因主要是传感器在制作时，两个次级线圈的电器参数与几何参数不对称，以及磁性材料的非线性问题引起的。实际应用过程中，应设法减小零点电压，否则将会影响传感器的测量结果。

5 结语

文章主要对CFM56-5B反推LVDT原理进行分析和探讨，其目的就是为了降低事故发生的频率，保证飞机的正常运行。尽管我国现如今的经济和科技距发达国家仍然有一定差距，因此不断地完善和改进反推LVDT原理是非常必要的。充分有效地利用反推系统，保证系统工作的稳定性、精准性和可靠性，在发生故障的过程中要及时分析和了解，加强对系统的维护检查和监控，确保航班可以舒适、正点、安全地飞行，这也是促进我国航空航天事业发展的有效途径。

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