某型起动机高原起动保护停车的检查与分析

陈培伟（中国南方航空工业（集团）有限公司，湖南株洲　412002）



某型起动机高原起动保护停车的检查与分析

陈培伟
（中国南方航空工业（集团）有限公司，湖南株洲412002）

【摘 要】某型起动机随飞机进入高原后，频繁出现起动10秒保护停车，严重影响了某型飞机发动机的正常起动。由于飞机参数系统不记录起动机工作参数，给故障查找与排除工作带来极大被动。通过自制设备、测取和分析起动机的关键工作参数，成功定位并排除了故障。自此飞机进高原前均开展针对性检查，成功避免了该类问题的发生，有力提高了飞机在高原的出动效率。

【关键词】起动机保护停车控制逻辑

某型起动机是一个小型涡轴发动机，为某型飞机的辅助动力装置，为飞机发动机的冷运转、假开车、起动提供辅助动力。起动机自身工作的稳定性直接关系到飞机发动机起动成功率并最终影响到飞机的出动效率。本文介绍了该型起动机进高原后出现的一起起动保护停车故障的检查及解决方法。

1　故障介绍

某起动机在平原地区工作良好，但随飞机转场至高原后，频繁出现10秒保护停车。由于飞机参数记录系统不记录起动机的工作参数，也不记录保护停车时的告警信号，给故障查找与排除工作带来极大被动。经多次排查与调整，仍未能解决问题。

为查明故障原因，彻底排除故障，经研究决定采用自制设备录取起动机的工作参数，通过分析工作参数对故障进行定位。

2　外场检查

2.1目的

通过录取和分析起动机工作参数，查明起动机保护停车的种类及导致该保护停车的原因。

2.2测试方案

2.2.1选取参数

有2种保护信号可以导致起动机10秒保护停车，分别为电机脱开保护和最小滑油压力保护。根据起动机电气控制系统工作原理，这2种保护控制逻辑如下：

（1）当起动机增压油路滑油压力高于0.1MPa（滑油压力达标）时，最小滑油压力信号器发出滑油压力正常的信号，反之，最小滑油压力信号器发出告警信号。

（2）当起动机燃气转子转速高于70%（燃气转子转速达标）时，电起动机脱开信号器发出电机脱开信号，此时电起动机和点火装置停止工作；反之，起动机脱开信号器发出告警信号。

（3）起动机起动后第10秒，若电起动机脱开信号器和最小滑油压力信号器中任意一个仍在发出告警信号（滑油压力或燃气转子转速未达标），电气控制系统将中止起动机起动，起动机保护停车。

根据以上控制逻辑，需要通过设备录取2种保护信号器发出的告警信号及与这两种保护信号相关的起动机燃气转子转速、点火装置工作信号、电起动机工作信号等参数。

2.2.2制作设备

确认以上参数后，通过分析电气控制系统的结构与工作原理与结构，采用线路并联等方式，使得设备可以直接从起动机电气附件上录取到相关参数，同时又可以保证不影响电气控制系统对起动机的控制。

2.3测试、分析与排查措施

2.3.1测试方案

起动机进行飞机发动机冷运转，让起动机进入起动程序，通过自制设备录取选取的起动机工作参数。

2.3.2现场测试

设备显示，起动后第3秒，起动机燃气转子转速为30.5%，滑油压力告警信号消失（滑油压力达标），点火装置和电起动机在此时提前停止工作；随后起动机燃气转子转速上升速度变缓；第10秒，起动机燃气转子转速为51.7%（燃气转子转速未达标），电起动机脱开信号器仍在发出告警信号，电气控制系统立即控制起动机中止起动，起动机保护停车。

2.3.3分析

从现场测试的情况看，第10秒，起动机因电起动机脱开信号器发出告警信号而保护停车。同时通过分析参数，发现起动过程中存在一个控制逻辑错误，即第3秒时，电起动机及点火装置在燃气转子转速未达到70%即提前停止工作。分析认为控制逻辑错误是导致起动机10秒保护停车的根本原因。

2.3.4排查措施

根据飞机上的控制线路分析，控制逻辑错误有两种可能：

（1）电气控制系统中的起动控制器故障；

（2）电气控制系统收到了误信号。

针对这两种可能，分别进行如下检查、验证工作：1）串换起动控制器，故障复现，控制逻辑错误依然存在，排除起动控制器故障的可能；2）检查飞机线路，发现最小滑油压力信号器线路接到了电起动机脱开信号器上，而电起动机脱开信号器线路接到了最小滑油压力信号器上，更正接线后控制逻辑恢复正常，起动机起动成功。

3　机理分析

最小滑油压力信号器和电起动机脱开信号器向电气控制系统发出的信号均为开关量，接通为告警、断开为正常。飞机上两信号器线路的插头均为同一型号，且标识不够清晰，使得两线路可能接错却不易被发现。线路接反后，电气控制系统在接收了最小滑油压力信号器断开电起动机脱开线路的信号后，控制电起动机及点火装置提前停止工作。在高海拔环境下，电起动机及点火装置提前停止工作，导致起动机起动加速困难；最终在第10秒起动机燃气转子转速不达标，电起动机脱开信号器未能断开最小滑油压力信号器线路，电气控制系统判定滑油压力告警中止起动机起动。在低海拔环境下，起动机自身加速性强，在电起动机及点火装置提前停止工作的情况下仍能正常加速，不会造成起动机保护停车，从而导致该故障隐患未能在进高原前被发现。

4　结语

本例故障系飞机电气线路接错所致，故障原理及最终排除方法都不复杂，但却有极强的隐蔽性，排除该故障花费了大量的人力、物力。造成这种情况的一个重要原因在于飞机设计时，在可维护性方面考虑不全面，未在飞机参数记录系统里录取起动机的关键工作参数、也未配套相应的检查设备，给故障排除工作带来极大被动。希望通过本次故障排查工作能提供一些借鉴，使得相关单位及设计人员在产品可维护性上加大投入。

参考文献：

［1］《XXX燃气涡轮起动机技术说明书》.中航工业航空动力机械研究所，2010年版.