A320系列飞机引气探测环路故障分析与排除

王瑞鹤

摘要：针对A320系列飞机引气探测环路故障频发的状况，通过分析系统的工作原理并结合多年排故经验，总结了一套基于故障树的引气探测环路的故障诊断方法，实践证明该方法具有创新性和实用性，能够为引气系统故障排除提供参考。

关键词：引气；渗漏探测；环路；故障树

引气探测环路故障是A320系列飞机的常发性故障，因其探测元件多且位置分布广，其中任何一个部附件的轻微损坏、探测元件性能衰退等因素都可能导致故障的发生。一旦发生故障，彻底排除需要大量的人力和时间，对飞机放行和航班运行造成极大影响。同时，引气渗漏探测系统是保证飞机持续适航的重要组成，A320系列飞机清晰的故障处理思路可为国产大飞机的研究设计使用提供借鉴。本文采取基于故障树的故障诊断方法对飞机引气渗漏探测的典型故障进行分析。

1 环路工作原理

A320系列飞机的引气渗漏探测环路监控机身、吊架、大翼和APU舱的热空气管路，防止引气渗漏或管道破裂损伤了热空气管道附近的结构和附件。如图1所示，探测环路由交输活门处分为左区域和右区域，每个探测系统独立工作，APU引气探测环路和左大翼引气探测环路以APU检查活门为分界点。整个系统由两台BMC引气管理计算机及7条探测环路组成，其中大翼和机身为双环路，吊架和APU舱为单环路。BMC1监控左右大翼的A环路、左吊架和APU环路，BMC2监控左右大翼的

B 环路和右吊架环路。

渗漏探测环路由若干过热探测元件串联构成。探测元件沿着左右机翼、发动机吊架、机腹、机身的引气管路铺设，对管路渗漏进行监测。驾驶舱各类显示组件和灯光对系统探测到的故障进行显示。单个渗漏探测元件如图2所示，外层用铬镍铁合金密封，内芯材料为固体镍，外层金属与内芯之间的材料为间隙结构的陶瓷氧化铝，间隙内填充的是共晶盐，其熔点较低。整条探测环路的阻抗值随着周围温度的上升而下降（大翼和机身环路探测元件的临界温度是124±7℃，吊舱是204±12℃）。当探测环路附近发生热引气渗漏而达到临界温度时，环路探测元件外套和内芯之间的阻抗值会快速下降，内芯导体接地，BMC给出一个警告信号。

据统计，2016～2017年上半年，某航空公司A320系列机队发生的35起环路故障中的33起都是大翼环路故障，故以大翼引气探测环路故障为例进行分析。根据电路逻辑（见图3）可知，双环路探测环路工作时采用的是“与”逻辑。当双环路探测到过热或者一个环路探测到过热而另一个环路不工作时，引气管理计算机（BMC）将给出渗漏信号，触发相应的警告“L（R）WING LEAK”，并自动关闭交输活门和同侧的引气活门；如果一个环路探测到过热而另一个环路没有探测到过热，则系统认为是假信息，此时BMC将给出故障信息“L（R）WING LOOP A（B）”，并在ECAM显示器的系统页面显示“AIR BLEED”的维护信息；如果探测环路内部的芯线出现断路或接触阻值过大，BMC将给出故障信息“L（R）WING LOOPA（B） INOP”。

2 典型故障处理与排除

为了使排故思路更加清晰明了，采用故障树分析法，以大翼引气环路故障为顶事件T，故障类型为中间事件M，故障原因为底事件X，组成故障树。

故障树分析法的目的在于寻找顶事件发生的原因及其原因组合，即识别顶事件发生的所有故障模式，帮助判明潜在的故障，以用于指导故障诊断。

如图4所示，根据最小割集上行法由T=Mi U M2，Mi=xi U X2，M2=X3 U X4U X5U X6得到T=X1 U x2U X3U X4U X5U X6。

由故障樹可知，大翼引气环路故障主要表现在以下两个方面。

2.1 双环路故障

中间事件Ml双环路故障显示的故障信息为“L（R）WING LEAK”，此时首先应区分是真实存在漏气还是双环路同时故障。可在关闭引气10分钟后利用环路测试仪分别测量双环路的阻抗，若阻抗正常，则可判断为真实漏气，需接通引气，逐段寻找漏气点。

需要注意的是，在夏季非常炎热的中午时间，环境温度过高也可能导致LEAK警告，此时只需与机组沟通，先将飞机的襟缝翼放下进行散热，或采取合适必要的降温措施使警告消失，由此来判断是否为真实漏气。只要警告不继续出现，不影响飞机的放行，即排除最小割集Xl对故障的影响。

2.2 单环路故障

中间事件M2单环路故障包含X3、X4、X5、X6等四个方面的最小割集。

1）对于最小割集X3，显示故障信息“L（R） WING LOOP A（B）”，说明机翼环路中存在短路。此时可以断开相应BMC计算机，在计算机插座上测量环路对地阻抗（即环路内芯与壳体之间的阻抗），如果环路总阻抗值低于警告门槛值（lOkΩ），则认为该环路有问题。由图3看出，一段完整的环路共有14个（或9个）探测元件组成，其中任一或多段环路性能下降均会出现警告。要隔离出故障环路，只有逐段测量环路阻值。由于环路数量较多，采取二分法可以节省排故时间（图5所示）。查找时，应结合环路接近难易程度来具体分析，或优先选择打开安装了较多连接点的盖板，确保一次便可排除更多的非故障探测元件，迅速缩小排故范围。

由于探测元件一般安装在机翼、吊架等位置，受高频低幅振动和高温等因素的影响，元件性能容易衰退。当元件性能衰退到一定程度时，就无法完成既定的功能，即在没有到达预设告警温度时就会接地，从而产生警告。且这些警告具有相当的隐蔽性，往往是在地面测试BMC计算机结果正常，通过TSM程序测量探测环路的电阻值也正常。基于元件的工作原理，可以在地面通过情景再现的方法判断元件的好坏。所谓情景再现，就是再现故障发生时的状况，即使用加热设备（如电吹风等）对可能故障的探测元件进行加热，在加热的同时使用温度计监控加热区域的环境温度，使用测试仪测量环路的电阻值。当测量的电阻值突然下降时，记录监控区域的环境温度值，如果该温度值低于组件规定的预设告警温度，则可以判断所加热的探测组件为故障件，否则为可用件。

2）对于最小割集X4，显示故障信息“L（R） WING LOOP A（B） INOP”，说明机翼环路中存在开路，只需测量环路内芯的连续性，故障的隔离方法同X3中短路情况一样，利用二分法逐段查找出故障的环路。

3）对于最小割集X5，可以通过对调两个BMC来判断故障，相对难度较低，不再过多赘述。

4）对于最小割集X6，引起引气环路故障的原因除了过热探测组件本身故障外，还与组件的安装位置、组件是否存在损伤、凹坑、腐蚀等情况有关。按照AMM手册要求，安装环路探测元件时应根据管线的实际长度和固定夹的具体位置来调节探测元件的松紧度，以使探测元件能够均匀地分布在引气管路旁边，安装完成后要检查环路探测元件的具体位置，确保探测元件与附近引气管路之间距离大于12.7mm，否则会由于飞机运行时的机身振动造成探测元件的磨损和断裂；不能过度弯曲元件管线；元件表面磨损/凹坑最大的允许损伤深度为0.05mm，凹坑最小的损伤直径为1.78mm（见表1）。这些都是在排故过程中需要检查确认的标准。

3 总结

通过分析A320系列飞机引气渗漏探测环路的系统组成及其工作原理，建立了引气探测环路典型故障的故障树，为快速查找故障产生原因和有效排除故障提供实效参考，同时也为维修人员在日常飞机维护和其他故障排除中提供了基于故障树的故障诊断方法的思路，为高效地保障航班的安全运行提供有力保障。

参考文献

[1]张玉.故障树分析法在飞机维修中的应用[J].中国科技纵横，2014（15）：33- 34.

[2]Airbus.A320系列飞机维护手册（AMM）[Z].

[3]Airbus.A320系列飞机排故手册（TSM）[Z].

[4]刘岱，周德新，刘涛.故障树分析法在航线维修工作中的应用研究[J].航空维修与工程，2010（5）：33-35.