A320/A330飞机起落架收放系统时序监控的可行性研究

朱毅 赵红华 程伟

摘要：通过收集、分析历史数据，确认了A320/A330机型起落架收放系统发生故障前存在可观察的性能下降趋势，测算了A320/A330机型在空中正常收上与放下起落架过程所需的时间，验证了对A320/A330机型起落架收放时序监控的可行性，并提出了监控方案的设计思路。

关键词：A320/A330飞机；起落架收放系统；性能下降；Python

Keywords： A320/A330 aircraft；landing gear retraction and extension system；performance degradation；Python

0 引言

2017～2019年某航A320/A330机队多次发生因起落架收放系统故障造成的航班长时间延误甚至返航的SDR事件，对航空器的适航安全和旅客服务造成了负面影响。如果能够在起落架收放系统故障发生之前观察到系统可能存在的性能下降趋势，提前介入排故，就有可能避免故障的发生。本文将对A320/ A330机型起落架收放系统时序监控的可行性进行研究，并提出监控方案的设计思路。

1 起落架收放系统简介

A320/A330机型的起落架收放系统由电控液压操纵，LGCIU（起落架控制与接口组件）计算机根据起落架控制手柄的状态（UP或DOWN）控制多个液压机械部件，实现起落架收上和放下操作。

起落架收上和放下的过程由一系列步骤组成，这些步骤在LGCIU计算机的控制下顺序进行。起落架收上过程为：起落架控制手柄UP→起落架舱门上锁释放→起落架舱门打开→起落架下锁释放→起落架收上并锁定→起落架舱门收上并锁定→安全隔离活门关闭。起落架放下过程为：起落架控制手柄DOWN→安全隔离活门打开→起落架舱门上锁释放→起落架舱门打开→起落架上锁释放→起落架放下并锁定→起落架舱门收上并锁定。

起落架系统的多个位置设计了接近传感器，使LGCIU计算机能够准确判断起落架及其舱门的状态。当起落架控制手柄的位置改变后，LGCIU开始计时，如果30s后起落架及其舱门的位置与起落架控制手柄的位置不一致，LGCIU将触发驾驶舱警告。

2 案例分析

以某航A320/A330机队2017～2019年发生的4起起落架收放系统故障为例，分析故障发生年份所有航班的起落架收上或放下过程所需的时间，绘制成曲线图，能很明显地观察到故障发生前存在性能下降的趋势。

2.1 案例一

2017年12月4日B-XXX1机组反映起落架放下过程慢，地面测试时发现安全隔离活门打开速度慢。更换安全隔离活门后，起落架收放测试正常。

图1是B-XXX1飞机2017年所有航班起落架放下过程所需时间的曲线图。在11月之前，起落架放下过程所需时间集中在16～17s，从11月开始，所需时间持续上升，直至12月4日触发故障。排除故障后，所需时间恢复至16～17s之间。

2.2 案例二

2017年12月8日B-XXX2机组反映第一次收起落架时左侧起落架不在收上位，再次收起落架正常。地面测试时发现左侧起落架下锁释放慢。更换左侧起落架下锁作动器，地面收放测试正常。

图2是B-XXX2飛机2017年所有航班起落架收上过程所需时间的曲线图。10月份之前数据集中在17～18s，10月之后所需时间持续上升，直至12月8日触发故障。但在排故之后，起落架收上过程所需时间并没有好转。

2.3 案例三

2018年11月28日B-XXX2机组反映左侧起落架收上过程慢，地面测试发现左侧起落架下锁释放正常，但收上过程速度慢。更换左侧收上作动器、延迟活门和单向活门后，地面收放测试正常。

图3是B-XXX2飞机2018年所有航班起落架收上过程所需时间的曲线图。2017年底该机排故后所需时间集中在18～20s，但从7月开始所需时间不断变长，直至11月28日触发故障。排除故障后，所需时间恢复到了17～18s。

2.4 案例四

2019年12月25日B-XXX3机组反映右侧起落架收上锁定慢，地面测试发现起右侧起落架下锁释放正常，但收上过程慢。更换右起落架收放作动器和延迟活门，地面收放测试正常。

图4是B-XXX3飞机2019年所有航班起落架收上过程所需时间的曲线图。9月中旬之前所需时间维持在16～17s，但从9月中旬之后所需时间持续上升，直至12月25日触发故障。排故后所需时间下降至17～17.5s。

3 起落架系统收放过程所需时间的测算

为了制定时序监控方案，需要摸清A320/A330机型起落架收上与放下过程所需时间的规律。

某航2017～2019年A330机队航班总量为146099班，A320机队航班总量为1307669班。通过飞机QAR数据获取每个航班起落架收上与放下过程所需时间的数据，由于数据量太大，难以使用传统的EXCEL软件对数据进行处理，因此使用了大数据分析编程语言（Python）对收集到的数据进行清洗、统计，探寻起落架收放的时间规律，并用图表的形式予以展现。

图5是某航A330机队2017～2019年起落架收上过程所需时间的分布情况，99.23%的数据集中在15.0～18.0s之间。图6是某航A330机队2017～ 2019年起落架放下过程所需时间的分布情况，99.09%的数据集中在15.0～17.0s之间。

图7是某航A320机队2017～2019年起落架收上过程所需时间的分布情况，99.64%的数据集中在13.0～14.5s之间。图8是某航A320机队2017～ 2019年起落架放下过程所需时间的分布情况，99.82%的数据集中在16.0～19.0s之间。

4 监控方案设计思路

起落架收上与放下过程是由多个步骤按顺序执行的，任意一个步骤出现性能下降都会使整个过程所需时间变长，通过持续观察起落架收上与放下过程的总时间，可提前发现起落架收放系统可能存在的性能下降情况，在不影响航班正常运行的前提下，结合航后或计划性维修，安排更换有缺陷的部件（如安全隔离活门、上锁机构、收放作动器等），可避免系统出现故障。另外，对于大机队的航空公司，由于无法逐个观察每架飞机的数据，可以利用经过测算的起落架正常收上和放下所需时间作为报警阈值，实现起落架系统收放时序的自动监控功能。

5 结束语

本文研究了A320/A330机型起落架收放系统的构成，通过收集、分析过往数据验证了A320/A330机型起落架收放系统时序监控的可行性，并提出了监控方案的设计思路。

参考文献

[1]空客A330飞机维修手册，58[Z].2020-4-1.

[2]空客A320飞机维修手册，90[Z].2020-5-1.