空客A319 飞机蒙皮出口活门空中琥珀色半开指示分析
2020-09-18史晓阳东方航空技术有限公司西北分公司
史晓阳/东方航空技术有限公司西北分公司
1 故障背景
某航空公司一架A319 飞机执行高高原航线,起飞后机组反馈电子舱蒙皮出口活门ECAM 指示在琥铂色半开位但无警告信息,座舱压力正常。机组选择在10000ft 高度盘旋,并联系MCC 获取技术支援,期间机组多次按入排风扇超控按钮,松出后蒙皮出口活门琥珀色半开指示依旧。考虑到高高原运行航路复杂,最终机组选择返航。
飞机落地后ECAM 页面指示蒙皮出口活门处于“绿色”半开位,打印PFR 报告无ECAM 警告及故障信息。通过AEVC(电子舱设备通风计算机)测试发现,有蒙皮温度传感器(FIN 码:28HQ)的故障信息,因此怀疑此次故障与28HQ 有关,在办理了电子舱蒙皮出口活门的保留后继续执行航班。该机后续更换蒙皮温度传感器28HQ,此后监控再无此现象发生。
2 系统工作原理
电子舱通风系统,顾名思义是为集中容纳了飞机各类电子设备计算机的电子舱进行通风作用的,其原理是利用蒙皮进口和出口活门控制外界气流进入飞机,再经过系统各个活门控制外界气流,从而达到冷却通风电子舱设备的目的。电子舱通风系统的进口活门只有一个主门,出口活门除一个主门外还有一个排烟孔。根据外界和蒙皮温度以及飞机的空地状态,系统工作构型分为以下三种。
1)开环模式:飞机在地面,蒙皮温度传感器感受的温度在12℃以上,蒙皮进口和出口活门完全打开,飞机利用外界来流空气达到电子舱通风系统冷却的目的。
2)闭环模式:飞机在地面,外界气温在9℃以下;飞机在空中,蒙皮温度传感器感受到的温度在32℃以下;飞机落地以后,管道温度传感器感受的温度在40℃以下。当飞机属于上述情况之一时,蒙皮进口和出口活门完全关闭,系统进入内循环模式。
3)半开环模式:无论飞机在地面还是在空中,当蒙皮温度传感器感受到的温度信号大于等于35℃,蒙皮进口活门完全关闭,蒙皮出口活门主门关闭、排烟孔打开,这时利用飞机空调系统的空气(主要来自驾驶舱)来冷却电子设备,如果温度下降到32℃以下,系统将转变为闭环模式。
在驾驶舱可以通过ECAM 客舱压力页面观察到蒙皮进出口活门的状态指示(见图1 蓝框所示),空客A320 AMM 手册对活门状态指示有如下说明:
a. 活门为绿色横线或竖线,代表正常关闭或打开;
b. 活门为琥珀色横线或竖线,代表非正常关闭或打开;
c. 活门为45°绿色斜线,代表出口活门为半开环状态;
d. 活门为琥珀色XX,代表计算机超过20s 没有接收到活门的实际位置反馈;
e. 活门为45°琥珀色斜线,代表出口活门位置为半开环状态,但是系统存在指令不一致或其他部件的故障也会造成琥珀色指示(琥珀色是一种不正常指示)。
3 事件分析
3.1 飞行数据译码分析
上述故障案例中,飞机返航落地后检查蒙皮出口活门处于半开环模式且ECAM 指示为绿色半开位,随后对飞行数据进行译码,译码结果显示该机蒙皮出口活门在地面通电、起飞、盘旋及降落的全过程中一直处于半开位(见图2),译码结果还发现机组多次超控抽风扇,超控后活门能够正常关闭。
FCOM(飞行机组操作手册)中关于蒙皮出口活门指示异常的操作提示为:机组应按入鼓风扇和抽风扇超控电门,此时蒙皮进出口活门将被强行关闭,电子舱通风系统工作在闭环模式。从译码结果来看,此次事件中,机组多次超控抽风扇重置,意图作动蒙皮出口活门并消除琥珀色指示。译码显示机组超控期间,蒙皮出口活门均完全关闭,也就是说该活门超控时的作动及跟随AEVC的指令是正常的,并不存在活门卡滞,而且飞行全段客舱高度随飞行高度的变化是规律且线性的,飞机客舱的压力正常,并没有发生瞬时突变。
3.2 活门琥珀色半开指示原因分析
上述现象产生的原因是什么?会不会造成严重后果?
实际上,导致此次返航的重要原因是机组对飞机能否有效增压有疑虑,因为前期A320FAM 系列已发生过多起蒙皮出口活门无法关闭而使客舱压力无法保持导致飞机返航的事件。从系统原理来分析,蒙皮出口活门排烟孔打开,表明电子舱通风系统工作在半开环模式,这个模式下不会造成客舱释压。通过译码分析,在当时的飞行高度上外界的大气温度仅为8℃,正常情况下在这个大气温度电子舱通风系统应该工作在闭环状态。
图1 ECAM页面的蒙皮活门指示
图2 飞行数据译码
图3 ISI关于28HQ故障后的现象描述
但是,飞机返航落地后地面检查发现28HQ 信息,参考AMM 中有关蒙皮出口活门的描述,飞行中蒙皮温度传感器28HQ 故障时,蒙皮出口活门排烟孔会打开,以保证系统处于安全裕度。
空客公司曾经颁布过服务信息ISI21.26.00036(见图3),内容与本次飞机故障现象一致,当28HQ 故障时: 1)在所有飞行阶段(any phase of flight)电子舱通风都将工作在半开环模式; 2)会产生28HQ 的三类信息;3)会导致蒙皮出口活门22HQ 在SD 页面琥珀色半开;4)飞机在空中时ECAM 不会有警告显示。
3.3 活门琥珀色半开指示后果分析
参考AMM 手册,蒙皮出口活门在以下情况会出现琥珀色半开指示。
1)活门异常在半开位,与该机情况相符。不管导致半开的原因是什么,蒙皮出口活门的真实位置在半开位,换言之,空中飞机座舱不会失压,与该机实际情况相符。
2)活门既不在全开,也不在全关和半开位,一种解释是活门可能有卡阻。
如果上述第二种情况发生,即活门不是处在全关位,那么飞机在空中仍有客舱压力无法保持的风险。但是前文提到,本次返航飞机的机组在空中曾多次尝试重置抽风扇,在ECAM 页面能观察到进出口活门可以正常关闭,且译码结果和机组描述的现象一致,这就排除了活门卡滞的可能。故此,本次蒙皮出口活门空中指示琥珀色半开的故障原因可以确定为蒙皮温度传感器28HQ 故障导致排烟门打开,该状态与正常半开环模式一样,不会造成客舱释压。
4 总结
飞机在空中操作的最终决定权在机组,但当机组向地面求助空地技术支援时,作为MCC 工程师必须向机组提供严谨、合理的支援方案。建议机组在遇到蒙皮活门问题时,首先超控抽风扇,观察ECAM 页面活门是否能正常关闭;如果飞机在空中,还需观察座舱压力能否保持。如果两个条件都能满足,可以保持活门关闭、继续执行航班,以尽量减少返航带来的不必要损失。