A320ceo飞机引气压力故障排故优化分析

2021-12-21胡志稳

航空维修与工程 2021年11期

关键词：排故优化

胡志稳

摘要：发动机引气系统故障是影响飞机运行品质的重要故障之一。以A320ceo飞机引气故障为研究对象，通过对引气系统和部件控制原理的分析，优化厂家的排故程序，提高排故效率和准确性，有助于减少引气故障对航班运行的影响。

关键词：A320飞机；引气系统；排故；优化

Keywords：A320 aircraft；bleed air system；troubleshooting；optimization

0 引言

A320ceo飞机的引气压力控制系统是由多个压力控制活门、电磁阀、信号管构成的气控气动系统。该系统主要通过电磁阀和信号管对活门进行控制，并结合活门自身的压力調节性能，确保引气压力参数保持在正常范围内。针对目前常见的引气压力故障，空客排故手册（TSM）提供了较为完善的单一部件测试方法进行故障隔离。但在实际排故运用中，由于各部件测试程序较为分散且复杂，极大地影响了排故效率。为了减少引气故障对运行的影响，本文通过深度分析系统和部件控制原理，优化TSM排故程序，以提高排故效率和准确性。

1 引气故障模式

经统计某A320ceo机队约200架飞机的运行数据，2019年各系统TOP10故障造成的航班延误/取消事件如图1所示，其中引气故障造成的延误/取消事件远高于除发动机外的其他系统。该机队主要的故障模式为ENG BLEED ABNORM PR、HPV FAULT、ENG BLEED FAULT、引气低温、BLEED NOT CLSD，其中，ENG BLEED ABNORM PR（引气压力不正常）故障36起、 ENG BLEED FAULT故障28起、HPV FAULT故障26起、引气低温故障24起、BLEED NOT CLSD（引气未关闭）警告故障9起。以上故障模式的分布与世界机队基本保持一致。

随着对航空安全要求的不断提升，A320ceo引气系统可靠性低的问题对各航司的运行均造成了极大影响，该问题已成为厂家/各航司工程技术部门重点研究的项目。据调查，各航司的管控措施主要包括以下几个方面：通过引气参数监控系统，分析系统性能进行预防性维护；定期执行各引气部件的健康检查；定期翻修更换活门内部的易损件，避免活门性能衰退，提高部件可靠性。

综合分析当前引气故障对航班运行影响，除了引气系统的可靠性问题外，航材保障和排故效率也是主要原因。为了提升排故效率和准确性，深度剖析系统和部件控制原理是获取最佳排故方案的最有效途径。

2 A320ceo引气压力控制原理

A320ceo飞机主要的引气压力控制部件包括引气压力调节活门（PRV）、高压引气活门（HPV）、控制电磁阀（TLT）、信号管1-3（SL 1-3）。引气压力调节取决于PRV/HPV自身的机械调节功能，活门的开关通过信号管和TLT控制伺服压力来实现，如图2所示。

1）高压引气活门HPV

HPV上游引气压力（发动机高压级引气）为活门提供伺服压力使其打开，并通过伺服压力和内部弹簧作用控制碟形活门的开度，将出口引气压力调节至36±4psi。通过两种模式控制HPV的关闭：SL1控制活门关闭（当SL1伺服气压被释放时）；当IP压力大于HPV出口压力时，在相对压力的作用下HPV关闭。

2）引气压力调节活门PRV

PRV压力调节原理与HPV基本相同，同样通过伺服压力和内部弹簧作用控制碟形活门的开度，将出口引气压力调节至44±4psi。由SL3控制活门关闭（通过TLT释放SL3的伺服气压来实现），并且SL1通过PRV与SL3内部相连，则PRV关闭时促使HPV随动关闭。

3）控制电磁阀TLT

来自引气管理计算机（BMC）的电信号控制TLT内部电磁阀的开关，当电磁阀通电时，放气活门打开释放SL3的伺服气压，从而间接控制PRV的开关，如图3所示。

通过TLT内部隔膜作用，对比PRV上下游压力，当上游压力小于下游时，弹簧压缩放气，则活门打开释放SL3的伺服气压，确保PRV关闭，避免反流。

4）引气压力传感器PR、HPV/低压级出口压力传感器PT

PR感应PRV最终出口压力供下游飞机引气用户使用。PT感应HPV或低压级引气出口压力。BMC通过监控PR、PT压力参数变化和HPV、PRV的位置信息，通过逻辑判断引气故障。

3 排故优化分析

3.1 TSM排故原则

针对A320ceo的引气故障，不同故障模式下TSM可提供不同的排故方案，但总的原则都是对受影响的部件进行逐项测试隔离，所有故障模式的测试包括：

1）根据AMM36-11-00-720-008，对SL1管路注入额定气压，通过气压下降率判断管路渗漏；

2）根据AMM 36-11-51-720-001，通过HPV测试口注入额定气压，测试HPV的最小打开压力；

3）根据AMM 36-11-00-720-007，分别对SL2和SL3管路注入额定气压，通过气压下降率判断管路渗漏；

4）根据AMM 36-11-52-720-001，通过PRV测试口注入额定气压，测试PRV最小打开压力；

5）根据AMM 36-11-55-000/400-001，通过更换部件进行隔离来判断TLT故障。

通过长期实际排故验证TSM程序，综合分析发现以下问题：

1）相同的故障模式在不同的阶段发生时，根据TSM程序需要对不同阶段下涉及的不同部件进行逐项测试，测试耗时较长，无法准确快速定位故障源，因此无法提高排故效率；

2）信号管的渗漏测试和活门的功能测试相对单一，非系统化，程序较为复杂。过度拆装管路接头进行测试容易造成螺纹损伤（针对此类损伤空客专门发布了BLEED SENSE LINES-MAINTENANCE RECOMMENDATIONS进行说明，但实际无有效改进措施）；

3）由于排故测试程序實施困难，维修人员为了提高排故效率，往往会忽略这些测试而直接根据经验更换引气部件。但盲目更换部件可能会降低排故准确性、触发重复性故障，同时增加维修成本。

3.2排故优化

以最常见的故障ENG BLEED ABNORM PR为例，该故障模式在不同飞行阶段的触发可能涉及的故障部件包括HPV、PRV、TLT、SL1、SL2、SL3，如果根据手册逐个进行测试将耗费大量的人力物力，根据部件控制和测试原理进行分析可将这些测试整合优化为系统化的测试。

1）整体性测试HPV、TLT的功能和SL1、SL3的渗漏

根据HPV、PRV、TLT的内部控制原理及SL1与SL3经PRV内部连通的特性，执行HPV功能测试时可间接完成TLT的功能测试和SL1、SL3的渗漏测试。

依据AMM 36-11-51-720-001（HPV功能测试）要求的工具设备进行连接（经验证专用工具可由氮气瓶、气压表及适配接头工具替代），该测试的优点在于仅需拆装HPV的测试口，如图4所示。参考AMM 36-11-51-720-001测试步骤，缓慢加压至29psi并保持，观察HPV打开时的压力（HPV最小打开压力为8psi），通常情况下测试结果明显大于该压力则说明活门性能衰退或信号管渗漏。

当引气电门保持在ON位时，根据TLT原理其内部放气活门应在关闭位，则可通过渗漏测试液检查SL1和SL3内伺服气压的渗漏情况。根据经验，渗漏多出现在管接头、焊接处、软管金属保护罩（软管内部容易破损，外部金属网包裹不易发现），如图 5所示。再通过渗漏液检查TLT外部的压力释放小孔的渗漏情况，循环打开/关闭引气电门，判断TLT是否故障以及HPV是否正常开关。

2）测试SL2渗漏

针对SL2的渗漏测试可依据AMM 36-11-00-720-007中的子任务36-11-00-720-056-A执行，确保压力下降率满足手册要求，同时建议采用渗漏测试液检查软管/管接头区域，可快速判断渗漏位置。

根据原理分析，SL2的渗漏通常会导致TLT上游伺服压力小于下游，触发TLT错误的防反流作用，导致PRV非指令性关闭。这种现象通常会导致引气压力波动，如图 6所示。

3）通过参数判断PRV故障

随着现代飞行数据监控技术的发展，飞机各系统的QAR参数基本都能进行远程监控。监控引气系统中PT、PR参数变化和活门的位置可以反映系统整体性能。PR参数作为PRV的出口压力，正常条件下控制在44±4psi之间，若PRV内部机械结构调节失效，引气压力会有一定误差。因此，在以上其他引气部件测试都正常的情况下，通过对比PT和PR的参数变化即可判断PRV的压力调节功能是否有问题，无需再进行额外的功能测试。

通过以上排故测试程序的优化，相比于TSM程序可减少百分之五十以上的工序，大幅度缩短排故时间及避免误拆换的现象，提高排故效率和准确性，为航空公司的运行提供有效的保障。