某型飞机座舱温度不调节故障分析

■ 卢秋怀 许弘博/大连长丰实业总公司

1 故障现象

某型飞机进行第一个架次试飞时，飞行员反映座舱温度低，且温度不能自动调节，转为人工手动调节后，座舱温度也无法提高。飞机着陆后进行地面试车，座舱温度仍无法通过自动和手动方式调高，故障现象与空中飞行时一致。

2 座舱温度控制系统工作原理

座舱环境控制系统将发动机压气机引出的增压空气引入座舱，并对座舱内的温度和压力进行调节（见图1），以保证在各种飞行状态和飞行条件下座舱内的空气参数适合飞行员的生理需要。

图1 座舱温度控制示意图

座舱温度控制系统由温度控制盒、管路温度传感器、座舱温度选择器、温度控制阀等组成。

座舱温度控制系统具有自动调节与手动调节座舱供气温度的功能。温度控制盒有“自动”和“人工”两种控制方式。管路温度传感器与温度控制盒和座舱温度选择器配套使用。

温度选择器给定温度可在4℃～80℃范围选择，当温度选择器给定某一温度时，由管路温度传感器感受通向飞机座舱的管路温度，经与给定值比较，其误差信号经控制通道处理后，向温度控制阀发出调节活门开度大小信号，使通向飞机座舱的管路温度控制在规定范围内。

1）座舱供气温度自动控制

将前舱右操纵台的功能选择器放在“自动”位置，温度选择器根据季节不同置于合适的位置，环控系统供气开关断开。发动机开车后，压气机产生的高温高压气体分两路，一路进入空气散热器组件、涡轮冷却器进行三级冷却；另一路经热路阀进入涡轮冷却器混合腔。混合后的空气在进入座舱前，温度传感器将温度信号传到温度控制盒。如果温度过高或过低，温度控制盒即向温度控制阀发出控制信号，使热路阀关小或开大，控制热空气进入涡轮冷却器混合腔的流量，从而达到供气温度自动控制的目的。

2）座舱供气温度手动控制

当座舱供气温度自动控制部分有故障或飞行员感受自动调节供气温度不适宜时，可将功能选择器放在“人工”位置，并调节温度选择器旋钮。左旋温度降低，右旋温度升高。

当左右旋转温度选择器时，温度选择器向温度控制盒发出信号，温度控制盒向温度控制阀发出信号，使温度控制阀关小或开大控制热路的流量，从而达到调节座舱供气温度的目的。

3 故障排除及温度控制阀检查

经分析，初步认为是控制热路的温度控制阀开度小，活门开度不能调大。更换温度控制阀后，地面试车检查，座舱温度调节恢复正常。

温度控制阀用于自动调节热空气流量以获得预定的混合空气温度。如图2所示，当座舱供气温度低于调定值时，座舱温度控制盒内的感温装置自动发出电信号，接通电路，电动机构使活门向“开”的方向逐渐打开。当活门板转至全开位置时，电动机构内的机械限位装置使活门板停在全开位置，摩擦离合器打滑，最后一级行星齿轮的导动器部件继续转动，使位于其缺口中的弹簧片部件上的摇臂被推动并绕小轴转动，弹簧片拨动被固定在开关板部件上的微动开关触头，使常闭触点断开，电动机断电停止工作，同时常开触点闭合。

图2 温度控制阀原理图

拆下温度控制阀检查，首先按照温度控制阀修理工艺进行性能试验，再进一步分解检查。

1）通电检查温度控制阀绝缘介电强度和活门转换电流及转换时间正常；

2）加压检查活门流体阻力试验正常；

3）高温试验、低温试验正常。

以上试验检查重复进行数百次，活门能正常打开或关闭，故障现象未复现。

考虑到实际工作时活门开度经常调节，且一般在非极限位置进行调节转换，因此在非极限位置对活门进行调节转换试验。当活门从全开位置向关闭方向转动某一角度后，转换电路，向活门打开方向转动，但活门不转动，此时再接通关闭电路，活门可向关闭方向继续转动；当活门关闭接近极限位置时，接通打开电路，活门可以打开。重复多次，现象一致，故障复现。

4 故障原因分析

分解温度控制阀发现，当活门在“中间”时，拨杆弹片不在两个限动微动开关“中间”，拨杆弹片偏向“活门打开”限动位置（图3中偏左位置），导致活门还没有到全开机械限动位置时电气限动的微动开关“活门打开”常闭触点断开，电动机断电，活门停止转动，活门没有完全打开。此时，即使活门向关闭方向转动一个小角度，也不能使微动开关“活门打开”常闭触点接通，因此活门无法向“活门打开”方向转动。

当座舱温度较低想提高温度时，需要增大热空气流量，但此时控制“活门打开”方向的电路无法接通，控制活门的开度无法加大，热空气不能满足流量需求，因此座舱温度不上升。

造成座舱温度低的原因是电动机构内拨杆弹片偏向“活门打开”限动位置，导致电气限动在机械限动前工作，活门没有完全打开，热空气流量不满足需求。

5建议

该故障具有一定的隐蔽性。因故障发生在试飞阶段，机务准备与维护阶段都未出现，前期排故时认为可能是温度控制阀活门卡在小开度位置，所以在温度控制阀返回试验检查时主要关注的是活门能否正常开关和有无卡滞，但正常试验检查结果均合格，温度控制阀在附件修理、装机地面通电检查以及地面试车检查等多道工序都未找到故障原因。实际上，当温度控制阀活门开度在某一位置时，因电气限动断开了活门打开的电路，会导致出现活门开度不能增大但可以关小的情况。

综上，建议在修理附件时增加活门在中间不同位置时的转换试验，类似于电动机构转换试验，还应在各个不同的位置进行检查，避免类似情况发生。