CFM56-7B發(fā)動(dòng)機(jī)防冰系統(tǒng)淺析

屈橋QU Qiao

（國航工程技術(shù)分公司重慶維修基地，重慶401120）

0 引言

發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)冰是飛機(jī)防冰系統(tǒng)的重要組成部分，同時(shí)該系統(tǒng)也是故障多發(fā)系統(tǒng)，正確認(rèn)識(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)冰對(duì)飛行的危害，防止發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)冰，及時(shí)排除防冰系統(tǒng)故障，以確保飛機(jī)的安全運(yùn)行，是各航空公司共同關(guān)注的問題。

1 發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)冰形成的原因及危害

發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)冰多發(fā)生在混合云中，因?yàn)樵谶@些云層中存在溫度低于0度但仍未凍結(jié)的液態(tài)水-過冷水滴。過冷水滴是不穩(wěn)定的，當(dāng)其受到發(fā)動(dòng)機(jī)前緣的撞擊擾動(dòng)時(shí)便會(huì)迅速凍結(jié)從而形成冰。發(fā)動(dòng)機(jī)容易結(jié)冰的部件主要有：發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道前緣及內(nèi)壁、發(fā)動(dòng)機(jī)整流罩、整流錐等。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生結(jié)冰時(shí)，它不僅直接導(dǎo)致進(jìn)氣道氣動(dòng)外型的破壞，降低發(fā)動(dòng)機(jī)推力，增大飛行負(fù)載，還可能會(huì)造成壓氣機(jī)的機(jī)械損傷，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致整臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的破壞，直接引發(fā)飛行事故。因此，為了保證飛行安全，發(fā)動(dòng)機(jī)防冰十分重要。

2 發(fā)動(dòng)機(jī)防冰系統(tǒng)

2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)防冰系統(tǒng)的工作原理

波音737NG（CFM56-7B）飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)采用熱空氣加溫進(jìn)行防冰。其工作原理如圖1所示。

圖1 發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道防冰系統(tǒng)示意圖

當(dāng)系統(tǒng)工作時(shí)，進(jìn)氣道防冰活門打開，從發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)傳來的熱空氣沿著防冰管路，經(jīng)防冰活門流入進(jìn)氣道前緣整流罩的空腔內(nèi)，對(duì)進(jìn)氣道進(jìn)行加溫。然后經(jīng)進(jìn)氣道前緣底部的排氣活門排出機(jī)外。整個(gè)過程中，進(jìn)氣道防冰壓力電門對(duì)防冰活門下游的熱空氣壓力進(jìn)行監(jiān)控，并視情況做出響應(yīng)以提醒駕駛艙內(nèi)人員采取合理的處置措施。

2.2 防冰系統(tǒng)部件簡介

2.2.1 進(jìn)氣道防冰活門 進(jìn)氣道防冰活門用于控制進(jìn)入進(jìn)氣道的熱空氣流量，限制下游管道壓力不高于50psi，活門為電控氣動(dòng)的蝶形活門，并且在本體上有機(jī)械式的活門位置指示。其工作原理如圖2所示。

圖2 進(jìn)氣道防冰活門工作原理

當(dāng)系統(tǒng)不工作時(shí)，活門由彈簧加載在關(guān)閉位；當(dāng)電磁閥通電后，上游管道的壓力進(jìn)入活門內(nèi)部調(diào)節(jié)器，經(jīng)調(diào)節(jié)后的壓力進(jìn)入作動(dòng)器上部腔室，克服彈簧阻力從而使活門打開，并對(duì)下游管道壓力進(jìn)行限制。同時(shí)，當(dāng)活門處于打開（或關(guān)閉）狀態(tài)時(shí)，會(huì)接通相應(yīng)的打開（或關(guān)閉）位置電門用以向駕駛艙反饋活門的位置狀態(tài)。

2.2.2 進(jìn)氣道防冰壓力電門 壓力電門用于監(jiān)控防冰活門下游管路的氣體壓力。當(dāng)下游出現(xiàn)超壓（＞65psi）后，壓力電門會(huì)接通駕駛艙內(nèi)P5-11面板上琥珀色的COWL ANTI-ICE故障指示燈。

2.2.3 駕駛艙內(nèi)部件 ①發(fā)動(dòng)機(jī)防冰（ENG ANTIICE）接通電門，用以控制發(fā)動(dòng)機(jī)防冰系統(tǒng)控制電路的通斷，位于防冰控制面板P5-11上。②進(jìn)氣道防冰活門打開（COWL VALVE OPEN）位置指示燈，用以向駕駛艙人員提供防冰活門的位置指示，位于防冰控制面板P5-11上，包括以下三種狀態(tài)：1）熄滅—電門處于OFF位，且活門處于關(guān)閉位；2）暗亮—電門處于ON位，且活門處于打開位；3）明亮—電門位置與活門位置不一致，或活門處于轉(zhuǎn)換過程中。③壓力指示（TAI），顯示于中央上DU，包括以下兩種狀態(tài)：1）綠色—電門處于ON位，且活門處于打開位；2）琥珀色—電門位置與活門位置不一致信息超過8秒鐘。

2.3 發(fā)動(dòng)機(jī)防冰系統(tǒng)常見故障分析及航線處置方法

2.3.1 琥珀色的COWL ANTI-ICE故障指示燈亮 主要發(fā)生在發(fā)動(dòng)機(jī)大功率工作時(shí)，且機(jī)組經(jīng)常反映在收油門后故障消失。該故障多為防冰活門故障所致，對(duì)此，可以對(duì)壓力電門S806以及系統(tǒng)線路進(jìn)行量線檢查，通過排除法加以判斷。該故障廣泛反映于世界機(jī)隊(duì)，經(jīng)查閱波音737NG-FTD-30-01005 和 737NG-FTD-30-06001，Honeywell生產(chǎn)的件號(hào)為3215618-2/-3的防冰活門，在發(fā)動(dòng)機(jī)高引氣壓力不穩(wěn)定氣動(dòng)力作用下，活門內(nèi)部基準(zhǔn)壓力調(diào)節(jié)器和軸承等在3000-4000飛行小時(shí)后會(huì)出現(xiàn)過度磨損，從而導(dǎo)致活門調(diào)壓失效。為此，波音公司先后發(fā)布了SL-737-30-017和SL-737-30-019-A，建議航空公司對(duì)防冰活門進(jìn)行送修改進(jìn)升級(jí)為3215618-4/-5，同時(shí)，波音在維護(hù)手冊(cè)AMM 30-21-11/701中提供了對(duì)最新構(gòu)型防冰活門3215618-5進(jìn)行在位清潔的維護(hù)程序，以提高活門的可靠性。

2.3.2 琥珀色TAI指示 該故障常伴隨著COWL VALVE OPEN燈明亮狀態(tài)。經(jīng)咨詢部件修理廠家，活門內(nèi)部污染和軸承銹蝕是造成故障的常見原因之一。防冰活門在氣路較臟及高溫環(huán)境等惡劣條件下長期工作，便會(huì)引起內(nèi)部軸承轉(zhuǎn)動(dòng)干澀、蝶型葉片卡阻等，進(jìn)而導(dǎo)致活門無法打開到工作位置或者完全無法打開。

2.3.3 故障處置 經(jīng)查閱，機(jī)組飛行操作手冊(cè)中規(guī)定，當(dāng)出現(xiàn)“COWL ANTI-ICE”燈亮?xí)r，要求機(jī)組先收油門檢查燈是否熄滅，如果熄滅可以繼續(xù)正常飛行；如果燈仍然點(diǎn)亮，則需按照MEL對(duì)故障進(jìn)行保留放行，并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)對(duì)活門進(jìn)行更換以徹底排除故障。

3 總結(jié)

據(jù)國航工程技術(shù)分公司故障信息網(wǎng)統(tǒng)計(jì)，僅2013年整個(gè)737NG機(jī)隊(duì)反映發(fā)動(dòng)機(jī)防冰系統(tǒng)故障62起，其中因防冰活門故障所致49起，約占總量的79%。因此，除了在航線運(yùn)行過程中快速地判斷、處理此類故障，如何通過大量有效的可靠性數(shù)據(jù)分析，尋求經(jīng)濟(jì)效益與成本控制的平衡點(diǎn)，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)對(duì)防冰活門進(jìn)行定期送修更換以減少航線運(yùn)行的壓力，以及對(duì)防冰活門進(jìn)行進(jìn)一步的性能改進(jìn)，是未來需要航空公司和制造廠家進(jìn)一步思考的問題。

[1]Boeing 737-600/700/800/900 AMM,Part I,SDS D633A101-BEJ FEB 15/2014.

[2]Boeing Fleet Team Digest 737NG-FTD-30-01005.

[3]Boeing Fleet Team Digest 737NG-FTD-30-06001.