謝怡仁
(東方航空技術(shù)有限公司虹橋維修基地,上海 200335)
淺析B737NG發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)健康檢
謝怡仁
(東方航空技術(shù)有限公司虹橋維修基地,上海 200335)
摘要:本文以一個(gè)737NG的引氣系統(tǒng)故障為起源,結(jié)合《發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)健康檢》工作內(nèi)容,分析其中不足,并探討了相應(yīng)解決方法。
737NG;引氣;健康檢;壓力高
波音(Boeing)737NG系列飛機(jī)已是現(xiàn)今全球最暢銷(xiāo)的客機(jī)之一,但其發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)因設(shè)計(jì)問(wèn)題,自投入運(yùn)行以來(lái),導(dǎo)致的不正常航班千次率一直居世界機(jī)隊(duì)TOP 10的前列,雖然部件制造商霍尼韋爾(Honeywell)在持續(xù)改進(jìn)中,但部件可靠性尚無(wú)顯著改善。因此提前發(fā)現(xiàn)故障部件,減少對(duì)航班正常率的影響變得至關(guān)重要。許多公司都引入了AHM系統(tǒng)(飛機(jī)健康管理系統(tǒng)),用于提前發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)故障,然而說(shuō)到如何具體判斷某一部件故障,還需要使用波音公司發(fā)布的《發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)健康檢》來(lái)完成。其內(nèi)容一線(xiàn)機(jī)務(wù)已能熟練使用。然而近期在應(yīng)用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)原本被認(rèn)為是“全能”的健康檢出現(xiàn)了盲點(diǎn)——有未能檢測(cè)的領(lǐng)域。接下來(lái)讓我們根據(jù)AMM 36-11-00-700-801《Engine Bleed Air System Health Check》(R60) 并結(jié)合相關(guān)原理進(jìn)行分析。
某737NG執(zhí)行發(fā)動(dòng)機(jī)引氣健康檢,雙發(fā)各項(xiàng)檢測(cè)均全部通過(guò),在隨后的發(fā)動(dòng)機(jī)試車(chē)過(guò)程中發(fā)現(xiàn):至N1約45%時(shí),右發(fā)動(dòng)機(jī)引氣壓力恒定在33psi(正常值:26~38 psi),但隨著推力的繼續(xù)上升(N1約50%~60%),誘發(fā)引氣壓力未出現(xiàn)引氣轉(zhuǎn)換現(xiàn)象,引氣壓力直線(xiàn)上升,直至爆表(指示停在80psi),BLEED TRIP OFF燈未亮。由于未出現(xiàn)引氣轉(zhuǎn)換,于是試車(chē)人員未進(jìn)一步加大油門(mén),維持當(dāng)前推力觀察(N1約70%),約30秒后才回落,壓力輸出維持在48psi左右(正常值:34~50 psi)?;謴?fù)正常值后,繼續(xù)增加推力,壓力輸出始終維持在48psi左右,BLEED TRIP OFF未亮。對(duì)于此,維修人員十分困惑,懷疑是否健康檢未做到位,于是再次執(zhí)行健康檢,但仍全部通過(guò),再次試車(chē),故障依舊。測(cè)試全部通過(guò),引氣系統(tǒng)應(yīng)該沒(méi)有故障,為何會(huì)出現(xiàn)如此現(xiàn)象?
引氣轉(zhuǎn)換現(xiàn)象是一個(gè)瞬時(shí)現(xiàn)象,指:隨著推力的上升(N1約50%~60%),駕駛艙內(nèi)壓力指示先上升到60psi后驟降,之后隨推力逐步上升穩(wěn)定在42±8psi。是由于壓力傳感器安裝位置(位于PRSOV下游)以及PRSOV調(diào)壓延遲造成。發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后,先開(kāi)始使用壓氣機(jī)9級(jí)引氣,由高壓級(jí)活門(mén)(HSV)不斷調(diào)整開(kāi)度,維持最大32±6psi的輸出壓力,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速繼續(xù)增加,5級(jí)引氣口的壓力超過(guò)32±6psi后,使5級(jí)單向活門(mén)打開(kāi),開(kāi)始由5級(jí)引氣口供氣,并使HSV關(guān)閉。這時(shí)HSV停止輸出,因此其調(diào)壓角色中止,由壓力調(diào)節(jié)和關(guān)斷活門(mén)(PRSOV)接手。PRSOV的調(diào)壓設(shè)計(jì)是將進(jìn)口壓力降低到規(guī)定值,最大能將143至153psi的壓力調(diào)節(jié)成42±8psi,但當(dāng)上游壓力小于42psi時(shí),PRSOV會(huì)處于全開(kāi)位,讓氣流直接通過(guò)。在9級(jí)引氣供壓時(shí),HSV調(diào)定其輸出壓力為32±6psi,因此PRSOV處于全開(kāi)狀態(tài),此時(shí)壓力顯示值為HSV出口的壓力:32±6psi。在轉(zhuǎn)換為5級(jí)引氣供氣后,開(kāi)始時(shí),5級(jí)引氣壓力同樣不超過(guò)42psi,因此PRSOV繼續(xù)處于全開(kāi)狀態(tài),此時(shí)壓力顯示值為5級(jí)出口壓力。隨著推力的增加,引氣壓力會(huì)有一個(gè)上升的過(guò)程。 隨著5級(jí)引氣的壓力進(jìn)一步增加,超過(guò)42psi時(shí),PRSOV開(kāi)始調(diào)壓,PRSOV的調(diào)壓是依靠感壓管反饋下游壓力至其關(guān)閉腔,與彈簧配合共同對(duì)抗打開(kāi)腔的壓力(壓力來(lái)自引氣調(diào)節(jié)器(BAR)),使活門(mén)開(kāi)度變小。由于感壓管較細(xì)且傳輸距離較長(zhǎng),故需要一定的響應(yīng)延遲,此時(shí),壓力值繼續(xù)上升。約上升至60psi時(shí),PRSOV調(diào)壓機(jī)制發(fā)揮作用,PRSOV開(kāi)度變小,外加此時(shí)下游壓力已經(jīng)偏大,PRSOV關(guān)得比較猛,會(huì)出現(xiàn)一個(gè)驟降現(xiàn)象。最后隨著壓力的穩(wěn)步上升,PRSOV的開(kāi)度也慢慢調(diào)整,穩(wěn)定在42±8psi,壓力顯示值為42±8psi。
再讓我們看一下引氣健康檢涉及哪些測(cè)試? (以下工作步驟請(qǐng)參考AMM 36-11-00-700-801《Engine Bleed Air System Health Check》Rev 60)
G.的(1):測(cè)試了PRSOV是否卡阻。
G.的(5):測(cè)試了BAR對(duì)輸出壓力的控制能力;PRSOV打開(kāi)腔是否漏氣;450°F傳感器及打開(kāi)腔端感壓管是否有故障。
H的(1):測(cè)試了預(yù)冷器控制活門(mén)(PCCV)是否卡阻。
H的(3):測(cè)試了PCCV關(guān)閉的最小壓力值;測(cè)試PCCV和感壓管是否漏氣 。
H的(4):測(cè)試了PCCV內(nèi)部壓力控制機(jī)制。
H的(5):用放氣活門(mén)模擬390°傳感器放氣,檢查了PCCV的開(kāi)度變化。
I的(1):測(cè)試了HSV是否卡阻。
I的(4):測(cè)試了高壓級(jí)調(diào)節(jié)器(HSR)對(duì)輸出壓力的控制能力以及HSV打開(kāi)腔是否漏氣。
I的(5): 測(cè)試了HSR的反流隔膜是否良好。
從兩次健康檢測(cè)試全部通過(guò)可以得知:PRSOV和HSV無(wú)卡阻;BAR和HSR的輸出壓力都在正常范圍內(nèi), PRSOV和HSV的打開(kāi)腔沒(méi)有漏氣現(xiàn)象。
在排除顯示故障的情況下,能造成此次引氣壓力直線(xiàn)爆表,轉(zhuǎn)換延遲發(fā)生的主要原因是PRSOV調(diào)壓緩慢。如前所述,PRSOV的調(diào)壓是利用其打開(kāi)腔和關(guān)閉腔之間的相互對(duì)抗來(lái)不斷調(diào)整開(kāi)度,維持42±8psi的輸出壓力。在打開(kāi)腔輸入壓力、打開(kāi)腔體及活門(mén)機(jī)構(gòu)狀態(tài)都正常的情況下,調(diào)節(jié)的緩慢應(yīng)該是由關(guān)閉腔的壓力過(guò)小引起的。而對(duì)于關(guān)閉腔的檢查,《發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)健康檢》并未覆蓋。這便解釋了為何測(cè)試全部通過(guò)而故障依舊。事實(shí)也的確如此,當(dāng)日在更換PRSOV后,故障現(xiàn)象消失。
能引起PRSOV關(guān)閉腔壓力過(guò)小的原因有很多,例如關(guān)閉腔漏氣,感壓管接頭漏氣,感壓管堵塞等,如何讓此類(lèi)故障更容易被發(fā)現(xiàn)呢?筆者認(rèn)為,需在健康檢中增加試車(chē)檢查引氣轉(zhuǎn)換步驟和使用APU引氣反向供氣,檢查PRSOV和HSV下游感壓系統(tǒng)及管路是否有漏氣現(xiàn)象的工作程序。這樣就能將維修人員倚重的發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)健康檢變得更加完美,使故障在地面被發(fā)現(xiàn),讓飛行變得更安全。
[1]王彤,楊亮. B737NG發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)在翼健康測(cè)試儀的研制[A]. 第五屆全球華人航空科技研討會(huì)論文集[C].2011.
[2] Boeing Company.Engine Bleed Air System Health Check. Aircraft Maintenance Manual(Rev 60).
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