MA600座艙空調(diào)系統(tǒng)的常見故障解析

摘 要：MA600飛機是我國自主研制的雙發(fā)渦槳支線客機，由于目前國內(nèi)只有民航飛行學院的兩架飛機在服役，相關的維修經(jīng)驗和交流學習渠道都比較欠缺，所以文章將該機型空調(diào)系統(tǒng)常見的故障及排故分析方法進行總結，為維修人員提供可靠的參考資料，對飛行安全和出機率都有著重大的意義。

關鍵詞：MA600；空調(diào)系統(tǒng)；排故分析

1 概述

MA600空調(diào)系統(tǒng)主要利用發(fā)動機的引氣完成座艙溫度調(diào)節(jié)和座艙壓力調(diào)節(jié)兩個功能。根據(jù)完成這兩種功能的需要可將MA600空調(diào)系統(tǒng)分為三個分系統(tǒng)：引氣系統(tǒng)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)和座艙增壓控制系統(tǒng)。引氣系統(tǒng)是用來將左、右發(fā)動機或者APU的引氣經(jīng)調(diào)壓后送往溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)再將引氣系統(tǒng)的供氣通過溫度調(diào)節(jié)組件的調(diào)整后送往座艙，以使座艙溫度保持在所設定的數(shù)值，座艙增壓控制系統(tǒng)通過自動或者手動兩種方式控制排氣活門的排氣量，從而調(diào)節(jié)座艙的壓力。MA600空調(diào)系統(tǒng)的故障率在各系統(tǒng)的故障統(tǒng)計中并不算高，但排故過程大都比較耗費時間，很容易造成停場。在日常運行中經(jīng)常出現(xiàn)的故障按系統(tǒng)功能可以歸納為引氣系統(tǒng)故障、溫度調(diào)節(jié)故障和座艙增壓控制故障，其中溫度調(diào)節(jié)故障特別是制冷效果不好占比最大。

2 MA600空調(diào)系統(tǒng)常見故障及排故分析

2.1 引氣系統(tǒng)故障分析

由于引氣系統(tǒng)的功能和結構簡單，所以故障的類型比較單一，主要是高壓引氣活門、壓力調(diào)節(jié)及關斷活門、引氣關斷活門相應功能的失效。這三個活門在駕駛艙頂部環(huán)控面板上都有相應的控制開關按鈕，開關上有“OFF”和“CLOSE”字符燈，“OFF”字符燈用來顯示按鈕是否按下，而活門的工作狀態(tài)可以從“CLOSED”字符燈看出，當活門處于關閉時相應按鈕開關上的“CLOSED”字符燈亮起，處于打開位置時字符燈熄滅。

當字符燈的顯示與活門應有的工作狀態(tài)不符時或者活門無法正常開啟、關閉時可以從以下幾個方面進行排故：

（1）線路問題。檢查活門電源插頭上的活門位置信號插針是否有28VDC電壓，檢查活門控制開關按鈕是否正常。如果當開關按鈕按下，座艙出風口也有氣流正常流出時，很可能就是相應活門的位置信號反饋線束有問題。

（2）活門本體故障?；铋T卡阻或者內(nèi)部結構故障造成活門無法正常開啟、關閉。

（3）關聯(lián)探測開關故障。引氣系統(tǒng)的一些探測開關會控制活門的狀態(tài)，比如高壓溫度開關和引氣超溫開關會分別在引氣溫度高于274℃±2℃和高于288℃±5℃時關閉高壓引氣活門；高壓引氣壓力開關在壓力調(diào)節(jié)及關斷活門出口壓力高于369 kPa±24 kPa時使壓力調(diào)節(jié)及關斷活門自動關閉；壓氣機出口超溫開關在空氣循環(huán)機的壓氣機出口空氣溫度超過227℃±2.7℃時使壓力調(diào)節(jié)及關斷活門自動關閉。所以這些關聯(lián)探測開關故障時會向活門提供錯誤的控制信號導致活門工作異常。

（4）導管破損或漏氣。當壓力調(diào)節(jié)及關斷活門的字符燈出現(xiàn)異常時也需要考慮導管破損或漏氣的因素，因為壓力調(diào)節(jié)及關斷活門工作時需要活門出口氣源作為判定壓力，當導管出現(xiàn)破損或者漏氣時會使壓力失準，從而影響活門的開度。

同時因為高壓引氣活門負責引氣高壓級與低壓級的轉換，當發(fā)動機在高功率運轉時，高壓引氣活門會自動關閉，從而使引氣系統(tǒng)從發(fā)動機低壓級引氣，此時按鈕開關上的“CLOSED”字符燈熄滅是正常現(xiàn)象。如果此時字符燈仍然亮起，則很可能是高壓引氣活門出現(xiàn)故障。

2.2 溫度調(diào)節(jié)故障分析

溫度調(diào)節(jié)故障的直觀體現(xiàn)主要是無法將座艙溫度調(diào)節(jié)到設定值，即制冷或者制熱調(diào)節(jié)功能失效。故障原因可能是制冷組件工作效果不好和溫度控制系統(tǒng)故障。

制冷組件效果不好的原因主要有：

（1）沖壓空氣進氣口堵塞。這個可以通過目視檢查的方法來確定。

（2）空氣循環(huán)機故障。空氣循環(huán)機最常見的故障就是壓氣機與渦輪間的轉軸斷裂，可以通過用手旋轉壓氣機風扇葉片檢查旋轉是否順暢和測量出口管路溫度是否過高來判斷。

（3）熱交換器太臟。熱交換器太臟會影響一二級散熱效果，從而降低循環(huán)機的制冷效果。

溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)故障分為自動控制模式故障和人工控制模式故障。

自動調(diào)節(jié)模式故障：自動調(diào)節(jié)是通過駕駛艙溫度控制盒來完成，溫度控制盒把來自座艙溫度傳感器、座艙溫度選擇器和管路溫度傳感器的信號進行比較，產(chǎn)生一個誤差信號，并將其通過適當?shù)目刂齐娐泛退欧?qū)動電路處理后轉變?yōu)榭刂菩盘柸フ{(diào)節(jié)溫度控制活門的位置，從而自動控制座艙的溫度。所以當自動控制模式下無法正常調(diào)節(jié)座艙溫度工作時，可以從溫度控制活門、溫度控制盒、座艙溫度傳感器、管道溫度傳感器、以及系統(tǒng)的線路這幾個關鍵控制部件進行排故分析。溫度控制活門常常會發(fā)生活門卡阻的現(xiàn)象，因為它是自動模式和人工模式的共用控制組件，所以排故時可以首先轉為人工模式，在冷極限和熱極限位之間調(diào)節(jié)，觀察溫度變化和活門的作動情況，由此來初步判斷是否為溫度控制活門的故障。如果溫度控制活門工作正常，可以依次更換溫度控制盒、座艙溫度傳感器和管道溫度傳感器，以及檢查電子線路來逐步對故障進行隔離排除。因為駕駛艙溫度是由左側空調(diào)系統(tǒng)控制，客艙溫度主要由右側空調(diào)系統(tǒng)控制，所以當駕駛艙溫度控制失效時需要排查左側空調(diào)系統(tǒng)，客艙溫度控制失效時需要排查右側空調(diào)系統(tǒng)。

人工調(diào)節(jié)模式故障：人工調(diào)節(jié)是通過人工操作溫度調(diào)節(jié)開關直接改變溫度控制活門的開度來調(diào)節(jié)進入制冷組件的空氣量來控制座艙的溫度，所以排故程序比較簡單，通過隔離法檢查溫度控制活門、溫度調(diào)節(jié)開關、人工/自動轉換開關以及溫度控制線路就可以了。

在排除溫度控制系統(tǒng)的故障時，應該首先檢查制冷組件是否正常工作，因為制冷組件的工作狀態(tài)會直接影響座艙溫度的調(diào)節(jié)效果，特別是天氣炎熱需要調(diào)低座艙溫度時，常常會造成控制系統(tǒng)故障的假象。

2.3 座艙增壓控制故障分析

MA600座艙增壓控制系統(tǒng)常見的故障主要有：自動或人工模式控制座艙壓力功能失效、座艙壓差超高、座艙高度超高。因為座艙壓力的大小是由空調(diào)供氣和增壓控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)放氣共同決定的，所以在排故時也要考慮空調(diào)供氣是否正常，同時機身增壓區(qū)域的氣密性也是一個需要注意的方面。

2.3.1 自動或人工模式控制座艙壓力功能失效

正常情況下座艙壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)設置在自動工作模式，由控制器根據(jù)大氣數(shù)據(jù)計算機提供的飛行高度信號或者人工輸入的飛行高度或座艙高度數(shù)據(jù)自動控制放氣活門的開度來控制座艙壓力。自動模式故障最常見的現(xiàn)象就是座艙壓力波動或者出現(xiàn)“壓耳朵”的情況。導致自動模式下無法正?？刂谱搲毫Φ脑蚩赡苁亲摳叨瓤刂破鞴收?、放氣活門組件故障、真空和壓力管路堵塞或漏氣、真空泵故障、控制線路故障。

排故時可以先通電檢查高度控制器左上角的綠色指示燈是否亮起，顯示窗口顯示是否正常，以及進入高度控制器的維護模式將座艙高度分別設置為低于、等于、高于場高時信號指示是否正常，來對高度控制器的狀態(tài)做初步判定。如果不正?？梢酝ㄟ^更換控制器和檢查控制線路（特別是控制器的外接線路、排氣活門電氣線路、自動/人工選擇開關、正常/釋壓開關、起落架空地開關以及相應的線）否正常，如果不正常就更換相應的主排氣活門和檢查相關線路。如果正?？梢詸z查主/副排氣活門能不能正常開閉、空氣泵的工作情況以及真空管路和壓力管路是否正常。

人工模式一般作為自動模式故障時的備用調(diào)壓方式，工作時按壓控制開關就能直接控制放氣活門的開度，所以人工模式的排故方法比較簡單，通過排查手動控制開關、放氣活門和人工調(diào)節(jié)管路的氣密性即可確定故障。

2.3.2 座艙壓差超高

正常情況下系統(tǒng)會把座艙壓差控制在0psi到4.6psi之間，此時EICAS上的座艙壓差數(shù)值顯示為綠色。而當控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，壓差超過5.0psi時， EICAS警告區(qū)會顯示“CABIN DELTA P OVERTOP”警告信息，壓差數(shù)值也變?yōu)榧t色，同時主警告燈閃爍。造成座艙壓差超高的原因可能是：

（1）座艙壓力控制器故障。

（2）排氣活門故障。特別是排氣活門的上升電磁活門或者最大壓差限制活門故障。最大壓差限制活門可以在座艙壓差超過4.71psi時會自動控制排氣活門開啟放氣以降低座艙壓力。所以出現(xiàn)壓差超高警告時，最大壓差限制活門肯定處于失效狀態(tài)。

（3）系統(tǒng)線路故障。

2.3.3 座艙高度超高

MA600座艙高度的正常范圍是-1500ft到8000ft，如果控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，座艙高度超過11500ft±100ft時，EICAS警告區(qū)會出現(xiàn)“CABIN ALT OVERTOP”警告信息及“OXYGEN SUPPLY”提示信息，同時主警告燈閃爍并發(fā)出聲響警告信號。導致座艙高度超高的原因和座艙壓差超高類似都是座艙壓力控制器故障、排氣活門故障或者系統(tǒng)線路故障。只是此時不再是最大壓差限制活門故障，而是排氣活門的最大高度控制活門出現(xiàn)問題。因為最大高度控制活門會在座艙高度大于12467ft時自動控制放氣活門關小以降低座艙高度，所以當座艙高度超高表明最大高度控制活門已無法正常工作。

3 結束語

因為MA600飛機空調(diào)系統(tǒng)的構件種類和數(shù)量繁多，有些部件安裝位置很難接近，所以要求維修人員在排故時根據(jù)故障現(xiàn)象做到分析精準，從易而難、由簡至繁，盡量減少不必要的拆裝工作，提高排故效率。在日常維護中要嚴格按照工作單的要求認真完成各項工作，提高對空氣循環(huán)機、散熱器、排氣活門等關鍵部件的檢查頻率，同時還要注意觀察艙門等密封部件的狀況，防微杜漸，提前消除故障隱患。

參考文獻

[1]任仁良，張鐵純.渦輪發(fā)動機飛機結構與系統(tǒng)[M].兵器工業(yè)出版社，2006.

[2]MA600飛機維護手冊[M].中航工業(yè)西安飛機工業(yè)有限責任公司，2014.

[3]MA600飛機排故手冊[M].中航工業(yè)西安飛機工業(yè)有限責任公司，2013.