A320系列飛機襟縫翼翼尖剎車故障分析

陳遼

摘 要：以A320系列飛機襟縫翼翼尖剎車為研究對象。分析襟縫翼系統(tǒng)的控制原理及故障模式下的工作情況，并依此提供了排故的方法。通過兩起典型故障的排除，梳理了翼尖剎車故障原因的可能性，并就其中極為復雜的線路故障，提供了借鑒及可行的排故建議。在保證飛行安全、航班正點和提高維修效率、降低維修成本等方面具有重要意義。

關(guān)鍵詞：襟縫翼；翼尖；剎車；線路故障

中圖分類號：TB

文獻標識碼：A

doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2016.23.117

1 背景介紹

案例一：

2013年9月28日，A321某飛機航前ECAM出現(xiàn)F/CTL SLAT TIP BRK FAULT警告，測試有SLT RH WTB BLU SOLENOID 36CV OR WIRING TO SLT 1故障信息。

處理措施：經(jīng)過量線后發(fā)現(xiàn)右側(cè)機翼后部，3#擾流板下方一根線路出現(xiàn)斷絲，接觸不良，修復導線后正常。

案例二：

2014年6月28日，A319某飛機航前出現(xiàn)：F/CTL SLAT TIP BRK FAULT警告及SLT RH WTB BLU SOLENOID 36 CV OR WIRING TO SLT 1故障信息。

處理措施：測量36CVA/A插釘線路有時對地絕緣值只有300千歐，小于標準100兆歐，檢查發(fā)現(xiàn)3#撓流板下方2781-4510導線及其它2根導線與導管相磨表皮破損并相互串線，修復導線后，故障徹底排除。

2 襟縫翼系統(tǒng)工作原理

2.1 部件介紹

2.1.1 縫翼襟翼控制計算機（SFCC）

襟縫翼系統(tǒng)由兩部SFCC控制和監(jiān)控，每部SFCC包含一個襟翼通道和一個縫翼通道，每個通道包含兩個信道和一個輸出模塊。信道進行數(shù)據(jù)的處理；輸出模塊收集和分析從兩個通道來的數(shù)據(jù)，輸出數(shù)據(jù)到相應的活門塊。

2.1.2 襟縫翼手柄

移動襟縫翼手柄會旋轉(zhuǎn)其下方的指令感應組件（CSU）的輸入軸，CSU將此機械信號轉(zhuǎn)化為電信號發(fā)送至SFCC。

2.1.3 動力控制組件（PCU）

PCU為襟縫翼的作動部件，每個PCU有2個獨立的液壓馬達、2個活門塊、2個壓力關(guān)斷剎車。2個液壓馬達由不同液壓系統(tǒng)驅(qū)動，每個液壓馬達由獨立的活門塊接收SFCC的信號來進行控制工作。

PCU上的兩個液壓馬達的輸出軸通過差動齒輪箱連接在一起，通過傳輸軸驅(qū)動襟縫翼移動。

每個馬達配有一個壓力關(guān)斷剎車。以下情況壓力關(guān)斷剎車鎖定馬達輸出軸：

→當襟縫翼到達選擇位置時。

→當沒有移動指令時。

→液壓失效時。

當一個液壓馬達失效時，剩下的液壓馬達以半速輸出全力矩帶動襟縫翼移動。

2.1.4 位置傳感器

SFCC通過位置傳感器監(jiān)控襟縫翼位置。

IPPU（顯示位置傳感器）提供襟縫翼實際位置用以ECAM上的指示。

APPU（不對稱位置傳感器）提供襟縫翼的實際位置信號。

FPPU（反饋位置傳感器）提供PCU輸出位置的信號。

2.1.5 翼尖剎車（WTB）

WTB是電控液壓剎車，安裝在每側(cè)機翼的襟縫翼傳輸系統(tǒng)末端，當SFCC探測到諸如不對稱、滑動、超速等不正常工作時，WTB停止并且鎖住襟縫翼傳輸系統(tǒng)，進而鎖定襟縫翼。

每個WTB裝有2個電磁閥，每個電磁閥由一部SFCC控制，電磁閥斷電時，剎車松開。

液壓回路的分離，使得任何一個液壓系統(tǒng)有效都可以實施翼尖剎車。

若一部SFCC失效，另外一部仍然可以實施翼尖剎車。

襟翼系統(tǒng)鎖定不會影響到縫翼系統(tǒng)的工作，反之亦然。

WTB一旦作動，只能在地面通過中央故障顯示系統(tǒng)（CFDS）復位。

2.2 工作模式

2.2.1 正常操作

當移動襟縫翼控制手柄時，旋轉(zhuǎn)了CSU的輸入軸，CSU發(fā)出新的位置需求信號到每一部SFCC。這個信號在襟翼通道中信道1和信道2同時被處理。位置需求信號和從FPPU獲得的實際位置信號在襟翼通道內(nèi)進行對比。如果需求和實際不同，每個信道都產(chǎn)生指令信號發(fā)送至輸出模塊，輸出模塊進行比對，如果指令信號一致，輸出模塊產(chǎn)生驅(qū)動指令到PCU的活門塊進行作動。如果需要放出襟縫翼，則“放出”電磁閥通電，控制的活門滑塊從中立位向全“放出”位移動?；铋T滑塊的移動方向決定了馬達的轉(zhuǎn)動方向。活門滑塊移動的角度控制了馬達旋轉(zhuǎn)的速度?；铋T滑塊的位置由安裝在活門塊一端的LVDT進行監(jiān)控。

當“使能”電磁閥通電時，釋放了馬達輸出軸的壓力關(guān)斷剎車，輸出軸開始轉(zhuǎn)動，通過差動齒輪箱帶動力矩軸轉(zhuǎn)動，通過力矩軸和角齒輪箱將機械動力傳送至相應的襟縫翼舵面作動器，襟縫翼開始移動。當活門滑塊到全“放出”位時，最大的液壓流量流過馬達，馬達全速運轉(zhuǎn)帶動襟縫翼伸出。

當襟縫翼（由FPPU探測）接近需求位置時，SFCC接通“收回”電磁閥。這就使得活門滑塊慢慢向中立位移動。活門滑塊的移動減少了液壓流量，從而降低了馬達的轉(zhuǎn)速。

當襟縫翼到達需求位置時，所有電磁閥斷電，則壓力關(guān)斷剎車作動。馬達停止運轉(zhuǎn)，壓力關(guān)斷剎車鎖定襟縫翼，直到有新的位置需求。（如圖1，以襟翼操作為例）。

2.2.2 半速操作

當探測到半速時，一級警戒觸發(fā)，故障信息顯示在EWD。

狀態(tài)頁面出現(xiàn)當機組確認故障并按壓CLR后，或者機組按壓STS后。綠色信息SLAT/FLAP SLOW信息顯示在SD上。

注：狀態(tài)頁的SLAT/FLAP SLOW只在雙發(fā)運轉(zhuǎn)時出現(xiàn)。在地面，雙發(fā)關(guān)車，此信息不會出現(xiàn)。

（1）SFCC故障（以襟翼為例）。

假設SFCC2襟翼通道不可用，SFCC1工作正常。則SFCC1每個襟翼通道的信道產(chǎn)生指令信號，驅(qū)動指令由SFCC1輸出模塊產(chǎn)生，控制襟翼PCU上的對應的電磁閥。襟翼SFCC1對應為綠系統(tǒng)，因此只有綠系統(tǒng)液壓馬達工作，黃系統(tǒng)活門塊斷電，壓力關(guān)斷剎車將黃系統(tǒng)液壓馬達輸出軸鎖定。由于有差動齒輪箱，系統(tǒng)仍可轉(zhuǎn)動，以全力矩半速移動。

（2）液壓故障（以襟翼為例）。

每部SFCC通道監(jiān)控與它對應的PCU馬達的液壓壓力。來自LVDT的信號用來表示控制活門的位置與驅(qū)動指令進行對比。假設，綠系統(tǒng)低壓被SFCC1探測到。一旦液壓失效被探測到，PCU對應的活門塊電磁閥斷電。壓力關(guān)斷剎車將綠系統(tǒng)液壓馬達輸出軸鎖定。只有黃系統(tǒng)活門塊通電，所有只有黃液壓馬達工作。由于有差動齒輪箱，系統(tǒng)以全力矩半速運動。由于綠系統(tǒng)也向縫翼PCU供壓，因此縫翼系統(tǒng)也受影響。

2.2.3 不正常操作

不對稱、滑動、超速、非指令運動由SFCC利用APPU和FPPU數(shù)據(jù)的交叉對比來探測。若任何一種情況被一部SFCC探測到，被另一部SFCC確認，則WTB作動。

注：如果一部SFCC失效，另外一部SFCC自動獲得WTB“預位”信號。因此，若第二部SFCC后面探測到以上任何一種情況，則每一個WTB上的一個電磁閥通電，WTB作動。

（1）不對稱。

不對稱即左右APPU位置不同，通常是由于兩個APPU間的轉(zhuǎn)動軸斷。

通過對比兩個APPU間數(shù)據(jù)的不一致來探測。當兩個APPU間的同步位置差異大于5.2度時，SFCC即認為襟縫翼不對稱。

（2）滑動（失控）。

SFCC識別滑動通過對比左右APPU位置和FPPU的位置的不一致?；瑒釉诳p翼傳輸上的原因可能為縫翼PCU和T型齒輪箱間的轉(zhuǎn)動軸斷。

由于襟翼傳輸直接連接到襟翼PCU，只有齒輪箱失效可能引起滑動。

（3）超速。

超速探測為當任何一個位置傳感器探測到傳輸軸的轉(zhuǎn)速過高?？赡苡捎谂c襟縫翼系統(tǒng)運動同方向的過高的氣動載荷導致。

（4）非指令移動。

非指令移動為與選定位置的偏離超出極限。

不正常操作判定（如圖2，以襟翼為例）：

如果一部SFCC探測到不對稱，它對應的活門塊斷電。一個“WTB-預位”信號發(fā)送至另一部SFCC的襟翼通道，用以確認不對稱故障是否為真。

如果另一部SFCC確認不對稱，則襟翼WTB作動，襟翼PCU斷電，驅(qū)動系統(tǒng)停止。

如果另一部SFCC未探測到不對稱，對應的襟翼驅(qū)動系統(tǒng)被認為故障。

3 案例分析

前述的兩個案例中，故障隔離分析未發(fā)現(xiàn)真正的襟縫翼不正常作動，通過隔離均為線路故障導致翼尖剎車作動器得到錯誤的作動信號，導致翼尖剎車作動。

兩個案例，根據(jù)故障信息，查閱排故手冊TSM得知，為SFCC1探測到右大翼縫翼WTB藍系統(tǒng)電磁閥36CV為短路或開路。

針對此故障，可首先完成SFCC1的BITE測試：

若測試結(jié)果顯示RH WTB SOLENIOD O/C，指示為開路。

若測試結(jié)果顯示RH WTB SOLENIOD S/C，指示為短路。

可能的故障部件為：SFCC1、右側(cè)WTB藍電磁閥、右側(cè)WTB、線路故障。

注：若為電磁閥短路現(xiàn)象或量線發(fā)現(xiàn)短路，則不可更換或?qū)Υ嬎銠C，否則會燒壞計算機。

依據(jù)手冊，通過逐一排查，分段隔離，兩次故障均為線路故障，且斷絲及磨損點均為同一個區(qū)域。如圖3所示。

參考文獻

[1]A318/A319/A320/A321 AIRCRAFT MAINTENANCE MANUAL （R49）[Z].