民機(jī)液壓系統(tǒng)防火切斷閥告警故障分析及排除

傅博

【摘 要】針對(duì)某型民機(jī)總裝試驗(yàn)過程中液壓防火切斷閥告警問題，對(duì)其的控制信號(hào)及告警邏輯進(jìn)行分析，將多因素邏輯故障單因素化，優(yōu)化設(shè)計(jì)了故障排除的試驗(yàn)用例，最終定位到兩處故障點(diǎn)，對(duì)類似問題的試驗(yàn)和排故具有一定的參考意義。

【關(guān)鍵詞】民機(jī)；防火切斷閥；告警；液壓系統(tǒng)；故障定位

0 引言

民用飛機(jī)液壓能源系統(tǒng)是飛機(jī)重要的機(jī)載系統(tǒng)之一。對(duì)于液壓能源系統(tǒng)，普遍采用的磷酸酯基液壓油屬于可燃液體，并且往往液壓管路會(huì)穿過燃油箱，因此液壓系統(tǒng)的高溫過熱是民用飛機(jī)液壓能源系統(tǒng)最危險(xiǎn)和重要的故障工況，適航條款對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)有著嚴(yán)格的要求。

液壓系統(tǒng)防火切斷閥可以切斷液壓油箱通向發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵的吸油管路，防止液壓油流入或流過任何指定火區(qū)，對(duì)保證液壓系統(tǒng)及飛機(jī)的安全有著重要的作用。某型飛機(jī)采用了三種不同的控制信號(hào)控制防火切斷閥的關(guān)閉，同時(shí)可以通過駕駛艙簡(jiǎn)圖頁和機(jī)組告警（CAS）向飛行員提供防火切斷閥的狀態(tài)和故障情況。

某型飛機(jī)首架機(jī)總裝機(jī)上地面試驗(yàn)過程中出現(xiàn)了與防火切斷閥相關(guān)的機(jī)組告警信息，本文旨在通過對(duì)該故障的分析，總結(jié)故障排故過程和方法，為相似機(jī)型的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)提供有益借鑒。

1 故障現(xiàn)象

某型飛機(jī)進(jìn)行首次通電后的地面試驗(yàn)（OATP）時(shí)，液壓系統(tǒng)正常上電，相關(guān)交聯(lián)系統(tǒng)試驗(yàn)環(huán)境也已具備，包括發(fā)動(dòng)機(jī)全權(quán)限數(shù)字電子控制（FADEC）上電，蓄電池上電，航電系統(tǒng)上電，斷路器正常設(shè)置等。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)駕駛艙出現(xiàn)兩條機(jī)組告警（CAS）信息，為HYD 1 SOV FAULT和HYD 2 SOV FAULT。相應(yīng)的簡(jiǎn)圖頁中防火切斷閥（SOV）位置指示正常，但防火切斷閥外圈顏色顯示為琥珀色，表示液壓防火切斷閥存在故障。

2 控制信號(hào)及告警邏輯

液壓系統(tǒng)防火切斷閥受三種開關(guān)信號(hào)控制，簡(jiǎn)化示意圖如圖1所示，分別為手動(dòng)的防火專業(yè)防火預(yù)位開關(guān)，頂部板液壓防火切斷閥按鈕，以及自動(dòng)的液壓溫度開關(guān)。這三種控制信號(hào)均為地空信號(hào)（圖中分別表示為①②③），其中只要任何一種信號(hào)發(fā)出關(guān)閉的指令，液壓防火切斷閥就應(yīng)處于關(guān)閉位置。

同時(shí)，液壓電子控制單元能夠接收來自防火切斷閥實(shí)際位置的指示信號(hào)（圖中④所示），并接收總線傳來的三種控制命令信號(hào)（圖中⑤⑥⑦所示），當(dāng)液壓控制單元發(fā)現(xiàn)三種控制命令都為開啟，但閥的實(shí)際位置為關(guān)閉會(huì)報(bào)告SOV FAULT告警，或者當(dāng)發(fā)現(xiàn)三種控制命令任何一種命令閥關(guān)閉，而閥的實(shí)際位置為開啟，也會(huì)報(bào)告SOV FAULT告警。

3 排故準(zhǔn)備

3.1 閥的實(shí)際位置指示檢查

液壓防火切斷閥布置在飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)吊掛處，可以打開維護(hù)口蓋觀察到防火切斷閥閥體外部的機(jī)械指示進(jìn)而判斷閥的實(shí)際關(guān)閉或開啟位置。通過比較駕駛艙液壓簡(jiǎn)圖頁和閥體的機(jī)械指示，確認(rèn)了簡(jiǎn)圖頁中閥的位置指示與防火切斷閥體的機(jī)械指針一致，說明液壓電子控制單元收到的閥的位置指示信號(hào)正確，簡(jiǎn)圖頁中閥的位置指示正確。

3.2 溫度開關(guān)和頂部板防火切斷閥按鈕硬線控制檢查

通過人工模擬溫度開關(guān)的信號(hào)和在駕駛艙操控頂部板防火切斷閥按鈕，觀察簡(jiǎn)圖頁中閥的實(shí)際位置，確認(rèn)了溫度開關(guān)和防火切斷閥按鈕能夠正?？刂崎y的接通或斷開。

3.3 頂部板上防火預(yù)位開關(guān)硬線控制檢查

同樣通過操縱駕駛艙頂部板上防火預(yù)位開關(guān)觀察簡(jiǎn)圖頁中閥的實(shí)際位置，發(fā)現(xiàn)閥的實(shí)際位置對(duì)防火預(yù)位開關(guān)的控制沒有響應(yīng)，判斷防火預(yù)位開關(guān)對(duì)閥控制存在故障，無法控制防火切斷閥接通或斷開。然而該故障不能完全解釋機(jī)組告警的故障原因。初步分析還存在其他的故障點(diǎn)。

4 試驗(yàn)內(nèi)容和結(jié)果

通過初步的功能檢查，結(jié)合液壓防火切斷閥的控制信號(hào)和告警信息邏輯，按照三種命令各有2種狀態(tài)的排列組合，總共應(yīng)有8條測(cè)試用例，由于液壓溫度開關(guān)僅涉及航電系統(tǒng)的交聯(lián)，故障可能性較小，基于簡(jiǎn)化試驗(yàn)的考慮，優(yōu)化為5條測(cè)試用例。防火切斷閥機(jī)組告警故障測(cè)試用例及試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

5 故障分析

5.1 確認(rèn)防火預(yù)位開關(guān)硬線控制存在故障

分析比較測(cè)試1和測(cè)試3（或者測(cè)試2和測(cè)試4），可以發(fā)現(xiàn)，其他狀態(tài)相同時(shí)，僅防火預(yù)位開關(guān)命令有變化，閥的實(shí)際位置沒有變化，說明了防火預(yù)位開關(guān)的硬線控制存在故障，這也印證了準(zhǔn)備工作3.3中的判斷。

并且通過測(cè)試3防火預(yù)位開關(guān)命令防火切斷閥關(guān)閉，但閥的實(shí)際位置為開啟，可以判斷防火預(yù)位開關(guān)的硬線控制壞在了非防火位置，即圖1中①所示地空信號(hào)為開路。

5.2 液壓防火切斷閥按鈕信號(hào)位定義錯(cuò)誤

液壓控制單元同時(shí)接收這三種命令信號(hào)，信號(hào)均為航電數(shù)字信號(hào)。由防火切斷閥機(jī)組告警的邏輯可知，當(dāng)液壓電子控制單元收到的航電命令信號(hào)與閥的實(shí)際位置不一致時(shí)，即觸發(fā)HYD 1/2 SOV FAULT告警。

由測(cè)試1可知，閥的命令信號(hào)都應(yīng)為開啟，閥的實(shí)際位置為開啟，本應(yīng)不觸發(fā)告警，由于已確認(rèn)閥的實(shí)際位置指示是正確的，所以必然這三種命令的信號(hào)（即圖1中⑤⑥⑦）中有錯(cuò)誤。

結(jié)合先前確定的防火預(yù)位開關(guān)硬線控制故障，采用假設(shè)法，逐一假設(shè)三種總線命令信號(hào)錯(cuò)誤，檢查試驗(yàn)結(jié)果的符合性?？梢远ㄎ灰簤悍阑鹎袛嚅y按鈕總線命令信號(hào)（圖1中⑥所示）存在故障，與人工設(shè)置的命令預(yù)期恰好相反。

試驗(yàn)可以確定防火預(yù)位開關(guān)硬線控制和液壓防火切斷閥按鈕總線命令信號(hào)存在故障。該結(jié)論可以解釋機(jī)上所有試驗(yàn)現(xiàn)象。隨后得到了相關(guān)設(shè)備責(zé)任方的確認(rèn)，故障順利排除。

6 結(jié)語

本文通過防火切斷閥機(jī)組告警故障的試驗(yàn)及分析，最終定位到兩處故障點(diǎn)，順利地完成了排故任務(wù)。該排故的過程和方法可以為民用飛機(jī)多系統(tǒng)交聯(lián)情況下多因素邏輯的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)提供有益的參考。

【參考文獻(xiàn)】

[1]謝孟愷.民用飛機(jī)液壓系統(tǒng)防火切斷閥的應(yīng)用研究[J].航空科學(xué)技術(shù)，2011（6）3：1-32.

[2]張瑞華.民機(jī)液壓能源系統(tǒng)防火安全性適航條款符合性分析[J].航空科學(xué)技術(shù)，2012（5）：70-72.

[責(zé)任編輯：田吉捷]endprint