波音737NG飛機(jī)反推排故與維護(hù)

雷 偉 / LEI Wei

(廈門航空有限公司，廈門 361006)

0 引言

現(xiàn)代民用飛機(jī)體積大、重量大，隨著飛行速度的增加，其著陸滑跑速度也相應(yīng)增大，滑跑距離相應(yīng)延長(zhǎng)?，F(xiàn)代飛機(jī)機(jī)輪剎車十分有效，但在潮濕、結(jié)冰或被雪覆蓋的跑道上，這種特性可能因飛機(jī)輪胎和跑道間的摩擦力損失而降低。因此，現(xiàn)代民機(jī)上多使用反推裝置，在著陸和中斷起飛過程中可產(chǎn)生附加制動(dòng)力，能迅速減低飛機(jī)速度，縮短滑跑距離，保證飛機(jī)安全[1]。

1 波音737NG飛機(jī)反推工作原理

反推裝置控制發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇排氣流的方向，使其向前產(chǎn)生反推力。在飛機(jī)著陸或中斷起飛過程中，反推能縮短滑跑距離幫助飛機(jī)減速。每套反推裝置分為左右兩半，每一半均有一個(gè)可以向后移動(dòng)產(chǎn)生反推力的整流罩。每個(gè)整流罩靠三個(gè)液壓作動(dòng)筒作動(dòng)，同步軸控制三個(gè)作動(dòng)筒同步運(yùn)動(dòng)。

反推控制系統(tǒng)控制液壓壓力和電信號(hào)來伸出和收上反推裝置。圖1是反推系統(tǒng)原理圖。反推控制系統(tǒng)使用28 V直流電源和反推手柄來控制。當(dāng)飛機(jī)離地高度低于3 m時(shí)，反推才能放出。飛機(jī)高度信號(hào)由FCC(Flight Control Computer，簡(jiǎn)稱FCC，飛行控制計(jì)算機(jī))和一個(gè)無線電高度表作動(dòng)的繼電器提供，空地電門提供空地邏輯?；鹁婇T處于放下位時(shí)，反推系統(tǒng)才可以供電。反推手柄作動(dòng)電門提供電信號(hào)給反推控制活門組件，控制活門組件提供液壓壓力到反推作動(dòng)筒用于反推收放操作。反推同步鎖能防止在沒有放出信號(hào)的情況下液壓作動(dòng)器意外作動(dòng)放出。EAU(Engine Accessory Control，發(fā)動(dòng)機(jī)附件控制盒)主要用于控制反推裝置的收上工作，具有反推收上操作所必須的電路邏輯，同時(shí)也利用臨近傳感器的電信號(hào)來進(jìn)行反推自動(dòng)收上的邏輯操作。反推指示系統(tǒng)在駕駛艙提供以下信息：CDS(Common Display System，通用顯示系統(tǒng))顯示“REV”信息，該信息指示反推裝置移動(dòng)整流罩位置；后P5面板上REVERSER反推燈由EAU控制，燈亮表示反推存在故障；利用CDU(Control Display Unit，控制顯示組件)對(duì)反推LVDT(Linear Variable Differential Transformer，線性可變位移傳感器)進(jìn)行故障隔離，CDU可以查看反推LVDT實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和故障代碼[2]。

圖1 反推系統(tǒng)圖

1.1 反推放出

如圖2所示，反推放出過程如下：當(dāng)拉反推手柄至放出位置時(shí)，會(huì)產(chǎn)生如下主要?jiǎng)幼鳎?1)反推控制電門移至放出位；(2)自動(dòng)油門組件架上的電門移至放出位；(3)反推同步鎖繼電器通電；(4)反推同步鎖開鎖；(5)0.1 s后反推順序繼電器通電；(6)預(yù)位線圈和放出線圈得電；(7)反推控制活門組件將液壓通往反推作動(dòng)筒來放出反推。

1.2 反推收上

如圖3所示，反推收上過程如下：當(dāng)壓下反推手柄至收上位置時(shí)，會(huì)產(chǎn)生如下主要?jiǎng)幼鳎?1)自動(dòng)油門組件架上的電門移至收上位；(2)通過收上電門，收上反推的電信號(hào)通往EAU；(3)收上電磁線圈通電；(4)放出電磁線圈斷電；(5)EAU導(dǎo)通，預(yù)位電磁線圈經(jīng)過EAU接地；(6)反推控制活門組件將液壓通往作動(dòng)筒收上反推整流罩；(7)10.5 s后，預(yù)位電磁線圈和收上電磁線圈斷電；(8)18 s后同步鎖上鎖。在反推收上過程中，如果10.5 s后任一反推未收上或未鎖好，EAU邏輯電路會(huì)啟動(dòng)自動(dòng)收上反推功能,收上線圈和預(yù)位線圈保持通電，于是作動(dòng)筒繼續(xù)通液壓使反推整流罩收上。

2 故障樹分析

反推指示系統(tǒng)使用“REVERSER”燈來表示反推控制系統(tǒng)部件失效。航線日常工作中經(jīng)常出現(xiàn)機(jī)組報(bào)告反推燈亮的故障，為提高航班正點(diǎn)率，防止故障重復(fù)發(fā)生，需要一套思路清晰的快速排故策略。

故障樹分析(Fault Tree Analysis，簡(jiǎn)稱FTA)，是一種圖形演繹方法，它是用一種特殊的倒立樹狀邏輯因果關(guān)系圖，清晰地說明系統(tǒng)是怎樣失效的。將系統(tǒng)的故障與組成系統(tǒng)各部件的故障有機(jī)聯(lián)系在一起，可以找出系統(tǒng)的全部可能失效狀態(tài)。故障樹的頂端，叫頂事件。以頂事件為出發(fā)點(diǎn)，向下逐級(jí)分解導(dǎo)致頂事件發(fā)生的故障原因，采用邏輯門符號(hào)和事件符號(hào)表示事件之間的邏輯關(guān)系，構(gòu)成因果關(guān)系圖。建立故障樹模型，能清晰地看出導(dǎo)致故障發(fā)生的原因和事件之間的傳播過程[4]。EAU控制REVERSER燈，該燈亮?xí)r，EAU面板上相應(yīng)故障燈也會(huì)點(diǎn)亮，可以通過EAU上的故障指示燈初步確定故障原因。為便于建立故障樹,將REVERSER燈亮作為頂事件,結(jié)合EAU上出現(xiàn)的故障代碼，借助以往的排故經(jīng)驗(yàn)和FIM手冊(cè)列出可能的故障部件作為中間事件,也叫故障事件。維修工作中，航線可更換件(Line Replaceable Unit，簡(jiǎn)稱LRU)作為中間事件，出現(xiàn)故障直接換件，拆下的故障LRU送修給附件維修人員進(jìn)一步檢測(cè)分解處理，LRU子部件作為底事件[5]。這樣就建立了故障樹模型,如圖4和表1所示。

圖2 反推放出控制[3]

圖3 反推收上控制[3]

圖4 反推故障樹模型

表1 故障樹底事件

2.1 EAU故障

EAU是反推控制系統(tǒng)的核心部件。如圖5所示：EAU面板上BITE(Built-in Test Equipment，簡(jiǎn)稱BITE)功能可以對(duì)反推系統(tǒng)故障進(jìn)行隔離，也控制P5板的REVERSER燈。EAU出現(xiàn)故障，可能是EAU內(nèi)部控制邏輯電路故障；也可能是不規(guī)范拆裝EAU導(dǎo)致EAU連接插針損壞引起的。EAU FAULT燈亮表示EAU本身存在內(nèi)部故障。為減少排故時(shí)間，驗(yàn)證EAU好壞可通過串件方式確認(rèn)。以往拆換經(jīng)驗(yàn)表明，EAU本身可靠性較高，出現(xiàn)故障的概率極低。EAU屬于靜電敏感元器件，拆裝EAU應(yīng)嚴(yán)格按手冊(cè)規(guī)范施工，避免人為原因造成損壞。

圖5 EAU

2.2 自動(dòng)油門電門組件故障

自動(dòng)油門電門組件內(nèi)部有三個(gè)電門參與反推控制電路,分別是反推預(yù)位電門(S5)、反推收上電門(S6)和反推同步鎖電門(S4)。當(dāng)操作反推手柄時(shí)，手柄通過控制連桿驅(qū)動(dòng)自動(dòng)油門電門組件內(nèi)的凸輪，凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)將定位這三個(gè)電門用于反推控制。排故經(jīng)驗(yàn)表明：出現(xiàn)問題最多的S4、S5、S6微動(dòng)電門容易受污染而出現(xiàn)間歇性故障。自動(dòng)油門電門組件位于前設(shè)備艙內(nèi)，周圍環(huán)境差，許多部件需要潤(rùn)滑，特別是鋼索，難免經(jīng)常受到油脂污染。由于電門是靠觸點(diǎn)聯(lián)接控制通斷，空氣中粉塵也會(huì)附著在觸點(diǎn)上，這些都會(huì)影響觸點(diǎn)導(dǎo)通性。FIM手冊(cè)給出電門接觸電阻不大于2 Ω，若電阻過大，通過反推控制活門組件內(nèi)電磁閥的電流偏低，導(dǎo)致滑閥不能正常作動(dòng)到指令位置。反推同步鎖解鎖/上鎖由S4電門控制，S4電門故障一般會(huì)造成EAU上出現(xiàn)V148和V150故障代碼。反推控制活門組件內(nèi)預(yù)位電磁線圈由S5電門控制，S5電門故障會(huì)造成DCV/HIV(Directional Control Value，簡(jiǎn)稱DCV；Hydraulic Isolation Value，簡(jiǎn)稱HIV)活門位置和所命令的位置不一致，一般EAU出現(xiàn)S833和S834故障燈亮。根據(jù)波音文件737NG-FTD-78-05001，件號(hào)254A1150-7/8/9/10的電門組件由于開放式的外型設(shè)計(jì)容易受到污染和腐蝕，導(dǎo)致電門接觸不好，為了提高電門組件可靠性，波音將件號(hào)升級(jí)為254A1150-11/12全封閉式設(shè)計(jì)的新構(gòu)型，但實(shí)際使用中該構(gòu)型容易觸發(fā)錯(cuò)誤的故障信號(hào)，從而導(dǎo)致反推故障燈點(diǎn)亮。2009年4月，波音再次推出兩款新構(gòu)型電門組件，件號(hào)為254A1150-13/14(線號(hào)2874之后的飛機(jī)上交付使用)，采用了尺寸更大的鍍金觸點(diǎn)，改善低電流下的自清潔能力[6-7]。從實(shí)際運(yùn)行效果來看，電門可靠性仍需進(jìn)一步改善。經(jīng)驗(yàn)表明：當(dāng)出現(xiàn)REVERSER反推燈亮而EAU上無故障代碼的重復(fù)性故障現(xiàn)象時(shí)，自動(dòng)油門電門組件需要優(yōu)先驗(yàn)證好壞。

2.3 反推控制活門組件故障

反推控制活門組件控制通往液壓作動(dòng)筒的液壓作動(dòng)反推收上或放下，其中含有三個(gè)電磁閥(ARM預(yù)位、DEPLOY放出、STOW收上)控制的滑閥，另外還有兩個(gè)滑閥(HIV液壓隔離活門、DCV方向控制活門)，這五個(gè)滑閥中除了DCV外均為帶有復(fù)位彈簧的滑閥，HIV、DCV有位置傳感器用來監(jiān)控滑閥位置是否和指令位置一致。當(dāng)三個(gè)電磁閥控制的滑閥由于控制信號(hào)失效不能到達(dá)正確位置、HIV/DCV活門失效、位置反饋元件失效、液壓異常中斷等均有可能導(dǎo)致反推燈點(diǎn)亮。根據(jù)波音FTD-78-06001，反推控制活門存在潮濕氣體進(jìn)入可能，使電路絕緣性變差(包括3個(gè)電磁閥)，造成反推控制活門內(nèi)的隔離活門傳感器或方向控制活門傳感器故障，EAU上出現(xiàn)S833或S834故障代碼。經(jīng)驗(yàn)表明反推控制活門組件可靠性相對(duì)較高。當(dāng)EAU上出現(xiàn)S833或S834故障代碼時(shí)，線路問題、電門故障、EAU故障等也會(huì)導(dǎo)致REVERSER燈亮。例如：B-XXXX機(jī)組報(bào)告著陸收反推后REVERSER燈常亮，航后EAU BITE測(cè)試顯示T/R STOW FAULT-S833 HYD ISO VALVE SENSOR燈亮。懷疑反推控制活門組件故障，更換該組件后，故障依舊存在；最后測(cè)量線路證實(shí)S4電門開路，更換完自動(dòng)油門電門組件后，測(cè)試正常故障消失[8]。

2.4 收上臨近傳感器故障

反推收上臨近傳感器給EAU提供反推收上/未收上電信號(hào)。每一個(gè)收上臨近傳感器有兩個(gè)輸出端，一端感受收上位置，另一端感受未收上位置。反推放出時(shí)，靶標(biāo)臨近傳感器，給EAU放出信號(hào)；反推收上時(shí)，靶標(biāo)遠(yuǎn)離傳感器，給EAU傳遞收上信號(hào)。當(dāng)傳感器探測(cè)到反推狀態(tài)與所指令狀態(tài)不一致時(shí)，EAU上S831左襯套收上傳感器或S832右襯套收上傳感器故障燈亮。反推收放測(cè)試中，觀察靶標(biāo)與傳感器狀態(tài)(臨近/遠(yuǎn)離)，視情糾正或更換。

2.5 鎖臨近傳感器故障

發(fā)動(dòng)機(jī)每側(cè)的鎖作動(dòng)筒上裝有襯套鎖傳感器，襯套鎖傳感器靶標(biāo)安裝在反推人工開鎖手柄上。當(dāng)人工開鎖手柄接近傳感器時(shí)，鎖作動(dòng)筒開鎖反推放出。在反推收上液壓作動(dòng)筒上鎖后，人工開鎖手柄遠(yuǎn)離傳感器。手冊(cè)對(duì)傳感器至靶標(biāo)間隙、手柄在鎖定位時(shí)靶標(biāo)至傳感器中心有嚴(yán)格的規(guī)定，超出范圍會(huì)導(dǎo)致傳感器無法接受正確的整流罩位置信息，從而點(diǎn)亮EAU上故障燈和駕駛艙頭頂板REVERSER反推故障燈。人工開鎖手柄經(jīng)常會(huì)因?yàn)樘幵诟哒駝?dòng)區(qū)域而出現(xiàn)靶標(biāo)間隙超標(biāo)，容易因疲勞而出現(xiàn)手柄斷裂、花鍵軸損傷的問題，這樣會(huì)丟失開鎖信號(hào)，反推放出后EAU會(huì)記錄下該故障并將點(diǎn)亮REVERSER燈。針對(duì)該情況，波音FTD-78-03002對(duì)人工開鎖手柄進(jìn)行了技術(shù)升級(jí)，在耐疲勞壽命上做了改進(jìn)，手柄可靠性更高，新型人工開鎖手柄相對(duì)更換次數(shù)較少。由于靶標(biāo)是鉚接在手柄上的，更換手柄時(shí)都要重新鉚接靶標(biāo)，手冊(cè)對(duì)靶標(biāo)位置尺寸有嚴(yán)格要求，否則信號(hào)出錯(cuò)故障頻繁。EAU自檢顯示左襯套鎖傳感器S835或右襯套鎖傳感器S836故障代碼時(shí)，往往在更換反推開鎖手柄或調(diào)整襯套鎖傳感器與靶標(biāo)之間的間隙后故障消失。

2.6 繼電器故障

在反推正常放出過程中，反推同步鎖電門S4處于DEPLOY位，同步鎖上鎖繼電器開鎖線圈接地，開關(guān)觸點(diǎn)接通，同步鎖得電解鎖；收反推時(shí)，同步鎖電門S4處于STOW位，反推同步鎖延時(shí)繼電器18 s后激勵(lì)，同步鎖上鎖線圈接地，同步鎖斷電上鎖。若這兩個(gè)繼電器故障時(shí)，EAU上出現(xiàn)V148左襯套同步鎖電源或V150右襯套同步鎖電源故障代碼。此外，A/T(Autothrottle，自動(dòng)油門)電門組件上凸輪故障、S4電門、線路問題也會(huì)導(dǎo)致同步鎖不能正常上鎖或解鎖，也會(huì)導(dǎo)致V148或V150故障代碼出現(xiàn)。

2.7 反推作動(dòng)筒故障

反推液壓作動(dòng)筒常見故障有油液滲漏和作動(dòng)筒內(nèi)部卡滯，造成反推不能收放到指令位置。油液滲漏會(huì)導(dǎo)致作動(dòng)筒內(nèi)液壓壓力不夠，作動(dòng)筒不能正常伸縮，可按MEL(Minimum Equipment List，最低設(shè)備清單)保留或更換相應(yīng)部件；對(duì)于反推正常無法收上且人工方式也無法收上的故障現(xiàn)象，需拆下液壓作動(dòng)筒檢查是否有機(jī)械卡滯或損傷的情況。

2.8 線路問題

在正常更換可疑故障部件后，反推故障仍未消除，可考慮線路問題。線路問題相對(duì)隱蔽性強(qiáng)，不容易排除，只能分段隔離查找缺陷。目視檢查傳感器電插頭、線束是否有外部損傷，測(cè)量線路確定電阻是否正常，必要時(shí)晃動(dòng)部件周圍線束防止虛連接。線束檢查正常情況下，應(yīng)根據(jù)EAU上故障代碼隔離相應(yīng)LRU部件。

3 維護(hù)注意事項(xiàng)

3.1 EAU自檢程序

當(dāng)出現(xiàn)REVERSER反推燈亮?xí)r，應(yīng)先執(zhí)行EAU自檢程序，記錄下具體故障代碼再清除。EAU記錄的故障代碼是最近5次收放循環(huán)發(fā)生的故障，自檢時(shí)會(huì)同時(shí)顯示。若沒有執(zhí)行自檢程序，而直接清除故障信息，會(huì)出現(xiàn)故障代碼丟失造成排故困難。

3.2 機(jī)組反推操作

機(jī)組反推操作不當(dāng)，也會(huì)造成反推燈點(diǎn)亮。正常收放反推時(shí)，反推手柄應(yīng)避免放在反推慢車位和收上位之間。根據(jù)波音文件Flight Operation TB 99-3，反推操作超過一定時(shí)間(3 s)會(huì)造成反推放出后無法收回，并且觸發(fā)REVERSER燈亮或ENGINE CONTROL燈亮。

3.3 地面維護(hù)

維修中出現(xiàn)地面維護(hù)使用液壓放出反推后，需要斷開液壓執(zhí)行維護(hù)工作時(shí)，EAU上會(huì)出現(xiàn)HYD ISO VALVE SENSOR故障代碼，同時(shí)REVERSER燈也會(huì)點(diǎn)亮。這種指示對(duì)于反推系統(tǒng)而言是正常的。這是因?yàn)榉赐圃诜懦鑫粩嚅_液壓后，液壓隔離活門在彈簧力作用下處于關(guān)閉狀態(tài)，隔離活門傳感器感受到活門在關(guān)閉位置而反推手柄在放出位的不一致情況，造成DEPLOY位故障。維護(hù)結(jié)束后需要在EAU上復(fù)位故障。

4 結(jié)論

波音737NG反推燈亮是目前機(jī)隊(duì)普遍存在的一個(gè)缺陷，反推燈亮造成航班延誤的情況時(shí)有發(fā)生。對(duì)反推故障進(jìn)行排除時(shí)，需要熟練掌握反推工作原理，結(jié)合FIM排故手冊(cè)和排故經(jīng)驗(yàn)，分析相關(guān)部件可靠性高低，優(yōu)先考慮故障概率高的部件進(jìn)行故障隔離。平時(shí)維護(hù)工作中關(guān)注廠家部件升級(jí)信息，盡可能采用升級(jí)過的新件，降低故障的概率。