淺談某型飛機(jī)供油箱超壓的排故方法

李海 劉森 薛毅宏

摘要：針對(duì)某型飛機(jī)空中報(bào)供油箱超壓的故障現(xiàn)象，分析故障產(chǎn)生的引發(fā)因素，再結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和引發(fā)因素梳理排故思路，并通過飛參數(shù)據(jù)判讀和該型飛機(jī)燃油系統(tǒng)的輸油原理進(jìn)行具體分析，針對(duì)可能性最大的故障因素實(shí)施有針對(duì)性的排故方案，并結(jié)合分析結(jié)果進(jìn)行故障驗(yàn)證，最終確定了導(dǎo)致故障的真正原因，排除了故障，并總結(jié)了相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：燃油系統(tǒng);超壓;控制活門;副油箱

1 概述

某型飛機(jī)掛載左右機(jī)翼副油箱后，地面檢查各項(xiàng)數(shù)據(jù)正常，但在飛行過程中，飛行員聽到飛機(jī)后部傳來“嘭嘭”的聲音，同時(shí)“輸油泵”告警燈閃亮，查看故障清單，發(fā)現(xiàn)清單里報(bào)“供油箱超壓”，飛機(jī)空中放油后，故障未復(fù)現(xiàn)，飛機(jī)安全著陸。

通過飛行員的描述，本次故障有兩個(gè)重要的故障線索，“輸油泵”告警燈閃亮以及故障清單中報(bào)出的“供油箱超壓”。根據(jù)《某型飛機(jī)燃油系統(tǒng)系統(tǒng)手冊(cè)》，“輸油泵”信號(hào)燈燃亮由以下三種情況之一引起：1）前組或機(jī)翼油箱無油;2）前組或機(jī)翼輸油泵故障;3）供油箱超壓。結(jié)合本次故障清單中報(bào)出的“供油箱超壓”線索，可以考慮“輸油泵”告警燈亮是由供油箱超壓引起。因此，本次排故著重考慮供壓箱超壓的形成原因。

經(jīng)過分析，引起供油箱超壓故障，通常有幾種可能：1）供油箱油量過多引起超壓;2）供油箱氣壓過高引起超壓;3）供油箱壓力信號(hào)器故障;4）虛警誤報(bào)。

基于以上思路，首先需要查看飛參數(shù)據(jù)，再根據(jù)飛參數(shù)據(jù)的判讀結(jié)果進(jìn)行具體分析。

2 飛行參數(shù)數(shù)據(jù)分析

根據(jù)以上排故思路，要分析這幾種超壓可能，需要查看飛參數(shù)據(jù)中的供油箱油量記錄、左右機(jī)翼副油箱油量記錄、左右機(jī)翼油箱油量記錄、前組油箱油量記錄、左右機(jī)翼副油箱油盡信號(hào)、供油箱超壓信號(hào)等。

通過查看以上飛參數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)有供油箱超壓信號(hào)間斷報(bào)出，說明不是虛警誤報(bào);右翼副油箱油盡信號(hào)接通后又?jǐn)嚅_，然后又間歇性通斷，屬于異常信號(hào)。部分飛參數(shù)據(jù)如圖1所示。

根據(jù)圖1，從時(shí)間點(diǎn)2770s開始，右翼副油箱輸出油盡信號(hào)，對(duì)照此時(shí)右翼副油箱剩余油量曲線剛好從高位平滑下降到低位，油量剩余54kg，表明此時(shí)右翼副油箱油量已經(jīng)耗盡，但在4200～4900s之間，右翼副油箱油盡信號(hào)又間歇性通斷，信號(hào)顯示右翼副油箱油量未盡，而對(duì)照該時(shí)間段內(nèi)右翼副油箱油量曲線，剩余油量一直在50kg上下波動(dòng)，說明右翼副油箱確實(shí)油量已盡，該段信號(hào)的出現(xiàn)屬于異常信號(hào)。

同時(shí)，在4200～4900s內(nèi)，當(dāng)右翼副油箱油盡信號(hào)出現(xiàn)異常時(shí)，供油箱間斷報(bào)超壓信號(hào)，表明本次故障就在該時(shí)間段內(nèi)發(fā)生，但對(duì)照該段時(shí)間供油箱油量，油量數(shù)據(jù)在1060～1108kg之間波動(dòng)，同時(shí)對(duì)比之前供油箱未超壓時(shí)的油量，油量數(shù)據(jù)在1023～1102kg之間波動(dòng)，表明在故障段時(shí)間內(nèi)供油箱油量和未發(fā)生故障時(shí)間段內(nèi)油量基本一致，證明不是由于供油箱油量過多而引起的供油箱超壓。

經(jīng)過對(duì)飛參數(shù)據(jù)的分析判讀，已經(jīng)排除虛警和供油箱油量過多兩種可能，只需考慮供油箱氣壓過高和供油箱壓力信號(hào)器故障兩種可能。

由于異常飛參數(shù)據(jù)跟機(jī)翼副油箱有關(guān)，同時(shí)考慮到該架飛機(jī)之前未掛副油箱執(zhí)行任務(wù)時(shí)處于正常工作狀態(tài)，所以本次故障很可能是由掛載的機(jī)翼副油箱引起的。因此結(jié)合該型飛機(jī)燃油系統(tǒng)副油箱輸油原理，分析掛載副油箱可能導(dǎo)致供油箱氣壓過高的原因。

3 副油箱輸油原理簡介

3.1 副油箱正常輸油控制

副油箱靠引自環(huán)控系統(tǒng)的高壓氣體增壓輸油，按照先機(jī)翼副油箱后機(jī)身副油箱的輸油順序進(jìn)行輸油。副油箱輸油原理如圖2所示。

在副油箱輸油時(shí)，環(huán)控系統(tǒng)引氣經(jīng)過單向活門、氣濾，并通過副油箱通氣增壓活門減壓后，再通過副油箱自封活門進(jìn)入副油箱后艙，氣體將后艙的燃油經(jīng)過副油箱內(nèi)部的通氣管輸至前艙，再由前艙沿輸油管、機(jī)翼副油箱加輸油控制活門、供油箱加油控制活門輸往左右供油箱。

當(dāng)副油箱輸油（有懸掛信號(hào)且無副油箱油盡信號(hào)）時(shí)，機(jī)電管理計(jì)算機(jī)（USMC）將左右機(jī)翼油箱的加油控制活門上電關(guān)閉，并使相應(yīng)副油箱的加輸油控制活門的輸油電磁閥上電打開。此時(shí)，前組油箱和供油箱中加油控制活門的開閉由相應(yīng)油箱中的油面控制器信號(hào)控制。不帶副油箱或副油箱均油盡時(shí)，USMC發(fā)出指令使前組、機(jī)翼和左右供油箱的加油控制活門均斷電打開，加輸油控制活門的輸油電磁閥斷電關(guān)閉。

當(dāng)機(jī)翼副油箱油盡時(shí)，油位信號(hào)傳感器中的油盡信號(hào)器發(fā)出信號(hào)至USMC，USMC發(fā)出指令分別關(guān)閉相應(yīng)的機(jī)翼副油箱加輸油控制活門的輸油電磁閥，堵塞控制腔泄壓通道，增壓空氣沿輸油引壓單向活門進(jìn)入控制腔，在控制腔壓力作用下活門關(guān)閉，防止增壓空氣進(jìn)入供油箱。

當(dāng)機(jī)翼副油箱油盡時(shí)，USMC在延時(shí)60s后使電磁活門通電打開，增壓空氣經(jīng)電磁活門進(jìn)入機(jī)身副油箱并建立起增壓壓力，使機(jī)身副油箱開始輸油。燃油沿輸油管，經(jīng)機(jī)身加輸油控制活門、加油控制活門輸往左右供油箱。機(jī)身副油箱的輸油控制方式與機(jī)翼副油箱相同，油盡時(shí)，油位信號(hào)傳感器中的油盡信號(hào)器發(fā)出信號(hào)，使加輸油控制活門關(guān)閉。

3.2 副油箱超壓故障控制

在副油箱輸油時(shí)，當(dāng)油面控制器和加油控制活門的機(jī)械和電氣聯(lián)合工作均失效時(shí)，供油箱出現(xiàn)超壓，則壓力信號(hào)器發(fā)出信號(hào)至USMC，USMC發(fā)出信號(hào)至燈光告警計(jì)算機(jī)，燃亮座艙告警板上的“輸油泵”信號(hào)燈，并將“供油箱超壓”信息發(fā)送至飛行員故障清單和維護(hù)故障清單，同時(shí)，USMC斷電關(guān)閉三個(gè)副油箱加輸油控制活門。

當(dāng)超壓信號(hào)消失，USMC恢復(fù)對(duì)副油箱加輸油控制活門的供電，活門打開，副油箱又開始輸油。副油箱輸油控制原理框圖如圖3所示。

由圖3可知，當(dāng)供油箱油量信號(hào)處于正常狀態(tài)，USMC收到供油箱超壓、供油箱滿油或副油箱油盡信號(hào)時(shí)，USMC發(fā)出信號(hào)至機(jī)電系統(tǒng)功率驅(qū)動(dòng)盒1，關(guān)閉副油箱加輸油活門和供油箱加油控制活門，使副油箱停止輸油。當(dāng)供油箱油量較少需要加大輸油時(shí)，USMC發(fā)出信號(hào)打開電磁活門，使機(jī)身副油箱也同時(shí)輸油。

4 故障原因分析

根據(jù)上述副油箱輸油原理可以看出，能使供油箱氣壓過高的原因只能是副油箱增壓空氣進(jìn)入了供油箱。在正常情況下，當(dāng)副油箱燃油輸盡時(shí)，副油箱中的油盡信號(hào)器發(fā)出信號(hào)給USMC，關(guān)閉副油箱加輸油活門和供油箱加油控制活門，從而使環(huán)控系統(tǒng)的增壓氣路不能進(jìn)入供油箱。但是，通過飛參數(shù)據(jù)可以看出，右翼副油箱油盡信號(hào)器在副油箱油盡接通后又?jǐn)嗬m(xù)切斷，發(fā)出副油箱有油的異常信號(hào)。根據(jù)副油箱輸油控制原理框圖，當(dāng)副油箱油盡信號(hào)器發(fā)出油盡信號(hào)時(shí)，副油箱加輸油活門關(guān)閉，而其他信號(hào)正常，當(dāng)副油箱油盡信號(hào)未發(fā)出時(shí)，USMC又再次接通副油箱加輸油活門和供油箱加油控制活門，這就為環(huán)控系統(tǒng)的增壓空氣進(jìn)入供油箱提供了通道。

由于副油箱輸油的增壓空氣壓力較高，進(jìn)入供油箱后很快引起供油箱超壓，供油箱的超壓信號(hào)使USMC發(fā)出信號(hào)至燈光告警計(jì)算機(jī)，燃亮座艙告警板上的“輸油泵”信號(hào)燈，并將“供油箱超壓”信息發(fā)送至飛行員故障清單和維護(hù)故障清單。同時(shí)，USMC斷電關(guān)閉三個(gè)副油箱加輸油控制活門。這就是在4200～4900s時(shí)間段內(nèi)，右翼副油箱油盡信號(hào)斷續(xù)工作時(shí)，供油箱超壓信號(hào)頻繁發(fā)出的原因。供油箱空氣超壓后，增壓空氣沿通氣管進(jìn)入通氣箱，再經(jīng)過通氣箱的通氣增壓活門，或超壓安全活門排出機(jī)外，由于超壓安全活門工作，通氣箱增壓氣體較多，導(dǎo)致飛行員在空中聽到“嘭嘭”的聲音。

綜上所述，認(rèn)為本次故障是由于右翼副油箱油盡信號(hào)器故障引起了副油箱加輸油活門異常打開，進(jìn)而使增壓空氣進(jìn)入供油箱，最終導(dǎo)致供油箱超壓報(bào)故和輸油泵告警燈燃亮的故障現(xiàn)象。

根據(jù)分析結(jié)果，工作人員更換了右側(cè)機(jī)翼副油箱，并進(jìn)行了副油箱校零位滿位工作，然后進(jìn)行試車檢查，故障未再復(fù)現(xiàn)。

5 總結(jié)

通過以上故障的分析和相應(yīng)的排故方法，最終排除了故障。對(duì)于外場(chǎng)來說，工作人員對(duì)飛機(jī)狀態(tài)的把控，對(duì)飛參數(shù)據(jù)的熟練運(yùn)用，以及對(duì)飛機(jī)相關(guān)系統(tǒng)的了解，都有助于快速排除故障。關(guān)鍵在于能夠熟練運(yùn)用各種信息，迅速形成排故思路，然后帶著問題思考故障產(chǎn)生的因素，再通過分析，針對(duì)可能性最大的因素實(shí)施有針對(duì)性的排故方案，并結(jié)合分析結(jié)果進(jìn)行故障驗(yàn)證，就能快速排除故障，提高保障效率。本文在此次排故中所進(jìn)行的排故思路和逐步深入解決問題的方法，對(duì)該型飛機(jī)外場(chǎng)維護(hù)有著積極的指導(dǎo)意義。

同時(shí)，值得注意的是，此次飛機(jī)掛載的副油箱在掛裝之前一直停放在露天場(chǎng)地，停放時(shí)間有半年之久，雖然停放時(shí)對(duì)相關(guān)外露管路及插頭做了包扎，并且也在上面蓋了塑料布遮蔽，但長期停放在外，風(fēng)吹日曬，難免會(huì)出現(xiàn)故障。在掛載副油箱之前，飛機(jī)燃油系統(tǒng)工作正常，但在掛載之后，執(zhí)行相關(guān)科目任務(wù)時(shí)就因副油箱油盡信號(hào)發(fā)生故障，這對(duì)日后開展維護(hù)工作有一定的教育意義。因此，建議副油箱在停放時(shí)應(yīng)該放在專用庫房內(nèi)，用專用堵頭堵好相關(guān)外露管路和插頭，并鋪上專用的副油箱蒙布，否則此類因存放不當(dāng)產(chǎn)生的故障還會(huì)再次發(fā)生。