PC-6飛機(jī)燃油系統(tǒng)典型故障分析

■ 沈響 朱賽賽 隋永志/江蘇省交通技師學(xué)院 江蘇潤(rùn)揚(yáng)通用航空有限公司

0 引言

PC-6飛機(jī)經(jīng)濟(jì)、可靠及用途廣泛的優(yōu)點(diǎn)使其頗受歡迎，在國(guó)內(nèi)保持了一定的機(jī)隊(duì)規(guī)模。根據(jù)某公司的PC-6機(jī)隊(duì)故障統(tǒng)計(jì)，燃油系統(tǒng)故障占有一定比例，該系統(tǒng)的工作狀況直接影響飛行安全和飛機(jī)的使用效率。隨著重慶兩江地區(qū)PC-6生產(chǎn)線的投產(chǎn)，未來(lái)國(guó)內(nèi)PC-6機(jī)隊(duì)規(guī)模有望進(jìn)一步擴(kuò)大。因此，對(duì)該型飛機(jī)燃油系統(tǒng)常見典型故障進(jìn)行分析顯的尤為必要。

1 PC-6飛機(jī)燃油系統(tǒng)概述

PC-6飛機(jī)的燃油系統(tǒng)儲(chǔ)存燃油并保證在任何狀態(tài)下均能按航空發(fā)動(dòng)機(jī)所需要的壓力和流量向其連續(xù)不間斷地供油。此外，該系統(tǒng)還具有冷卻其他系統(tǒng)、保持飛機(jī)平衡以使重心位于規(guī)定范圍的附加功能。

1.1 PC-6飛機(jī)燃油系統(tǒng)組成

PC-6飛機(jī)燃油系統(tǒng)是指發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)燃油泵以上部分，包括大翼油箱、燃油量傳感器、集油箱、輔助燃油泵、燃油關(guān)斷活門、水收集箱、壓力傳感器、流量傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵、通氣系統(tǒng)、油管等部件。裝有通氣系統(tǒng)和浮子式油量傳感器的大翼燃油箱設(shè)在兩側(cè)機(jī)翼內(nèi)，位于機(jī)翼的主翼梁和輔助翼之間的1～7號(hào)翼肋之間，每側(cè)大翼油箱可以存放85加侖（約321L）燃油，并通過(guò)管路與集油箱連接。設(shè)有輔助燃油泵的集油箱裝在客艙后壁板的左后側(cè)，其下部分別連接水收集箱和裝有油濾、流量傳感器的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵。

1.2 PC-6飛機(jī)燃油系統(tǒng)工作原理

大翼油箱上部有一個(gè)通氣口和一個(gè)加油口蓋，燃油通氣口是一個(gè)單向活門，在保持油箱內(nèi)外壓力差的同時(shí)可以防止燃油溢出。大翼油箱內(nèi)部靠近機(jī)身的側(cè)壁上裝有一個(gè)浮子式油量傳感器，該傳感器用來(lái)探測(cè)油箱內(nèi)的燃油量，當(dāng)燃油量低于18加侖時(shí)，油量傳感器給出一個(gè)低油量信號(hào)到GEA計(jì)算機(jī)，并在顯示器上顯示“L/R FUEL LOW”琥珀色警告信息。

圖1 PC-6飛機(jī)燃油系統(tǒng)原理圖

大翼油箱的燃油在重力作用下通過(guò)靠近機(jī)身內(nèi)壁的兩個(gè)燃油管口流進(jìn)集油箱。集油箱內(nèi)部的輔助燃油泵在啟動(dòng)時(shí)打開以增加供油，此時(shí)在顯示器上顯示“AUX PUMP ON”綠色字樣，表示輔助燃油泵已經(jīng)打開并工作。燃油從集油箱流出，經(jīng)過(guò)燃油關(guān)斷活門、油濾、流量傳感器后流向發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵。當(dāng)燃油濾堵塞時(shí)，燃油濾旁通活門打開，向發(fā)動(dòng)機(jī)持續(xù)供油，并在PFD上有琥珀色“F FILTER BLOCK”字樣顯示。計(jì)算機(jī)根據(jù)流量傳感器的信號(hào)計(jì)算出燃油消耗量、剩余燃油量、剩余航程等數(shù)據(jù)并顯示，如圖1所示。

2 PC-6飛機(jī)燃油系統(tǒng)常見故障統(tǒng)計(jì)

根據(jù)某通航公司維修工程部門提供數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，PC-6飛機(jī)燃油系統(tǒng)故障頻率高于系統(tǒng)故障平均值。燃油系統(tǒng)常見故障統(tǒng)計(jì)如圖2所示。為了保證飛行安全和燃油系統(tǒng)的可靠性，有必要對(duì)PC-6飛機(jī)燃油系統(tǒng)典型故障進(jìn)行分析。

3 輔助燃油泵典型故障分析

某公司PC-6機(jī)隊(duì)運(yùn)營(yíng)期間多次發(fā)生輔助燃油泵內(nèi)部短路故障?，F(xiàn)以飛機(jī)啟動(dòng)后駕駛艙DU上應(yīng)出現(xiàn)的綠色“AUX F PUMP ON”信息消失為典型故障案例進(jìn)行分析。根據(jù)維修經(jīng)驗(yàn)及相關(guān)技術(shù)資料判斷，該現(xiàn)象應(yīng)為燃油系統(tǒng)輔助燃油泵組件故障引起。輔助燃油泵為28V 直流電動(dòng)燃油增壓泵，安裝在收集油箱內(nèi)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)需要大流量燃油時(shí)開始工作，或作為發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)燃油泵的備用泵使用。駕駛艙左側(cè)面板上“AUX F PUMP”電門用于控制輔助燃油泵，其接通供電工作時(shí)駕駛艙DU上應(yīng)出現(xiàn)綠色的“AUX F PUMP ON”信息，表示輔助燃油泵已經(jīng)打開并工作。

3.1 故障現(xiàn)象

圖2 PC-6飛機(jī)燃油系統(tǒng)常見故障占比

一架PC-6飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)完成啟動(dòng)后，且“AUX F PUMP”電門接通，主飛行顯示（PFD）上輔助燃油泵工作“AUX F PUMP ON”信息消失；關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后，檢查發(fā)現(xiàn)“AUX PUMP”CB（circuit breaker）跳開，再次閉合CB，重新開啟AUX PUMP開關(guān)，CB依然跳開。

3.2 故障分析

檢查該架飛機(jī)的飛行記錄本，未發(fā)現(xiàn)輔助燃油泵相關(guān)的維護(hù)與維修工作記錄，判定其不存在維修差錯(cuò)。根據(jù)以往維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，初步判斷該故障與輔助燃油泵組件有關(guān)。

根據(jù)跳開關(guān)“AUX PUMP”CB通電跳開現(xiàn)象分析，可能是輔助燃油泵整個(gè)電路某處短路、電流過(guò)大所致。查閱輔助燃油泵電路圖（見圖3），判斷故障可能是燃油泵內(nèi)電路、接線樁、電容器等電氣元件或線路某處短路原因造成的。根據(jù)飛機(jī)維修手冊(cè)及維修工作經(jīng)驗(yàn)，利用電路隔離分析法進(jìn)行逐個(gè)部件的檢查分析。

3.3 故障排查

按照先元器件后線路的邏輯順序進(jìn)行故障排查。先隔離電氣元件以確認(rèn)故障件，如果電氣元件隔離后跳開關(guān)仍然跳開，需要測(cè)量線路是否有短路。根據(jù)該架飛機(jī)出現(xiàn)的故障現(xiàn)象，排查邏輯程序如下。

1）對(duì)電容C001進(jìn)行隔離。將TB020（見圖4）處銷釘PIN C和PIN H拔出，讀出電容電阻為無(wú)窮大，證明未被擊穿，電容正常。

2）對(duì)輔助燃油泵進(jìn)行隔離。將TB020處銷釘PIN A和PIN F拔出，閉合跳開關(guān)“AUX PUMP”，給飛機(jī)通電并接通輔助燃油泵電門，跳開關(guān)不跳，判斷為輔助燃油泵故障，燃油泵內(nèi)部電路短路。

圖3 輔助燃油泵控制電路

3）測(cè)量銷釘PIN G點(diǎn)的對(duì)地電壓為24V，即電瓶電壓，說(shuō)明電路供電正常。測(cè)量泵PIN A和PIN F之間的電阻為1.5Ω。根據(jù)歐姆定律公式I=U/R，可以得出經(jīng)過(guò)泵的電流為16A，遠(yuǎn)超CB跳開電流7.5A，由此判定輔助燃油泵內(nèi)部短路。

4）輔助燃油泵故障已確定。否則應(yīng)用同樣方法繼續(xù)進(jìn)行隔離，直至找出故障位置。

用隔離排除法可以確定該架飛機(jī)DU上綠色“AUX F PUMP ON”信息消失是由輔助燃油泵內(nèi)部短路引起的。根據(jù)PC-6飛機(jī)AMM 28-23-12章節(jié)輔助燃油泵拆卸/安裝要求更換輔助燃油泵。

4 輔助燃油泵系統(tǒng)維護(hù)建議

根據(jù)故障分析和維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，航線維護(hù)中應(yīng)著重關(guān)注故障告警信息和輔助燃油泵組件的工作狀況，具體維護(hù)建議如下。

1）燃油系統(tǒng)的沉淀物和水可能滋生微生物，且會(huì)引起燃油系統(tǒng)的堵塞和腐蝕等問題。航前航后應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行勤務(wù)保障要求，通過(guò)水收集箱上的排放口排出水沉淀，以減少沉淀物和水對(duì)燃油系統(tǒng)的影響。

圖4 TB020排查邏輯說(shuō)明

2）嚴(yán)格遵照PC-6飛機(jī)AFM手冊(cè)指示操作，輔助燃油泵在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)打開，增加供油壓力；起飛之后，爬升將要結(jié)束時(shí)應(yīng)關(guān)閉輔助燃油泵。禁止輔助燃油泵長(zhǎng)時(shí)間處于工作狀態(tài)，以減少輔助燃油泵的損耗，進(jìn)而減少輔助燃油泵的故障率和整個(gè)燃油系統(tǒng)的故障。

3）輔助燃油泵故障發(fā)生前，其工作噪聲均有變大的趨勢(shì)。為了快速確認(rèn)泵本體是否有短路故障，可以將輔助燃油泵從電路中隔離，測(cè)量輔助燃油泵PIN A和PIN F之間的電阻，正常電阻約為3.7Ω，故障燃油泵的電阻會(huì)變小，由此可以快速判斷輔助燃油泵是否存在故障。