專家評(píng)分法在V2500 發(fā)動(dòng)機(jī)反推位置信號(hào)反饋故障排除中的應(yīng)用研究

方俊杰/北京飛機(jī)維修工程有限公司杭州分公司

1 故障描述

2018 年5 月25 日至6 月12 日，一架A320 飛機(jī)右發(fā)反復(fù)間歇性出現(xiàn)反推關(guān)閉鎖定位信號(hào)故障，故障信息為“REV SL SENS CHB/HC/EEC 2”。6 月10 日，因在02 段（推出啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)階段）出現(xiàn)“ENG 2 REVERSE FAULT”右側(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)反推故障警告，導(dǎo)致機(jī)組滑回。

在5 月25 日至6 月12 日期間，為了排除此故障，更換了滑油量傳感器（FIN：4002EN）、滑油壓力傳感器（FIN：4005EN），檢查了反推關(guān)閉鎖定位臨近電門（FIN：4006KS）和發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制（EEC）端的J7 號(hào)插頭的插頭、插釘以及電纜等，均正常。測(cè)量臨近電門4006KS 和感應(yīng)片之間的距離，符合標(biāo)準(zhǔn)；更換臨近電門4006KS、跳開(kāi)關(guān)（FIN：1EN2）后故障依舊；目視檢查接線塊TM817，未發(fā)現(xiàn)異常。排故陷入了困境。直至6 月12 日晃動(dòng)接線塊TM817時(shí)發(fā)現(xiàn)臨近電門4006KS 電插頭電壓不穩(wěn)，更換接線塊TM817 后故障才得以最終排除。分解拆下的接線塊TM817，檢查發(fā)現(xiàn)其中A 節(jié)點(diǎn)的接觸片斷 裂。

2 系統(tǒng)原理

2.1 V2500 發(fā)動(dòng)機(jī)反推指示系統(tǒng)

發(fā)動(dòng)機(jī)反推是指客機(jī)著陸時(shí)，液壓作動(dòng)筒使反推整流罩的移動(dòng)套筒后移，帶起阻流門，露出格柵段，堵住風(fēng)扇氣流向后流的通路而轉(zhuǎn)向從格柵段流出，產(chǎn)生反推力，使客機(jī)著陸后可以較快減速，縮短著陸距離，大大提高了客機(jī)的安全性。反推的出現(xiàn)使客機(jī)的性能有了質(zhì)的飛躍。

這架A320 飛機(jī)是通過(guò)EEC 來(lái)控制V2500 發(fā)動(dòng)機(jī)反推的。駕駛艙向EEC發(fā)出放出或收回反推的信號(hào)，EEC 接收到駕駛艙的信號(hào)后控制液壓控制組件（HCU）實(shí)現(xiàn)反推的放出和收回，并通過(guò)位置傳感器將反推的實(shí)際位置情況傳遞給EEC，形成閉環(huán)控制（見(jiàn)圖1）。

V2500 發(fā)動(dòng)機(jī)反推指示共涉及4 個(gè)位置傳感器。

圖1 V2500發(fā)動(dòng)機(jī)反推指示系統(tǒng)原理示意圖

1）反推關(guān)閉鎖定位臨近電門：位于下部反推作動(dòng)筒，左右側(cè)反推各有一個(gè)，分別將反推鎖定信號(hào)發(fā)送給EEC的A 通道和B 通道。

2）反推放出位置的線性可變差動(dòng)傳感器（LVDT）：位于上部反推作動(dòng)筒，左右側(cè)反推各有一個(gè)，分別將反推的開(kāi)度信號(hào)發(fā)送給EEC 的A 通道和B 通道。

2.2 反推關(guān)閉鎖定位臨近電門

本次故障的信息為“REV SL SENS CHB”， 即“REVERSER STOW AND LOCK SENSOR CHANELB”，表示發(fā)動(dòng)機(jī)右側(cè)反推的臨近電門4006KS 給出的信號(hào)異常，故在此著重介紹該臨近電門及其相關(guān)部件的工作原理。

正常情況下，當(dāng)反推在收回鎖定位時(shí)，靶標(biāo)與臨近電門距離接近（見(jiàn)圖2），臨近電門4006KS 產(chǎn)生電信號(hào)并持續(xù)反饋給EEC，告知EEC 反推位于關(guān)閉鎖定狀態(tài)。該電信號(hào)的反饋回路包括EEC、臨近電門4006KS 以及兩者間的線路。

臨近電門本身需要有外界供電才能正常工作，因此臨近電門4006KS 共有3 根線路，兩根為提供EEC 位置信號(hào)的回路，另一根為供電線路。供電線路（見(jiàn)圖3）初始從跳開(kāi)關(guān)1EN2 引出，中途經(jīng)接線塊TM817 一分為三，分別供電給臨近電門4006KS、滑油量傳感器4002EN 和滑油壓力傳感器4005EN。TM817 的內(nèi)部機(jī)構(gòu)如圖4 所示。

圖2 反推關(guān)閉鎖定位臨近電門4006KS

圖3 臨近電門4006KS供電線路示意圖

3 故障分析及解決方法探討

3.1 故障分析

由本次故障信息“REV SL SENS CHB”，可以得出右側(cè)反推關(guān)閉鎖定位傳感器故障。由故障觸發(fā)在飛機(jī)起飛前的滑出階段，不涉及反推的放出，得出故障觸發(fā)的原因是EEC 未給出打開(kāi)反推指令，同時(shí)EEC 也未收到右側(cè)的反推鎖定位臨近電門給出的電信號(hào)。進(jìn)一步分析可以推測(cè)，臨近電門無(wú)法持續(xù)產(chǎn)生正確的電信號(hào)和不能持續(xù)反饋正確電信號(hào)都會(huì)導(dǎo)致這種情況。根據(jù)故障類型，將可能的故障分為部件故障和線路故障。

可能涉及的故障部件有：滑油量傳感器4002EN、滑油壓力傳感器4005EN、反推關(guān)閉鎖定位臨近電門4006KS 和EEC。

滑油量傳感器、滑油壓力傳感器和臨近電門三者的供電線路為并聯(lián)關(guān)系，如果滑油量傳感器和滑油壓力傳感器出現(xiàn)故障，電壓不穩(wěn)定將導(dǎo)致臨近電門出現(xiàn)電壓波動(dòng)，無(wú)法持續(xù)產(chǎn)生正確的電信號(hào)。

臨近電門與靶標(biāo)之間的間隙不在正常范圍或者臨近電門本身出現(xiàn)故障也會(huì)導(dǎo)致無(wú)法持續(xù)產(chǎn)生正確的電信號(hào)。

從供電端到反饋端，線路重要的節(jié)點(diǎn)為跳開(kāi)關(guān)1EN2、接線塊TM817、臨近電門4006KS 的插頭以及EEC 端的J7號(hào)插頭，任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問(wèn)題都會(huì)導(dǎo)致上述故障。

圖4 接線塊TM817內(nèi)部機(jī)構(gòu)示意圖

3.2 利用專家評(píng)分法進(jìn)行決策

專家評(píng)分評(píng)價(jià)法是一種定性與定量相結(jié)合的評(píng)價(jià)方法。它首先根據(jù)評(píng)價(jià)對(duì)象的具體要求選定若干個(gè)評(píng)價(jià)項(xiàng)目；再根據(jù)評(píng)價(jià)項(xiàng)目定出評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)分別用5 分、4 分、3 分、2 分、1 分（百分制或原始指標(biāo)）記下，以此為標(biāo)準(zhǔn)分別給予一定的分值，最后以得分多少為序決定優(yōu)劣。

評(píng)分法有許多種，由于希望快速排除此故障，這里只考慮部件可靠性和航線更換難易程度這兩個(gè)最重要的因素，故選擇連乘評(píng)分法，即將各項(xiàng)目分值相乘，以乘積的大小決定優(yōu)劣，這是一種靈敏度較高的評(píng)價(jià)方法[1]。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為

以本次排故為例，將可靠性自低到高以5 ～1 打分，將更換的難度程度自易到難以5 ～1 打分。

通過(guò)篩選機(jī)隊(duì)歷年故障記錄，查詢更換故障部件時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的TSN/CSN（自開(kāi)始時(shí)間/自開(kāi)始循環(huán)），由于大多數(shù)為首次更換，基本可確定上述部件的可靠性數(shù)據(jù)，并依據(jù)可靠性越低得分越高的原則進(jìn)行打分。得分情況為：滑油量傳感器4002EN 的平均TSN/CSN 為18498/9230， 評(píng)3 分；滑油壓力傳感器4005EN 的平均TSN/CSN 為6606/3218，評(píng)4 分；反推關(guān)閉鎖定位臨近電門4006KS、EEC、跳開(kāi)關(guān)1EN2、臨近電門4006KS 的插頭以及EEC 端的J7 號(hào)插頭因未找到由故障導(dǎo)致的更換記錄，故認(rèn)為可靠性較高，評(píng)2 分；接線塊TM817 情況較為特殊，幾次TSN/CSN 分別為16997/10621、14080/6844、18069/8634、5738/2779、5479/2362、4228/1944（ 本次故障的TSN/CSN）、4043/1865，主要集中在16000H 和5000H 附近，因此評(píng)4 分。

表1 專家評(píng)分法分析結(jié)果

通過(guò)查看AMM 手冊(cè)并借助工作經(jīng)驗(yàn)，可以快速判斷上述部件航線更換難易程度，依據(jù)越容易更換得分越高的原則進(jìn)行打分。根據(jù)公式，可靠性項(xiàng)目分值和更換難易程度項(xiàng)目分值相乘得到總分，數(shù)值見(jiàn)表1，總分從大到小的排序可作為排故的參考順序。

通過(guò)分析結(jié)果可知，排除故障依次拆下組件的順序?yàn)椋夯土總鞲衅?002EN →滑油壓力傳感器4005EN →接線塊TM817 →跳開(kāi)關(guān)1EN2 →EEC →反推關(guān)閉鎖定位鄰近電門4006KS →鄰近電門4006KS插頭→EEC端J7號(hào)插頭。按此順序?qū)嶋H排查，發(fā)現(xiàn)接線塊TM817上的金屬?gòu)椘瑪嗔眩ㄒ?jiàn)圖5），導(dǎo)致臨近電門4006KS 接收到的供電電壓在振動(dòng)或晃動(dòng)情況下不穩(wěn)定，造成其無(wú)法正常穩(wěn)定地向EEC 反饋信號(hào)。

圖5 分解后的故障接線塊TM817

4 總結(jié)

本次故障涉及的線路和元器件較多，除正常信號(hào)反饋線路外還涉及供電線路。供電線路為多個(gè)器件共用，各器件及線路之間可能存在互相干擾，且該故障為間歇性故障，地面無(wú)法穩(wěn)定還原，排故難度較大。

接線塊TM817 的可靠性不如預(yù)期，根據(jù)空客的全球在役飛機(jī)維護(hù)經(jīng)驗(yàn)（WISE）記載，多家公司曾反映該接線塊短路導(dǎo)致此類故障長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法排除，發(fā)動(dòng)機(jī)廠家IAE 發(fā)布服務(wù)通告（SB）ENG-73-0137 重新設(shè)計(jì)了該接線塊，而后又發(fā)布SB V2500-ENG-71-0275 來(lái)加固線路，減小故障概率，目前看效果并不理想。

想要快速排除此類故障，需要分析系統(tǒng)工作原理，理清可能出現(xiàn)故障的部件，再根據(jù)可靠性和航線更換的難易程度，利用專家評(píng)分法完成排序，對(duì)故障進(jìn)行針對(duì)性排除，提高效率。在本故障發(fā)生的2018 年5 月，空客TSM 手冊(cè)中將TM817 的更換排在排故順序的最后一位，本文撰寫時(shí)考慮到可靠性樣本數(shù)量不夠多而將TM817 的更換順序排在第三。目前最新的TSM 手冊(cè)已將TM817 更改為排故順序的首個(gè)更換部件，也從側(cè)面印證了本文的正確性。

由于線路間歇性故障一般比較隱蔽，在判斷線路是否故障時(shí)可以邊晃動(dòng)線路邊測(cè)量，模擬飛機(jī)運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)條件，建議安排有經(jīng)驗(yàn)的維修人員進(jìn)行檢查。