A330 飛機(jī)煙霧探測原理及常見故障處理

宋衛(wèi)龍

（四川航空股份有限公司，四川 成都610202）

1 煙霧探測系統(tǒng)構(gòu)成

煙霧探測系統(tǒng)由探測器、探測組件SDCU、控制面板等組成，如圖1 所示：

圖1 現(xiàn)代飛機(jī)煙霧探測系統(tǒng)構(gòu)成

1.1 煙霧探測器

目前現(xiàn)代飛機(jī)上所使用的煙霧探測器有以下兩種類型：

1.1.1 光電式煙霧探測器。光電式煙霧探測器廣泛用于貨艙和電子設(shè)備艙，它是利用光的反射和散射原理制成的。光源、篦齒和光電管設(shè)置在同一平面上，篦齒的遮擋使光電管不能直接接受光源發(fā)出的光。當(dāng)出現(xiàn)煙霧時(shí)，煙霧粒子會反射和散射一部分光束，光電管接收到這些光，并發(fā)送模擬信號給控制組件，觸發(fā)警報(bào)。每個(gè)煙霧探測器都有一個(gè)加熱裝置來提高探測器內(nèi)部的溫度，使煙探測器內(nèi)的溫度保持在大約15℃至40℃之間。加熱裝置使空氣保持干燥，從而確保在潮濕條件下之間更準(zhǔn)確地探測到煙霧。1.1.2離子型煙霧探測器。離子型煙霧探測器一般用于廁所的煙霧探測，它安裝在每個(gè)廁所的天花板上。離子型煙霧探測器采用少量的放射性材料，當(dāng)兩極加上電壓后使探測器室內(nèi)的空氣電離，這樣就會有一定的電流流過探測器。當(dāng)有煙霧的空氣通過探測器時(shí)，煙霧的微小粒子附著在離子上，使離子濃度降低，通過探測器的電流下降，當(dāng)電流下降到預(yù)定警告值時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警。

1.2 煙霧探測控制組件SDCU （SMOKE DETECTION CONTROL UNIT）

SDCU位于電子艙852VU。它的主要功能有:監(jiān)控和處理來自煙霧探測器的信號，包括貨艙、電子艙、廁所、機(jī)組休息室的煙霧探測器信號，并輸出信號給其他相關(guān)系統(tǒng)。監(jiān)控貨艙滅火系統(tǒng)，包括滅火瓶壓力、爆炸帽引爆信號等。給煙霧探測器供電。SDCU有兩個(gè)獨(dú)立運(yùn)行和冗余通道。任意一個(gè)通道均包含滿足系統(tǒng)正常工作的全部功能。在駕駛艙頭頂261VU 和262VU 面板有兩個(gè)SDCU復(fù)位開關(guān)14WH 和15WH (每個(gè)通道一個(gè))。

1.3 煙霧報(bào)警器燈和測試按鈕

駕駛艙頭頂面板212VU上有兩個(gè)SMOKE AGENT 電門，相應(yīng)貨艙探測到煙霧時(shí)對應(yīng)電門上的紅色SMOKE 燈點(diǎn)亮。一個(gè)TSET按鈕用于執(zhí)行貨艙煙霧探測系統(tǒng)的操作測試，測試時(shí)也會點(diǎn)亮兩個(gè)SMOKE AGENT電門上的紅色SMOKE 燈和白色SQUIB 燈（爆炸帽可用時(shí)）。按入TEST按鈕后，同時(shí)會對貨艙滅火系統(tǒng)、貨艙通風(fēng)隔離活門、電子艙煙霧探測系統(tǒng)進(jìn)行測試。

2 煙霧探測系統(tǒng)原理

2.1 SDCU的通道及環(huán)路簡介

如 圖 2 所 示，SDCU 包 含 兩 個(gè) 通 道，CHANNEL1 和CHANNEL2。每個(gè)通道有LOOPA 和LOOPB 兩條獨(dú)立的環(huán)路，它們各自擁有自己的獨(dú)立的煙霧探測器，通道1 和通道2 是SDCU中相互獨(dú)立的兩個(gè)通道，兩個(gè)通道上都連接了LOOP A 和LOOP B，每個(gè)通道都能獨(dú)立實(shí)現(xiàn)完整探測功能，兩個(gè)通道的區(qū)別在于對同一條LOOP 上的煙霧探測的監(jiān)控方向不同，如果說通道1 的監(jiān)控是從“頭”到“尾”，那么通道2 的監(jiān)控就是從“尾”到“頭”，但是它們監(jiān)控的是該環(huán)路上的相同的煙霧探測器。

圖2 煙霧探測原理

貨艙和電子艙的煙霧探測器都是成對安裝的，每一對的兩個(gè)煙霧探測器分屬于LOOP A 和LOOP B，當(dāng)一條LOOP 故障時(shí)不會失去對該區(qū)域的煙霧探測能力；廁所和機(jī)組休息室只有一個(gè)煙霧探測器，它只屬于LOOP A 或者LOOP B，當(dāng)其中一條LOOP 故障時(shí)，就失去了對該LOOP 對應(yīng)的廁所和機(jī)組休息室的煙霧探測能力，也會出現(xiàn)LOOPA 或LOOP B 故障，此時(shí)ECAM警告只會顯示廁所和機(jī)組休息室煙霧探測故障而不會顯示貨艙和電子艙煙霧探測故障。

2.2 系統(tǒng)構(gòu)型

SDCU 連續(xù)監(jiān)控和分析每個(gè)通道上煙霧探測器的電壓信號來判斷系統(tǒng)狀態(tài)。分別有以下幾種構(gòu)型：2.2.1 正常構(gòu)型。在正常情況下，煙霧檢測器的可變電壓介于故障前閾值(低)和故障前閾值(高)之間。此時(shí)SDCU判斷系統(tǒng)處于正常構(gòu)型，無煙霧信號、無故障、無預(yù)故障。2.2.2 煙霧構(gòu)型。當(dāng)煙霧探測器中的可變電壓增加到大于煙霧閾值超過5s 時(shí)，表示該煙霧探測器探測到煙霧。當(dāng)安裝在同一腔室中的兩個(gè)煙霧探測器或安裝在不同腔室但在同一貨艙中的兩個(gè)煙霧探測器探測到煙霧時(shí)，SDCU判斷系統(tǒng)處于煙霧構(gòu)型。當(dāng)只從一個(gè)煙霧探測器接收到煙霧信號時(shí)，SDCU 會對同一腔室的另一個(gè)煙霧探測器進(jìn)行測試。如果另一個(gè)煙霧探測器工作正常，則忽略來自第一個(gè)煙霧探測器的煙霧信號。如果另一個(gè)煙霧探測器工作不正常，SDCU也會判斷系統(tǒng)處于煙霧構(gòu)型。SDCU 判斷系統(tǒng)處于煙霧構(gòu)型后會發(fā)送煙霧警告信號至頭頂面板警告燈、FWC（ECAM警告和燈光音響警告）和VC（關(guān)閉對應(yīng)貨艙通風(fēng)隔離閥）。

2.2.3 故障構(gòu)型。煙霧探測器或線路發(fā)生故障時(shí)會導(dǎo)致可變電壓降低。當(dāng)煙霧探測器中的可變電壓降至小于故障閾值超過5s 時(shí)，則表示該煙霧探測器或與其相連的線路發(fā)生故障，SDCU 判斷系統(tǒng)處于故障狀態(tài)，并向FWC 和CMC 發(fā)送故障信號。2.2.4 預(yù)故障構(gòu)型。SDCU每隔30 分鐘會對每個(gè)煙霧探測器進(jìn)行測試。如果煙霧探測器受到污染，其可變電壓可能會增加或減少。當(dāng)可變電壓增加到處于預(yù)故障閾值(高)與煙霧閾值之間或減少到處于故障閾值與預(yù)故障閾值(低)之間時(shí)，SDCU 記錄一次預(yù)故障。若此時(shí)飛機(jī)在空中，則SDCU直接判斷系統(tǒng)為預(yù)故障構(gòu)型并發(fā)送三類故障信息；若此時(shí)飛機(jī)在地面，還需結(jié)合30 分鐘后的第二次測試結(jié)果，若再次探測到可變電壓處于預(yù)故障區(qū)間，則SDCU 判斷系統(tǒng)處于預(yù)故障構(gòu)型并發(fā)送三類故障信息。

3 常見故障處理

煙霧探測系統(tǒng)的故障警告，極易出現(xiàn)在飛機(jī)剛上電后，由于該系統(tǒng)對電磁干擾非常敏感，在系統(tǒng)啟動階段受到其他電路產(chǎn)生的電磁干擾后可能使某些部件供電受到影響導(dǎo)致系統(tǒng)功能不完整。因此空客建議在每架飛機(jī)啟動完成后，通過MCDU 對SDCU 進(jìn)行一次BITE 測試。測試正常表示SDCU正常啟動，如果測試不正常則對SDCU 進(jìn)行兩分鐘復(fù)位，如果仍有故障，則進(jìn)行20 分鐘的復(fù)位。一般的系統(tǒng)復(fù)位方法是：在頭頂261VU 和262VU 面板上，同時(shí)拔出SDCU1 和SDCU2 的斷路器（CIRCUIT BREAKER，簡稱CB），等待兩分鐘后同時(shí)合上，如故障依舊則再次同時(shí)拔出兩個(gè)CB等待20 分鐘后同時(shí)合上。該方法一般可以清除掉虛假警告，需要注意的是20 分鐘的長時(shí)間復(fù)位盡量在上貨上客前進(jìn)行，否則在復(fù)位過程中需要依據(jù)手冊在特定間隔分鐘內(nèi)對煙霧探測相關(guān)區(qū)域進(jìn)行檢查。復(fù)位后如果故障清除，系統(tǒng)BITE 測試正常，SMOKE WARN TESTS 正常，則無需進(jìn)一步工作，如果故障依舊，則依據(jù)相關(guān)故障信息排故。從機(jī)隊(duì)運(yùn)行的角度，如果多次重復(fù)出現(xiàn)相同的故障信息，雖均可以通過復(fù)位清除，但是為了防止漏判故障，防止某些部件處于不穩(wěn)定狀態(tài)或故障邊緣狀態(tài)對機(jī)隊(duì)運(yùn)行造成影響，一般會進(jìn)行基于優(yōu)化狀態(tài)的排故工作，此時(shí)需要注意為了便于查找隱蔽故障源不要在第一時(shí)間依據(jù)手冊復(fù)位CB 來清除故障，而是在故障警告狀態(tài)下先通過BITE 測試和LABEL CALL-UP 參數(shù)來幫助定位該故障源。如遇煙霧探測警告，我們通過測試后得到的常見故障信息如下幾種類型：

3.1 SMK DET LAV LOCATION DD or

SMK DET AVNCS (XWA) DEGRADED MODE or

SMK DET FWD LDCC (XWH)/ SENSITIVITY

此類測試信息給出具體煙霧探測器FIN 號（功能號）的信息，優(yōu)先更換對應(yīng)的煙霧探測器和檢查該探測器電插頭，其次檢查測量上下游線路和電插頭，最后檢查其他部件和線路。

3.2 WRG BETWEEN SMK DET FWD LDCC (XWH) AND SMK DET FWD LDCC (XWH) or WRG BETWEEN SMK DET LAV LOCATION 35 AND SDCU CHANNEL 2

此類給出具體區(qū)域線路信息，優(yōu)先檢查測量該區(qū)域線路和電插頭，其次更換該區(qū)域煙霧探測器和檢查該區(qū)域上下游線路和電插頭，最后檢查其他部件和線路。

3.3 WRG: PIN PROG LOOP A（B）/ SDCU (20WH)

優(yōu)先依據(jù)ASM（飛機(jī)線路手冊）檢查SDCU 的程序銷釘，其次更換SDCU

3.4 SMOKE LOOP A（B）

未給出具體的煙霧探測器或線路位置，優(yōu)先利用label call-up參數(shù)進(jìn)行二分法查找故障源，因SDCU 件號不同輸入label call-up 代碼不一樣，查看各環(huán)路上煙探數(shù)量時(shí)需輸入的代碼為17B/1/320/01 和17B/2/320/10 得到LOOP 參數(shù)如圖3 所示，DATABITS 欄一共有18 個(gè)數(shù)字，從左至右分別是28-11 位，依據(jù)手冊我們所需的是17-13 位為01010，得到這幾位數(shù)字后通過二進(jìn)制算法得到煙霧探測器數(shù)量，根據(jù)數(shù)量是否符合程序手冊要求來判斷并更換故障煙霧探測器；其次檢查所有探測器電插頭狀態(tài)、分別檢查測量每段線路狀態(tài)，最后檢查程序銷釘和更換SDCU。

圖3 故障代碼圖

3.5 SDCU (20WH) or SDCU (20WH) CHN 1（2）BUS

優(yōu)先更換SDCU，其次檢查線路。另外平時(shí)檢查相關(guān)區(qū)域時(shí)注意檢查煙霧探測器本體是否有污染，廁所區(qū)域探測器外側(cè)的濾網(wǎng)是否污染，更換電子艙和IFEC 通風(fēng)管路煙霧探測器時(shí)檢查管路內(nèi)部是否有污染，發(fā)現(xiàn)后及時(shí)清潔，降低故障發(fā)生率。對煙霧探測系統(tǒng)感興趣的可以通過空客AIRNAV 手冊和相關(guān)TFU、ISI 了解更多信息。