某型飛機座艙溫度不調(diào)節(jié)故障分析

■ 盧秋懷 許弘博/大連長豐實業(yè)總公司

1 故障現(xiàn)象

某型飛機進行第一個架次試飛時，飛行員反映座艙溫度低，且溫度不能自動調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)為人工手動調(diào)節(jié)后，座艙溫度也無法提高。飛機著陸后進行地面試車，座艙溫度仍無法通過自動和手動方式調(diào)高，故障現(xiàn)象與空中飛行時一致。

2 座艙溫度控制系統(tǒng)工作原理

座艙環(huán)境控制系統(tǒng)將發(fā)動機壓氣機引出的增壓空氣引入座艙，并對座艙內(nèi)的溫度和壓力進行調(diào)節(jié)（見圖1），以保證在各種飛行狀態(tài)和飛行條件下座艙內(nèi)的空氣參數(shù)適合飛行員的生理需要。

圖1 座艙溫度控制示意圖

座艙溫度控制系統(tǒng)由溫度控制盒、管路溫度傳感器、座艙溫度選擇器、溫度控制閥等組成。

座艙溫度控制系統(tǒng)具有自動調(diào)節(jié)與手動調(diào)節(jié)座艙供氣溫度的功能。溫度控制盒有“自動”和“人工”兩種控制方式。管路溫度傳感器與溫度控制盒和座艙溫度選擇器配套使用。

溫度選擇器給定溫度可在4℃～80℃范圍選擇，當溫度選擇器給定某一溫度時，由管路溫度傳感器感受通向飛機座艙的管路溫度，經(jīng)與給定值比較，其誤差信號經(jīng)控制通道處理后，向溫度控制閥發(fā)出調(diào)節(jié)活門開度大小信號，使通向飛機座艙的管路溫度控制在規(guī)定范圍內(nèi)。

1）座艙供氣溫度自動控制

將前艙右操縱臺的功能選擇器放在“自動”位置，溫度選擇器根據(jù)季節(jié)不同置于合適的位置，環(huán)控系統(tǒng)供氣開關斷開。發(fā)動機開車后，壓氣機產(chǎn)生的高溫高壓氣體分兩路，一路進入空氣散熱器組件、渦輪冷卻器進行三級冷卻；另一路經(jīng)熱路閥進入渦輪冷卻器混合腔?；旌虾蟮目諝庠谶M入座艙前，溫度傳感器將溫度信號傳到溫度控制盒。如果溫度過高或過低，溫度控制盒即向溫度控制閥發(fā)出控制信號，使熱路閥關小或開大，控制熱空氣進入渦輪冷卻器混合腔的流量，從而達到供氣溫度自動控制的目的。

2）座艙供氣溫度手動控制

當座艙供氣溫度自動控制部分有故障或飛行員感受自動調(diào)節(jié)供氣溫度不適宜時，可將功能選擇器放在“人工”位置，并調(diào)節(jié)溫度選擇器旋鈕。左旋溫度降低，右旋溫度升高。

當左右旋轉(zhuǎn)溫度選擇器時，溫度選擇器向溫度控制盒發(fā)出信號，溫度控制盒向溫度控制閥發(fā)出信號，使溫度控制閥關小或開大控制熱路的流量，從而達到調(diào)節(jié)座艙供氣溫度的目的。

3 故障排除及溫度控制閥檢查

經(jīng)分析，初步認為是控制熱路的溫度控制閥開度小，活門開度不能調(diào)大。更換溫度控制閥后，地面試車檢查，座艙溫度調(diào)節(jié)恢復正常。

溫度控制閥用于自動調(diào)節(jié)熱空氣流量以獲得預定的混合空氣溫度。如圖2所示，當座艙供氣溫度低于調(diào)定值時，座艙溫度控制盒內(nèi)的感溫裝置自動發(fā)出電信號，接通電路，電動機構使活門向“開”的方向逐漸打開。當活門板轉(zhuǎn)至全開位置時，電動機構內(nèi)的機械限位裝置使活門板停在全開位置，摩擦離合器打滑，最后一級行星齒輪的導動器部件繼續(xù)轉(zhuǎn)動，使位于其缺口中的彈簧片部件上的搖臂被推動并繞小軸轉(zhuǎn)動，彈簧片撥動被固定在開關板部件上的微動開關觸頭，使常閉觸點斷開，電動機斷電停止工作，同時常開觸點閉合。

圖2 溫度控制閥原理圖

拆下溫度控制閥檢查，首先按照溫度控制閥修理工藝進行性能試驗，再進一步分解檢查。

1）通電檢查溫度控制閥絕緣介電強度和活門轉(zhuǎn)換電流及轉(zhuǎn)換時間正常；

2）加壓檢查活門流體阻力試驗正常；

3）高溫試驗、低溫試驗正常。

以上試驗檢查重復進行數(shù)百次，活門能正常打開或關閉，故障現(xiàn)象未復現(xiàn)。

考慮到實際工作時活門開度經(jīng)常調(diào)節(jié)，且一般在非極限位置進行調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換，因此在非極限位置對活門進行調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換試驗。當活門從全開位置向關閉方向轉(zhuǎn)動某一角度后，轉(zhuǎn)換電路，向活門打開方向轉(zhuǎn)動，但活門不轉(zhuǎn)動，此時再接通關閉電路，活門可向關閉方向繼續(xù)轉(zhuǎn)動；當活門關閉接近極限位置時，接通打開電路，活門可以打開。重復多次，現(xiàn)象一致，故障復現(xiàn)。

4 故障原因分析

分解溫度控制閥發(fā)現(xiàn)，當活門在“中間”時，撥桿彈片不在兩個限動微動開關“中間”，撥桿彈片偏向“活門打開”限動位置（圖3中偏左位置），導致活門還沒有到全開機械限動位置時電氣限動的微動開關“活門打開”常閉觸點斷開，電動機斷電，活門停止轉(zhuǎn)動，活門沒有完全打開。此時，即使活門向關閉方向轉(zhuǎn)動一個小角度，也不能使微動開關“活門打開”常閉觸點接通，因此活門無法向“活門打開”方向轉(zhuǎn)動。

當座艙溫度較低想提高溫度時，需要增大熱空氣流量，但此時控制“活門打開”方向的電路無法接通，控制活門的開度無法加大，熱空氣不能滿足流量需求，因此座艙溫度不上升。

造成座艙溫度低的原因是電動機構內(nèi)撥桿彈片偏向“活門打開”限動位置，導致電氣限動在機械限動前工作，活門沒有完全打開，熱空氣流量不滿足需求。

5建議

該故障具有一定的隱蔽性。因故障發(fā)生在試飛階段，機務準備與維護階段都未出現(xiàn)，前期排故時認為可能是溫度控制閥活門卡在小開度位置，所以在溫度控制閥返回試驗檢查時主要關注的是活門能否正常開關和有無卡滯，但正常試驗檢查結果均合格，溫度控制閥在附件修理、裝機地面通電檢查以及地面試車檢查等多道工序都未找到故障原因。實際上，當溫度控制閥活門開度在某一位置時，因電氣限動斷開了活門打開的電路，會導致出現(xiàn)活門開度不能增大但可以關小的情況。

綜上，建議在修理附件時增加活門在中間不同位置時的轉(zhuǎn)換試驗，類似于電動機構轉(zhuǎn)換試驗，還應在各個不同的位置進行檢查，避免類似情況發(fā)生。