基于A320 機(jī)型的發(fā)動(dòng)機(jī)滑油系統(tǒng)故障實(shí)時(shí)監(jiān)控預(yù)警研究

■ 易瑋 遲曄 史秀宇/中國(guó)南方航空股份有限公司沈陽(yáng)維修基地

1 發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵參數(shù)監(jiān)控的現(xiàn)狀和意義

目前，世界范圍內(nèi)對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)滑油量等關(guān)鍵參數(shù)的監(jiān)控還處于人工記錄和統(tǒng)計(jì)分析階段，不能完全做到實(shí)時(shí)監(jiān)控，這種傳統(tǒng)方法診斷故障滯后，屬于事后判斷，無(wú)法達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控預(yù)警的目的，也無(wú)法滿足日益發(fā)展的高質(zhì)量發(fā)動(dòng)機(jī)的管理需要。

建立發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵參數(shù)（油壓、油溫和滑油耗量等）實(shí)時(shí)監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，有助于提升發(fā)動(dòng)機(jī)滑油系統(tǒng)故障實(shí)時(shí)預(yù)警能力。當(dāng)捕捉到滑油系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)超差時(shí)，預(yù)警系統(tǒng)實(shí)時(shí)發(fā)送自主編輯的滑油預(yù)警報(bào)文給地面郵箱，從而在第一時(shí)間捕捉到故障的發(fā)生，盡早發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)工作異常問(wèn)題，及時(shí)采取措施安排相關(guān)排故運(yùn)力，提升飛機(jī)的安全維護(hù)水平，達(dá)到“安全關(guān)口前移”的目的。該系統(tǒng)對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)防空停，提升機(jī)隊(duì)整體安全裕度，完善發(fā)動(dòng)機(jī)工程管理綜合業(yè)務(wù)能力將起到重要的作用。

2 關(guān)鍵參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控預(yù)警的研究?jī)?nèi)容和技術(shù)方案

2.1 研究?jī)?nèi)容

1）A320 機(jī)隊(duì)滑油實(shí)時(shí)監(jiān)控邏輯；

2）A320 機(jī)隊(duì)滑油實(shí)時(shí)監(jiān)控功能ACMS 軟件實(shí)現(xiàn)；

3）A320 機(jī)隊(duì)地面預(yù)警分析功能實(shí)現(xiàn)；

4）A320 機(jī)隊(duì)滑油預(yù)警事件工程應(yīng)對(duì)方案。

2.2 技術(shù)方案

采集南航A320 機(jī)隊(duì)的發(fā)動(dòng)機(jī)QAR數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)故障深入分析，對(duì)滑油系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)超差預(yù)警門(mén)檻值和預(yù)警邏輯進(jìn)行分析設(shè)定，建立故障診斷預(yù)警模型，實(shí)施完成A320 飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)滑油系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)的實(shí)時(shí)采集與預(yù)警傳送。當(dāng)捕捉到參數(shù)超差時(shí)，以實(shí)時(shí)ACARS 報(bào)文的形式將自主編輯的滑油參數(shù)超差預(yù)警報(bào)文發(fā)送至指定的地面郵箱，依托機(jī)載ACMS 軟件建立滑油系統(tǒng)空中警告觸發(fā)機(jī)制，向地面發(fā)送警告信息，并集成于地面遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)，為工程師提供一體化解決方案。

3 技術(shù)實(shí)施方案

3.1 工程實(shí)施步驟

1）收集機(jī)隊(duì)及故障案例數(shù)據(jù)，搭建故障模型，完成構(gòu)型監(jiān)控邏輯分析；

2）在A320 機(jī)型上根據(jù)機(jī)載軟件性能與模式實(shí)現(xiàn)監(jiān)控邏輯；

3）完成觸發(fā)邏輯關(guān)鍵信息的QAR記錄，實(shí)現(xiàn)閾值參數(shù)航線調(diào)節(jié)功能；

4）裝機(jī)測(cè)試與驗(yàn)證；

5）發(fā)布升級(jí)技術(shù)文件；

6）監(jiān)控升級(jí)效果與問(wèn)題反饋。

3.2 自主報(bào)文設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目實(shí)時(shí)地將自主設(shè)計(jì)的ACARS 853 報(bào)文向地面發(fā)送超差報(bào)文信息，并集成于地面遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)為工程師提供一體化解決方案，提升南航機(jī)隊(duì)整體安全裕度。當(dāng)參數(shù)超差時(shí)，會(huì)觸發(fā)自主設(shè)計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)滑油監(jiān)控報(bào)文，通過(guò)預(yù)置的報(bào)警CODE 代碼即可判斷故障類型，自主設(shè)計(jì)的853 報(bào)文信息如圖1 和圖2 所示。

圖1 LEAP發(fā)動(dòng)機(jī)滑油實(shí)時(shí)監(jiān)控報(bào)文

圖2 PW1100發(fā)動(dòng)機(jī)滑油實(shí)時(shí)監(jiān)控報(bào)文

3.3 自主設(shè)計(jì)的實(shí)時(shí)監(jiān)控報(bào)文與傳統(tǒng)監(jiān)控方式對(duì)比

使用發(fā)動(dòng)機(jī)滑油實(shí)時(shí)監(jiān)控報(bào)文前后對(duì)比如表1、表2 所示。

表1 LEAP發(fā)動(dòng)機(jī)滑油實(shí)時(shí)監(jiān)控報(bào)文使用前后對(duì)比表

表2 PW1100發(fā)動(dòng)機(jī)滑油實(shí)時(shí)監(jiān)控報(bào)文使用前后對(duì)比表

4 成果實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用推廣

4.1 某飛機(jī)左發(fā)空中漏滑油事件預(yù)警

2021 年3 月一架A320 飛機(jī)執(zhí)行航班任務(wù)，15:38 離地，EMC 接收到本項(xiàng)目的實(shí)時(shí)預(yù)警報(bào)文，監(jiān)控到空中左發(fā)漏滑油，立即與機(jī)組聯(lián)系，通知機(jī)組關(guān)注滑油參數(shù)，并通知相關(guān)部門(mén)安排調(diào)整后續(xù)航班。飛機(jī)16:45 正常落地。駕駛艙顯示左發(fā)滑油量為8.5QT，右發(fā)滑油量18.3QT。

地面檢查發(fā)現(xiàn)反推包皮6 點(diǎn)鐘位置有較多滑油痕跡，打開(kāi)反推包皮檢查發(fā)現(xiàn)起動(dòng)機(jī)周?chē)推饎?dòng)機(jī)殼體處有較多滑油，拆開(kāi)起動(dòng)機(jī)磁堵檢查發(fā)現(xiàn)大量金屬屑，如圖3 所示。

圖3 某飛機(jī)滑油系統(tǒng)故障表現(xiàn)及磁堵情況

地面進(jìn)一步排故發(fā)現(xiàn)起動(dòng)活門(mén)在空中未完全關(guān)閉，引氣持續(xù)驅(qū)動(dòng)起動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)，起動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)致內(nèi)部失效并漏油。

本故障案例是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)滑油實(shí)時(shí)監(jiān)控預(yù)警項(xiàng)目的成功運(yùn)用，預(yù)警報(bào)文的成功觸發(fā)以及地面維護(hù)人員的及時(shí)反應(yīng)和分析，并采取了有效措施，預(yù)防發(fā)動(dòng)機(jī)空中停車(chē)，提升了飛機(jī)的安全維護(hù)水平，降低了潛在的維修成本。

4.2 推廣應(yīng)用

截至2021 年11 月，本課題項(xiàng)目已在南航全部空客A320s 機(jī)隊(duì)進(jìn)行安裝應(yīng)用并取得成功，即將在其他機(jī)型上推廣實(shí)施。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)滑油系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦超差觸發(fā)實(shí)時(shí)預(yù)警報(bào)文發(fā)送地面，能夠?qū)崿F(xiàn)第一時(shí)間有效預(yù)警空中滑油泄露等重大故障的目的。

5 結(jié)束語(yǔ)

大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展為更好地取代現(xiàn)有數(shù)據(jù)采集方法并實(shí)現(xiàn)機(jī)上實(shí)時(shí)監(jiān)控提供了條件，本成果可拓展應(yīng)用于其他機(jī)型和系統(tǒng)的實(shí)時(shí)關(guān)鍵參數(shù)的監(jiān)控預(yù)警，如應(yīng)用于飛行參數(shù)實(shí)時(shí)預(yù)警，為更好地保障飛行安全提供有利支撐。