波音787 飛機新型大翼防冰系統(tǒng)及其維護

■ 劉廣鋒 王路瑤 袁文科/ 中國南方航空股份有限公司工程技術分公司 北京飛機維修工程有限公司

大翼防冰是飛機防冰系統(tǒng)的重要組成部分，航空歷史上發(fā)生過多起因大翼結冰造成的空難，設計更有效的大翼防冰系統(tǒng)一直是飛機制造商的重點科目。傳統(tǒng)機型一般采用發(fā)動機引氣對大翼前緣進行熱空氣加熱，在新一代機型如波音787 中，波音公司出于減重目的采用了電熱毯加熱方法進行大翼防冰。電熱毯加熱方法取消了發(fā)動機引氣活門、氣源管路等部件，大大減輕了附重，具有反應快、加熱快、除冰效果好等優(yōu)點，同時，用較輕的導線替代管路，避免了管路漏氣、設計復雜、故障易發(fā)等弊端。

1 電加熱防冰系統(tǒng)的組成與功能

波音787 大翼防冰系統(tǒng)大致由機翼防冰控制組件（WIPCU）、導線、加溫毯三部分組成，即電源分配組件、導線和加熱組件，如圖1 所示。

圖1 大翼防冰系統(tǒng)示意圖

1.1 防冰控制組件

大翼防冰控制組件是整個大翼防冰系統(tǒng)的核心。

如圖2 所示，每個大翼防冰控制件有26 個卡，兩側的2 個卡分別為供電卡（POWER SUPPLY CARD）和順序控制卡（SEQUENCE CONTROLLER CARD）， 中 間24 個 卡 為 區(qū) 域加溫控制卡（ZONE CONTROLLER CARD）。

圖2 大翼防冰控制組件（WIPCU）

供電卡位于WIPCU 的最左側，用于給加溫控制卡和順序控制卡供電，不直接給加溫毯供電。

順序控制卡位于WIPCU的最右側，內有3 個處理器，即3 個通道，用于監(jiān)控溫度傳感器、控制24 個加溫控制卡的操作順序和監(jiān)控系統(tǒng)故障。

區(qū)域加溫控制卡位于WIPCU 中間，共24 個，用于給左右大翼對稱加溫毯區(qū)域供電，并反饋電壓和電流。當一側某加溫毯發(fā)生故障時，另一側的加溫毯同時被系統(tǒng)關閉。如表1 所示，每個加溫控制卡控制對應加溫毯的一個區(qū)域，如22#控制卡控制2 號和11 號加溫毯上的區(qū)域A，23#控制卡控制2號和11 號加溫毯上的區(qū)域B，以此類推。

表1 區(qū)域加溫控制卡的區(qū)域分配

1.2 加溫毯

加溫毯（EHM）附著在2、3、4、5 和8、9、10、11 共8 塊前緣內。每個前緣上有3 塊加溫毯，每個加溫毯有2 個區(qū)域，整個系統(tǒng)共有24 塊加溫毯。

每個前緣縫翼分為外側（outer mat）、中側（center mat）、內側（inner mat）三塊加溫毯。每塊加溫毯有2 個區(qū)域，即每個前緣縫翼有6 個（A、B、C、D、E、F）加溫區(qū)域，如圖3 所示。

圖3 前緣縫翼的加溫毯和加溫區(qū)域

每個前緣縫翼內有一個溫度傳感器，傳遞加溫毯的溫度，反饋給WIPS。其中，左大翼的溫度傳感器位于2、3、4、5 縫翼的中側加溫毯內；右大翼的溫度傳感器位于Slat 8 內側、Slat 9 外側、Slat 10 內側、Slat 11 內側。

1.3 導線轉接頭

導線部分共有8 個轉接頭（Translating Wire Bundle，TWB）， 對 應8 個前緣縫翼，用于連接加溫毯與控制組件，并跟隨前緣縫翼移動，如圖4 所示。

圖4 導線轉接頭TWB:TRANSLATING WIRE BUNDLE

2 電加熱防冰系統(tǒng)常見故障

在波音787 的維護中，大翼防冰系統(tǒng)的故障率較高，其中，大翼防冰系統(tǒng)控制組件（WIPCU）可靠性高，很少更換；加溫毯可靠性高，偶有更換；導線轉接頭（TWB）可靠性差，故障頻發(fā)。

導線部分技術含量最低，但在大翼防冰系統(tǒng)故障中占比最大，故障形式為導線插頭內插釘與導線脫離，故障原因是日常收放襟翼過程中轉接頭隨襟翼收放，導線頻繁受到拉抻，同時導線長度裕量不足，最終導致插釘與導線分離，在一次排故中甚至可查出多根導線脫開，如圖5 所示。

圖5 大翼防冰系統(tǒng)常見故障——導線插釘脫離

3 結論

將電除冰模式引入飛機大翼防冰系統(tǒng)是一種突破傳統(tǒng)引氣防冰的新嘗試，新型電加熱防冰系統(tǒng)具有反應快、效果好、減重明顯、可靠性高等突出優(yōu)點。但在實際運行中，由于設計上的原因，技術含量最低的導線卻故障頻發(fā)，成為影響飛機運行的突出難點。對轉接頭的重新設計與改裝應受到設計方的考慮和重視。