B737NG飛機(jī)反推系統(tǒng)故障分析

張衛(wèi)華，王 龍

（山東航空股份有限公司 工程技術(shù)公司，山東 青島 266071）

1 系統(tǒng)工作原理

反推系統(tǒng)在飛機(jī)著陸或中斷起飛時通過機(jī)組人工操縱放出，發(fā)動機(jī)外涵道氣流被折流門阻擋，從反推整流罩處斜向前噴出，用于飛機(jī)減速。

反推系統(tǒng)工作條件分別為飛機(jī)在地面或離地高度小于10feet（地面信號由空地電門提供，高度信號由兩部FCC或無線電高度表提供）；發(fā)動機(jī)滅火手柄在正常位；有液壓壓力（正常情況下兩側(cè)反推分別使用A、B系統(tǒng)的液壓，正常壓力丟失后可使用備用系統(tǒng)液壓操縱兩側(cè)反推）。

反推系統(tǒng)電路和油路控制的工作原理如圖1與圖2所示。

當(dāng)滿足反推放出條件時，拉反推手柄到止動位，油門手柄內(nèi)控制電門接通，自動油門電門組件內(nèi)預(yù)位電門（S5）和同步鎖電門（S4）閉合，此時同步鎖鎖定繼電器吸合作動，給反推的同步鎖通電開鎖。經(jīng)0.1秒延時，保證同步鎖通電開鎖后，順序繼電器吸合，并且通過空地信號繼電器、FCC或無線電高度表提供接地信號，使反推控制活門組件內(nèi)預(yù)位電磁線圈和放出電磁線圈通電激勵。這兩個線圈通電使活門組件內(nèi)對應(yīng)滑閥移動，將高壓油引到液壓隔離活門和方向控制活門，使這兩個活門移動，高壓油就可以通到反推作動筒的頭端和桿端，此時作動筒兩端壓強(qiáng)一樣，但頭端的橫截面積大于桿端，作動筒向后伸出，反推放出。在該過程中，EAU不參與反推放出控制。

再來看收反推的過程。在反推收回控制中EAU參與控制。將反推手柄壓下，使自動油門電門組件內(nèi)的預(yù)位電門（S5）和收上電門（S6）作動，因反推處于放出位，未收上鎖定，EAU內(nèi)邏輯或門給預(yù)位線圈提供接地信號，同時將電源通向收上線圈，預(yù)位線圈通電使HIV保持在放出時的狀態(tài)，收上線圈通電會引起相應(yīng)滑閥移動，而放出電磁線圈斷電，在彈簧力作用下對應(yīng)滑閥復(fù)位關(guān)閉油路，高壓油加到DCV的對側(cè)，使DCV移動，切斷作動筒頭端供油，這樣在作動筒的桿端就接通了高壓油，而頭端接通回油，作動筒收回。在此過程中同步鎖始終有電，保證同步鎖不會鎖定。

當(dāng)收上指令發(fā)出后，經(jīng)10.5秒鐘延時，EAU內(nèi)的延時器作動，重置EAU，斷開了預(yù)位線圈和收上線圈的接地點(diǎn)，使線圈斷電。此時作動筒兩端均接通回油。而經(jīng)過18秒延時，同步鎖延時繼電器作動，使同步鎖繼電器斷開，切斷同步鎖電源，作動筒上鎖。發(fā)動機(jī)附件組件一旦接到收上信號就會點(diǎn)亮P5后頂板上的REVERSE燈，直到反推完全收回后燈才熄滅。

圖1 同步鎖控制電路圖

圖2 反推收放控制線路圖

如EAU發(fā)現(xiàn)有反推不在收上鎖定位，而沒有反推放出的指令，則觸發(fā)自動收回功能，控制電路給預(yù)位電磁線圈和收上電磁線圈通電，持續(xù)供液壓使反推收回，反推收好后電路不會自動切斷，需人工在EAU上復(fù)位才能切斷供電。

對于反推指示系統(tǒng)，可將其視為兩部分。一部分包括P5后頂板的REVERSE燈、反推控制活門組件內(nèi)HIV和DCV位置線圈、EAU、同步鎖定裝置、收上近位傳感器和鎖定近位傳感器；另一部分包括LVDT、發(fā)動機(jī)電子控制器（EEC）、顯示電子組件（DEU）、顯示組件（DU）、控制顯示組件（CDU）。

對于第一部分，EAU接收兩個近位傳感器、兩個同步鎖和控制活門內(nèi)兩個位置線圈的信號，控制REVERSE燈的點(diǎn)亮。無論何時一個反推燈點(diǎn)亮?xí)r，主告誡燈在延時后點(diǎn)亮，反推燈在飛行中能夠點(diǎn)亮。在正常的反推裝置收回操作中，反推燈點(diǎn)亮10.5秒，這是因?yàn)橐簤焊綦x活門（HIV）要短時保留在預(yù)位位置以提供收回操作的電源至作動筒。這種狀態(tài)通常在發(fā)出收入指令后10.5秒鐘結(jié)束。在收回過程中如果反推控制系統(tǒng)部件出故障，反推燈就保持亮。燈保持亮直至收上故障消失。

對于收回或放出操作，當(dāng)下列反推控制系統(tǒng)部件中的任一個不能正確工作，反推燈點(diǎn)亮：近位傳感器（每個反推套筒2個）、同步鎖定裝置、反推控制活門內(nèi)方向控制活門、液壓隔離活門。對這些條件中的任意一個都會使反推燈點(diǎn)亮。如果故障存在超過13秒，主告誡燈和發(fā)動機(jī)信號牌點(diǎn)亮。

對于另一部分，所有的信號來自LVDT，根據(jù)反推作動筒桿伸出的長度，LVDT產(chǎn)生對應(yīng)電信號經(jīng)EEC送到DEU，在DU上N1表處提供REV指示信息，在CDU內(nèi)顯示反推位置百分?jǐn)?shù)。反推收上時LVDT的值是0＋／－4.0%，全放出時的值是100＋／－5.0%，如LVDT的值小于－5.0%或大于112%，則CDU中的顯示變?yōu)椤啊保划?dāng)反推位置在10%－90%之間的時候出現(xiàn)REV琥珀色信息，一臺發(fā)動機(jī)兩側(cè)反推都大于90%信息變?yōu)榫G色，都小于10%的時候信息消失。該信號還用于發(fā)動機(jī)的控制，如LVDT信號超限，EEC會將發(fā)動機(jī)控制燈點(diǎn)亮。在正推力時，如LVDT信號顯示反推放出，則EEC自動將油門保持在慢車功率而不考慮油門桿的位置。在反推力時，只有LVDT給出的信號顯示反推放出位置大于60%，EEC內(nèi)的反推手柄內(nèi)鎖電磁線圈通電解鎖，手柄才能繼續(xù)向上拉以增加發(fā)動機(jī)功率。

2 反推系統(tǒng)常見的故障現(xiàn)象

反推系統(tǒng)常見的故障現(xiàn)象主要有以下幾種：

（1）反推無法運(yùn)動，如無法放出或放出后無法收回。

（2）反推做動正常，但是在駕駛艙內(nèi)反推燈點(diǎn)亮，EAU上會記錄故障代碼，能夠復(fù)位。

（3）反推能夠做動，但做動時間偏長，超出手冊限制。

（4）反推位置反饋有誤，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)控制燈亮，影響發(fā)動機(jī)正常的功率控制。

3 常見典型故障的分類、分析與排除

反推系統(tǒng)常見故障主要分為以下幾類：

3.1 控制電路

目前出現(xiàn)問題最多的是自動油門電門組件內(nèi)部S4、S5、S6三個微動電門故障，原因?yàn)殡婇T受污染，多數(shù)情況為間歇性故障，時隱時現(xiàn)，在地面測試時通常需反復(fù)操作反推，多次測量才能確認(rèn)。在FIM手冊上對于該處電門的測量只是要求檢查電路的通斷，實(shí)際上電門觸點(diǎn)的接觸電阻也應(yīng)該考慮進(jìn)去，對于這類微動電門，波音要求接觸電阻不能超過2歐姆，如果電阻過大，就會產(chǎn)生較大分壓，導(dǎo)致實(shí)際作用在控制活門組件內(nèi)線圈上的電壓過小，線圈對應(yīng)內(nèi)部活門不能運(yùn)動到指令位置。而且接觸電阻的值在測量的時候也不穩(wěn)定，需要多次測量，不容易發(fā)現(xiàn)問題。對于自動油門電門組件的問題，波音文件FTD－78－05001中對自動油門電門組件的升級進(jìn)行了說明。設(shè)計(jì)之初的自動油門電門組件件號為：254A1150－7／－8，為提高可靠性重新設(shè)計(jì)了內(nèi)部凸輪以增加微動電門做動距離，組件件號升級為－9／－10，從線號183以后的飛機(jī)開始安裝－9／－10的組件；為解決組件內(nèi)部微動電門污染的問題，廠家使用了密封裝置電門，將件號升級為－11／－12，從線號1771以后的飛機(jī)安裝－11／－12的電門組件，從線號1776開始又改變同步鎖延時繼電器線圈的電阻以增大通過S4電門的電流，增強(qiáng)觸點(diǎn)的清潔效果；之后廠家對電門繼續(xù)改進(jìn)，使用尺寸大一些且可靠性更高的凸輪和使用金觸點(diǎn)的S4電門，將件號升級為－13／－14，從2009年4月份交付的線號2874的飛機(jī)開始使用。然而從實(shí)際運(yùn)行來看，性能提升有限，仍需進(jìn)一步改進(jìn)。

控制活門內(nèi)部的預(yù)位線圈、放出線圈和收上線圈故障，導(dǎo)致對應(yīng)的活門無法作動，可以通過測量線圈的電阻進(jìn)行隔離。

控制電路中繼電器故障，如觸點(diǎn)粘連，線圈失效，通過量線可以隔離。

EAU故障。EAU參與反推的收上控制，當(dāng)反推在收上操作時，由EAU提供預(yù)位線圈接地和收回線圈供電，如EAU內(nèi)與之有關(guān)線路故障，可能導(dǎo)致反推在收回時液壓隔離活門或方向控制活門無法移動到指定位置，使得反推無法移動。

同步鎖電磁線圈故障，導(dǎo)致同步鎖不能開鎖，同步軸不能轉(zhuǎn)動，作動筒被鎖定。

3.2 控制油路

控制油路上可能出現(xiàn)問題的集中在反推控制活門組件，該組件內(nèi)部由5個小的活門組成，活門閥體出現(xiàn)卡滯，導(dǎo)致液壓壓力不能正確傳到作動筒，反推無法操作。目前為止山航機(jī)隊(duì)未遇到過真正活門內(nèi)部卡阻的情況，均為活門內(nèi)部線圈問題。

3.3 機(jī)械作動部件

目前遇到較多的是作動筒內(nèi)部卡滯導(dǎo)致反推無法運(yùn)動問題，這種情況下使用人工超控方法也無法做動反推，可嘗試逐個脫開作動筒后部連接點(diǎn)和同步軸接點(diǎn)的方法進(jìn)行隔離。例如，2011年6月2日，5560飛機(jī)右發(fā)右側(cè)反推放出后無法收回，人工方式也無法收上，逐個脫開作動筒檢查為右側(cè)上部鎖定作動筒發(fā)生機(jī)械卡滯，更換作動筒后正常。

3.4 指示系統(tǒng)

指示系統(tǒng)中的傳感器有的要給控制系統(tǒng)提供信號，參與反推的控制或發(fā)動機(jī)控制，如反推收上近位傳感器、反推鎖定近位傳感器、LVDT等。常見的故障有以下幾種：

（1）反推鎖定作動筒開鎖手柄斷裂問題。正常情況下，在反推開始運(yùn)動前，在液壓作用下，鎖定作動筒首先開鎖，開鎖手柄向前移動，鉚接在手柄上的標(biāo)靶接近傳感器，提供開鎖信號。如手柄斷裂，就會丟失開鎖信號，反推可以放出，但是EAU會記錄該故障并將反推燈點(diǎn)亮。針對這種情況波音將開鎖手柄進(jìn)行了升級，參見FTD－78－03002，升級包括將手柄的軸進(jìn)行冷作硬化、軸上齒的數(shù)量從8個增加到14個、減輕手柄重量以減小開鎖運(yùn)動時的慣性。在升級前可以按照8000－12000循環(huán)的軟時限進(jìn)行控制。手柄升級前山航機(jī)隊(duì)曾多次出現(xiàn)手柄斷裂導(dǎo)致的故障，升級后還未出現(xiàn)類似問題。

手柄安裝的時候由于標(biāo)靶需鉚接到手柄上，鉚接時要嚴(yán)格按照手冊上對標(biāo)靶位置尺寸的要求安裝，否則就會導(dǎo)致信號錯誤。

（2）組件活門內(nèi)感受HIV或DCV位置的線圈故障，不能給EAU正確的信號。

波音FTD－78－06001提到故障的原因是因?yàn)榛铋T組件安裝在主輪艙內(nèi)，潮濕氣體進(jìn)入組件內(nèi)使電路的絕緣性變差（包括控制電路中的3個線圈），新的升級方案做了幾點(diǎn)改動：①線圈使用環(huán)氧樹脂包裹，②改進(jìn)傳感器的封嚴(yán)，③改進(jìn)電接頭的封嚴(yán)，④使用陶瓷填充材料。升級后的活門件號為3810056－108／－109，使用新部件的第一架飛機(jī)為2008年4月交付的線號為2568的飛機(jī)。

（3）EAU內(nèi)部與反推指示有關(guān)的電路故障。EAU控制駕駛艙內(nèi)的反推燈指示，通過內(nèi)部的邏輯電路判斷反推的作動是否正常，如果不正常就會將反推燈點(diǎn)亮。如果邏輯電路出現(xiàn)故障，就會導(dǎo)致指示錯誤。

（4）反推LVDT信號錯誤，反推真實(shí)位置EEC接收不到，影響反推解鎖電磁線圈工作和功率控制。通常是由于作動筒出場的時候沒有調(diào)節(jié)好或在更換作動筒的時候無意中轉(zhuǎn)動了作動筒的桿端導(dǎo)致。由于作動筒內(nèi)部位置信號的傳遞是利用類似蝸桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，因此隨著作動筒桿端伸出，蝸桿會將這個距離傳給LVDT，轉(zhuǎn)換為電信號，如果將桿端旋轉(zhuǎn)，桿伸出的長度也會改變，但是作動筒內(nèi)部的蝸桿機(jī)構(gòu)沒有運(yùn)動，LVDT仍然顯示桿轉(zhuǎn)動之前的信號，就會導(dǎo)致信號錯誤。

3.5 機(jī)組操作

由于反推系統(tǒng)本身的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，如果操作不當(dāng)，也會導(dǎo)致反推燈亮，在波音文件737－SL－78－049－A中提到了這方面的內(nèi)容。

當(dāng)反推放出后，如果反推手柄介于反推慢車位和收上位之間時，超過一定時間，會觸發(fā)反推燈亮或ENGINE CONTROL燈亮。具體為：如果反推手柄從反推慢車位向前移動兩個球，EAU自檢，檢查反推在8秒內(nèi)是否收上。如果是前移三個球，EEC自檢檢查反推10秒內(nèi)是否全收上，用來決定是否可以得到前推力命令。如果前移4個球，反推被命令全收上。如果手柄待在2個球和3個球之間，以上兩個自檢有可能一個或兩個都失敗，從而導(dǎo)致EAU和EEC故障指示。假如手柄停留此位置超過16秒，同步鎖將鎖定，只有重新作動反推，才能解鎖。只要反推手柄不要停留在慢車和收上位之間，以上這些故障現(xiàn)象，就會避免。反推手柄從一個位置到另一個位置的移動，最好不要超過3秒，波音專門針對此問題發(fā)布了飛行操作技術(shù)通告《Flight Operations Technical Bulletin 99－3，dated 21June 1999》。對于這種問題，可以查看反推的譯碼數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷。

4 工程措施

針對反推系統(tǒng)故障特點(diǎn)，結(jié)合廠家升級信息，工程部門采取了相應(yīng)的措施來提高系統(tǒng)的可靠性：

（1）執(zhí)行SB737－78－1087，將反推鎖定作動筒人工開鎖手柄升級。

（2）執(zhí)行SB將自動油門電門組件升級到254A1150－13／－14。

（3）執(zhí)行SB將反推控制活門組件升級到3810056－108／－109。

［1］Boeing 737－600／700／800／System Schematic Manual（SSM）［P］.美國專利：9E991，2012－08－02.

［2］Boeing 737－600／700／800／900Aircraft Maintenance Manual（AMM）：Part I［P］.美國專利：9E991，2012－10－15.

［3］Boeing 737－700／800WIRING DIAGRAM MANUA（WDM）［P］.美國專利：9E991，2012－02－15.

［4］Boeing 737－600／700／800／900Fault Isolation Manual（FIM）［P］.美國專利：9E991，2012－02－15.