A320—214飛機增壓系統(tǒng)的排故過程與分析

陳少東

摘 要：本文針對一架A320飛機起飛和降落時增壓系統(tǒng)的故障現(xiàn)象，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理出發(fā)，結(jié)合線路說明，分析了導致系統(tǒng)故障的原因，并提出了相應的建議和解決措施。

關鍵詞：增壓 外流活門 半開 CPC

中圖分類號：V267 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）07（b）-0072-02

1 系統(tǒng)基本原理

增壓控制系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)外流活門（OFV）的開度來控制空氣流出客艙的速率，以達到調(diào)節(jié)座艙高度的目的，使座艙保持一個壓力穩(wěn)定、氧氣充足的環(huán)境。

1.1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口

如圖1所示。

CPC輸入：

FMGC、ADIRU（飛行航跡數(shù)據(jù)）；

EIU、LGCIU（飛機構(gòu)型）；

著陸標高LDG ELEV選擇器（著陸機場標高）；

應急沖壓空氣電門4HZ（半開外流活門）；

DITCHING電門13HL（關閉外流活門）；

外流活門組件（位置反饋）。

CPC輸出：

用于指示和監(jiān)控（FWC、SDAC、CFDS）；

用于自動控制（外流活門）。

外流活門輸入：

CPC控制器（自動操作）；

MAN V/S CTL撥動開關（人工增壓）。

1.2 客艙增壓控制

客艙增壓控制包括有：自動操作、半自動操作、人工操作三種控制模式。

1.2.1 自動操作

增壓系統(tǒng)有兩個相同獨立的自動控制系統(tǒng)，分別由壓力控制器CPC1和CPC2控制。在自動操作下，CPCS接收來自FMGC、ADIRU、EIU、LGCIU的信號，通過相應的自動-馬達1或2控制外流活門到指定位置，實現(xiàn)自動增壓。系統(tǒng)每次只有一個CPC工作，另一個熱備用。當工作的系統(tǒng)故障或飛機落地70秒后自動轉(zhuǎn)換為備用系統(tǒng)。工作的系統(tǒng)在下ECAM頁面顯示為綠色SYS 1或SYS 2。

增壓系統(tǒng)自動模式控制飛機所有飛行階段的壓力。

（1）地面模式（GN）。

飛機起飛前和落地55秒后，工作的CPC控制外流活門在完全打開位，確?？团摕o剩余壓差。

（2）起飛模式（TO）。

工作的CPC以-400英尺/分速率增壓客艙，直至△P=0.1PSI。

（3）爬升模式（CE）。

工作的CPC根據(jù)飛機的實際爬升速率實現(xiàn)增壓。

（4）巡航模式（CR）。

保持恒定的座艙壓差。

（5）降落模式（DE）。

優(yōu)化調(diào)節(jié)座艙壓力至飛機落地瞬間，座艙壓力等于著陸場壓。

（6）中斷模式（AB）。

如果飛機起飛后沒有爬升，工作的CPC執(zhí)行中斷模式，以保持客艙壓力在起飛前的壓力值。

1.2.2 半自動操作

與自動操作的區(qū)別是，此時來自FMGC的數(shù)據(jù)失效，CPCS使用來自ADIRS的修正氣壓和LDG ELEV選擇器的著陸機場標高以控制外流活門的自動馬達。

1.2.3 人工操作

當CPC1+2失效時，按壓MODE SEL按鈕選擇人工模式。人工操作MAN V/S CTL撥動開關控制人工馬達作動外流活門，實現(xiàn)客艙增壓。

在人工方式下，CPC1有一個自帶電源的備用系統(tǒng)。它有一個壓力傳感器以產(chǎn)生超過客艙高度的警告和EIS指示的壓力輸出。

2 故障現(xiàn)象

2012年1月12日，一架A320-214飛機反映CPC 1工作時，飛機在起飛降落過程中外流活門開度過大，導致客艙高度升降速度過大，空中切換到CPC 2后系統(tǒng)工作正常。地面測試CPC系統(tǒng)工作正常，地面檢查外流活門在半開位。

3 排故過程及分析

引起CPC 1系統(tǒng)自動方式不正常的原因有以下幾個。

（1）CPC 1控制器故障。

（2）外流活門故障。

（3）LGCIU故障。

（4）控制信號線路故障。

綜合系統(tǒng)原理分析。

（1）該CPC控制器有BITE自測功能，當其探測到故障時，會自動轉(zhuǎn)換至備用位。地面檢查無相關CFDS信息及3類故障信息，多次地面測試CPC 1工作正常，且當CPC 1工作時，并未發(fā)生增壓控制系統(tǒng)故障時自動轉(zhuǎn)換的情況，可以判定CPC 1及其供電線路正常。

（2）CPC1出現(xiàn)工作不正常情況后，已拔去相關跳開關使CPC 1失效，飛機一直由CPC2系統(tǒng)正?？刂疲达w機落地后增壓系統(tǒng)并不發(fā)生轉(zhuǎn)換），而LGCIU 1和2是在不斷轉(zhuǎn)換的（每一次起落架手柄收上循環(huán)后發(fā)生轉(zhuǎn)換），即來自LGCIU 1或2的信號均正常，可以判定兩部LGCIU均正常。

（3）在更換外流活門后故障依舊的情況下，我們開始懷疑CPC 1控制器接收的控制信號出了問題。

注：圖2中符號①代表座艙壓差△P<1PSI

參照圖1及圖2分析系統(tǒng)控制原理發(fā)現(xiàn)：CPC 1控制器接收應急沖壓空氣電門4HZ的位置信號，控制外流活門在半開位（50%），當滿足以下條件。

-應急沖壓空氣電門4HZ在ON位，且

-DITCHING電門在OFF位，且

-座艙壓差△P<1PSI。

這與CPC1系統(tǒng)控制時，地面檢查外流活門在半開位的故障現(xiàn)象相符（地面條件下，外流活門正常在完全打開位）。

并且聯(lián)系機組反映飛機在起飛降落時外流活門開度過大，根據(jù)上述自動增壓的6種模式分析，起飛模式控制座艙壓差△P→0.1PSI，降落模式優(yōu)化控制座艙壓差△P→0PSI，起飛模式和降落模式均滿足座艙壓差△P<1PSI的條件，且確認DITCHING電門在OFF位，此時若來自4 Hz電門的信號存在斷路，就會向CPC 1控制器輸入高電平信號，通過與門觸發(fā)控制外流活門在半開位（50%）的動作指令。于是，我們將故障原因鎖定在來自4 Hz電門的接地信號存在斷路或接地性不可靠的情況。

根據(jù)線路圖3分析，4 Hz電門正常處于自動位，CPC 1控制器通過4 Hz電門連接至2406VT2邦迪塊接地。該邦迪塊內(nèi)部正常處于連通狀態(tài)?？紤]線路故障的可能性較小，根據(jù)排故原則將故障原因鎖定在邦迪塊內(nèi)部連接情況。通過故障隔離，最終確認2406VT2內(nèi)部斷路。航后更換2406VT2模塊，故障消失，CPC1系統(tǒng)操作測試正常，地面檢查外流活門在完全打開位。

4 結(jié)語

（1）回顧故障現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)，機組反映故障出現(xiàn)飛機起飛和降落階段，而并未反映巡航時出現(xiàn)此故障現(xiàn)象，這與最終排故結(jié)果一致，這就要求我們不僅要對系統(tǒng)有充分地了解，還要注意分析機組反映故障現(xiàn)象存在的條件。

（2）該故障最后歸結(jié)為外流活門地面失效在半開位的故障現(xiàn)象。飛機TSM排故手冊無相關的TSM程序，造成維護工作的不便。已建議空客增加外流活門失效在半開位的相關TSM程序。

（3）AMM手冊中驗證故障排除的相關測試程序，并未明確提到“地面檢查外流活門在完全打開位”的檢查要求，測試時難以發(fā)現(xiàn)隱蔽故障。已建議空客修改相應的測試程序，以便測試更具有完整性和有效性。

參考文獻

[1] Airbus，Aircraft Maintenance Manual.

[2] Airbus，Aircraft Schematic Manual.

[3] Airbus，Aircraft Wiring Manual.endprint

摘 要：本文針對一架A320飛機起飛和降落時增壓系統(tǒng)的故障現(xiàn)象，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理出發(fā)，結(jié)合線路說明，分析了導致系統(tǒng)故障的原因，并提出了相應的建議和解決措施。

關鍵詞：增壓 外流活門 半開 CPC

中圖分類號：V267 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）07（b）-0072-02

1 系統(tǒng)基本原理

增壓控制系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)外流活門（OFV）的開度來控制空氣流出客艙的速率，以達到調(diào)節(jié)座艙高度的目的，使座艙保持一個壓力穩(wěn)定、氧氣充足的環(huán)境。

1.1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口

如圖1所示。

CPC輸入：

FMGC、ADIRU（飛行航跡數(shù)據(jù)）；

EIU、LGCIU（飛機構(gòu)型）；

著陸標高LDG ELEV選擇器（著陸機場標高）；

應急沖壓空氣電門4HZ（半開外流活門）；

DITCHING電門13HL（關閉外流活門）；

外流活門組件（位置反饋）。

CPC輸出：

用于指示和監(jiān)控（FWC、SDAC、CFDS）；

用于自動控制（外流活門）。

外流活門輸入：

CPC控制器（自動操作）；

MAN V/S CTL撥動開關（人工增壓）。

1.2 客艙增壓控制

客艙增壓控制包括有：自動操作、半自動操作、人工操作三種控制模式。

1.2.1 自動操作

增壓系統(tǒng)有兩個相同獨立的自動控制系統(tǒng)，分別由壓力控制器CPC1和CPC2控制。在自動操作下，CPCS接收來自FMGC、ADIRU、EIU、LGCIU的信號，通過相應的自動-馬達1或2控制外流活門到指定位置，實現(xiàn)自動增壓。系統(tǒng)每次只有一個CPC工作，另一個熱備用。當工作的系統(tǒng)故障或飛機落地70秒后自動轉(zhuǎn)換為備用系統(tǒng)。工作的系統(tǒng)在下ECAM頁面顯示為綠色SYS 1或SYS 2。

增壓系統(tǒng)自動模式控制飛機所有飛行階段的壓力。

（1）地面模式（GN）。

飛機起飛前和落地55秒后，工作的CPC控制外流活門在完全打開位，確?？团摕o剩余壓差。

（2）起飛模式（TO）。

工作的CPC以-400英尺/分速率增壓客艙，直至△P=0.1PSI。

（3）爬升模式（CE）。

工作的CPC根據(jù)飛機的實際爬升速率實現(xiàn)增壓。

（4）巡航模式（CR）。

保持恒定的座艙壓差。

（5）降落模式（DE）。

優(yōu)化調(diào)節(jié)座艙壓力至飛機落地瞬間，座艙壓力等于著陸場壓。

（6）中斷模式（AB）。

如果飛機起飛后沒有爬升，工作的CPC執(zhí)行中斷模式，以保持客艙壓力在起飛前的壓力值。

1.2.2 半自動操作

與自動操作的區(qū)別是，此時來自FMGC的數(shù)據(jù)失效，CPCS使用來自ADIRS的修正氣壓和LDG ELEV選擇器的著陸機場標高以控制外流活門的自動馬達。

1.2.3 人工操作

當CPC1+2失效時，按壓MODE SEL按鈕選擇人工模式。人工操作MAN V/S CTL撥動開關控制人工馬達作動外流活門，實現(xiàn)客艙增壓。

在人工方式下，CPC1有一個自帶電源的備用系統(tǒng)。它有一個壓力傳感器以產(chǎn)生超過客艙高度的警告和EIS指示的壓力輸出。

2 故障現(xiàn)象

2012年1月12日，一架A320-214飛機反映CPC 1工作時，飛機在起飛降落過程中外流活門開度過大，導致客艙高度升降速度過大，空中切換到CPC 2后系統(tǒng)工作正常。地面測試CPC系統(tǒng)工作正常，地面檢查外流活門在半開位。

3 排故過程及分析

引起CPC 1系統(tǒng)自動方式不正常的原因有以下幾個。

（1）CPC 1控制器故障。

（2）外流活門故障。

（3）LGCIU故障。

（4）控制信號線路故障。

綜合系統(tǒng)原理分析。

（1）該CPC控制器有BITE自測功能，當其探測到故障時，會自動轉(zhuǎn)換至備用位。地面檢查無相關CFDS信息及3類故障信息，多次地面測試CPC 1工作正常，且當CPC 1工作時，并未發(fā)生增壓控制系統(tǒng)故障時自動轉(zhuǎn)換的情況，可以判定CPC 1及其供電線路正常。

（2）CPC1出現(xiàn)工作不正常情況后，已拔去相關跳開關使CPC 1失效，飛機一直由CPC2系統(tǒng)正常控制（即飛機落地后增壓系統(tǒng)并不發(fā)生轉(zhuǎn)換），而LGCIU 1和2是在不斷轉(zhuǎn)換的（每一次起落架手柄收上循環(huán)后發(fā)生轉(zhuǎn)換），即來自LGCIU 1或2的信號均正常，可以判定兩部LGCIU均正常。

（3）在更換外流活門后故障依舊的情況下，我們開始懷疑CPC 1控制器接收的控制信號出了問題。

注：圖2中符號①代表座艙壓差△P<1PSI

參照圖1及圖2分析系統(tǒng)控制原理發(fā)現(xiàn)：CPC 1控制器接收應急沖壓空氣電門4HZ的位置信號，控制外流活門在半開位（50%），當滿足以下條件。

-應急沖壓空氣電門4HZ在ON位，且

-DITCHING電門在OFF位，且

-座艙壓差△P<1PSI。

這與CPC1系統(tǒng)控制時，地面檢查外流活門在半開位的故障現(xiàn)象相符（地面條件下，外流活門正常在完全打開位）。

并且聯(lián)系機組反映飛機在起飛降落時外流活門開度過大，根據(jù)上述自動增壓的6種模式分析，起飛模式控制座艙壓差△P→0.1PSI，降落模式優(yōu)化控制座艙壓差△P→0PSI，起飛模式和降落模式均滿足座艙壓差△P<1PSI的條件，且確認DITCHING電門在OFF位，此時若來自4 Hz電門的信號存在斷路，就會向CPC 1控制器輸入高電平信號，通過與門觸發(fā)控制外流活門在半開位（50%）的動作指令。于是，我們將故障原因鎖定在來自4 Hz電門的接地信號存在斷路或接地性不可靠的情況。

根據(jù)線路圖3分析，4 Hz電門正常處于自動位，CPC 1控制器通過4 Hz電門連接至2406VT2邦迪塊接地。該邦迪塊內(nèi)部正常處于連通狀態(tài)?？紤]線路故障的可能性較小，根據(jù)排故原則將故障原因鎖定在邦迪塊內(nèi)部連接情況。通過故障隔離，最終確認2406VT2內(nèi)部斷路。航后更換2406VT2模塊，故障消失，CPC1系統(tǒng)操作測試正常，地面檢查外流活門在完全打開位。

4 結(jié)語

（1）回顧故障現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)，機組反映故障出現(xiàn)飛機起飛和降落階段，而并未反映巡航時出現(xiàn)此故障現(xiàn)象，這與最終排故結(jié)果一致，這就要求我們不僅要對系統(tǒng)有充分地了解，還要注意分析機組反映故障現(xiàn)象存在的條件。

（2）該故障最后歸結(jié)為外流活門地面失效在半開位的故障現(xiàn)象。飛機TSM排故手冊無相關的TSM程序，造成維護工作的不便。已建議空客增加外流活門失效在半開位的相關TSM程序。

（3）AMM手冊中驗證故障排除的相關測試程序，并未明確提到“地面檢查外流活門在完全打開位”的檢查要求，測試時難以發(fā)現(xiàn)隱蔽故障。已建議空客修改相應的測試程序，以便測試更具有完整性和有效性。

參考文獻

[1] Airbus，Aircraft Maintenance Manual.

[2] Airbus，Aircraft Schematic Manual.

[3] Airbus，Aircraft Wiring Manual.endprint

摘 要：本文針對一架A320飛機起飛和降落時增壓系統(tǒng)的故障現(xiàn)象，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理出發(fā)，結(jié)合線路說明，分析了導致系統(tǒng)故障的原因，并提出了相應的建議和解決措施。

關鍵詞：增壓 外流活門 半開 CPC

中圖分類號：V267 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）07（b）-0072-02

1 系統(tǒng)基本原理

增壓控制系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)外流活門（OFV）的開度來控制空氣流出客艙的速率，以達到調(diào)節(jié)座艙高度的目的，使座艙保持一個壓力穩(wěn)定、氧氣充足的環(huán)境。

1.1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口

如圖1所示。

CPC輸入：

FMGC、ADIRU（飛行航跡數(shù)據(jù)）；

EIU、LGCIU（飛機構(gòu)型）；

著陸標高LDG ELEV選擇器（著陸機場標高）；

應急沖壓空氣電門4HZ（半開外流活門）；

DITCHING電門13HL（關閉外流活門）；

外流活門組件（位置反饋）。

CPC輸出：

用于指示和監(jiān)控（FWC、SDAC、CFDS）；

用于自動控制（外流活門）。

外流活門輸入：

CPC控制器（自動操作）；

MAN V/S CTL撥動開關（人工增壓）。

1.2 客艙增壓控制

客艙增壓控制包括有：自動操作、半自動操作、人工操作三種控制模式。

1.2.1 自動操作

增壓系統(tǒng)有兩個相同獨立的自動控制系統(tǒng)，分別由壓力控制器CPC1和CPC2控制。在自動操作下，CPCS接收來自FMGC、ADIRU、EIU、LGCIU的信號，通過相應的自動-馬達1或2控制外流活門到指定位置，實現(xiàn)自動增壓。系統(tǒng)每次只有一個CPC工作，另一個熱備用。當工作的系統(tǒng)故障或飛機落地70秒后自動轉(zhuǎn)換為備用系統(tǒng)。工作的系統(tǒng)在下ECAM頁面顯示為綠色SYS 1或SYS 2。

增壓系統(tǒng)自動模式控制飛機所有飛行階段的壓力。

（1）地面模式（GN）。

飛機起飛前和落地55秒后，工作的CPC控制外流活門在完全打開位，確?？团摕o剩余壓差。

（2）起飛模式（TO）。

工作的CPC以-400英尺/分速率增壓客艙，直至△P=0.1PSI。

（3）爬升模式（CE）。

工作的CPC根據(jù)飛機的實際爬升速率實現(xiàn)增壓。

（4）巡航模式（CR）。

保持恒定的座艙壓差。

（5）降落模式（DE）。

優(yōu)化調(diào)節(jié)座艙壓力至飛機落地瞬間，座艙壓力等于著陸場壓。

（6）中斷模式（AB）。

如果飛機起飛后沒有爬升，工作的CPC執(zhí)行中斷模式，以保持客艙壓力在起飛前的壓力值。

1.2.2 半自動操作

與自動操作的區(qū)別是，此時來自FMGC的數(shù)據(jù)失效，CPCS使用來自ADIRS的修正氣壓和LDG ELEV選擇器的著陸機場標高以控制外流活門的自動馬達。

1.2.3 人工操作

當CPC1+2失效時，按壓MODE SEL按鈕選擇人工模式。人工操作MAN V/S CTL撥動開關控制人工馬達作動外流活門，實現(xiàn)客艙增壓。

在人工方式下，CPC1有一個自帶電源的備用系統(tǒng)。它有一個壓力傳感器以產(chǎn)生超過客艙高度的警告和EIS指示的壓力輸出。

2 故障現(xiàn)象

2012年1月12日，一架A320-214飛機反映CPC 1工作時，飛機在起飛降落過程中外流活門開度過大，導致客艙高度升降速度過大，空中切換到CPC 2后系統(tǒng)工作正常。地面測試CPC系統(tǒng)工作正常，地面檢查外流活門在半開位。

3 排故過程及分析

引起CPC 1系統(tǒng)自動方式不正常的原因有以下幾個。

（1）CPC 1控制器故障。

（2）外流活門故障。

（3）LGCIU故障。

（4）控制信號線路故障。

綜合系統(tǒng)原理分析。

（1）該CPC控制器有BITE自測功能，當其探測到故障時，會自動轉(zhuǎn)換至備用位。地面檢查無相關CFDS信息及3類故障信息，多次地面測試CPC 1工作正常，且當CPC 1工作時，并未發(fā)生增壓控制系統(tǒng)故障時自動轉(zhuǎn)換的情況，可以判定CPC 1及其供電線路正常。

（2）CPC1出現(xiàn)工作不正常情況后，已拔去相關跳開關使CPC 1失效，飛機一直由CPC2系統(tǒng)正?？刂疲达w機落地后增壓系統(tǒng)并不發(fā)生轉(zhuǎn)換），而LGCIU 1和2是在不斷轉(zhuǎn)換的（每一次起落架手柄收上循環(huán)后發(fā)生轉(zhuǎn)換），即來自LGCIU 1或2的信號均正常，可以判定兩部LGCIU均正常。

（3）在更換外流活門后故障依舊的情況下，我們開始懷疑CPC 1控制器接收的控制信號出了問題。

注：圖2中符號①代表座艙壓差△P<1PSI

參照圖1及圖2分析系統(tǒng)控制原理發(fā)現(xiàn)：CPC 1控制器接收應急沖壓空氣電門4HZ的位置信號，控制外流活門在半開位（50%），當滿足以下條件。

-應急沖壓空氣電門4HZ在ON位，且

-DITCHING電門在OFF位，且

-座艙壓差△P<1PSI。

這與CPC1系統(tǒng)控制時，地面檢查外流活門在半開位的故障現(xiàn)象相符（地面條件下，外流活門正常在完全打開位）。

并且聯(lián)系機組反映飛機在起飛降落時外流活門開度過大，根據(jù)上述自動增壓的6種模式分析，起飛模式控制座艙壓差△P→0.1PSI，降落模式優(yōu)化控制座艙壓差△P→0PSI，起飛模式和降落模式均滿足座艙壓差△P<1PSI的條件，且確認DITCHING電門在OFF位，此時若來自4 Hz電門的信號存在斷路，就會向CPC 1控制器輸入高電平信號，通過與門觸發(fā)控制外流活門在半開位（50%）的動作指令。于是，我們將故障原因鎖定在來自4 Hz電門的接地信號存在斷路或接地性不可靠的情況。

根據(jù)線路圖3分析，4 Hz電門正常處于自動位，CPC 1控制器通過4 Hz電門連接至2406VT2邦迪塊接地。該邦迪塊內(nèi)部正常處于連通狀態(tài)?？紤]線路故障的可能性較小，根據(jù)排故原則將故障原因鎖定在邦迪塊內(nèi)部連接情況。通過故障隔離，最終確認2406VT2內(nèi)部斷路。航后更換2406VT2模塊，故障消失，CPC1系統(tǒng)操作測試正常，地面檢查外流活門在完全打開位。

4 結(jié)語

（1）回顧故障現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)，機組反映故障出現(xiàn)飛機起飛和降落階段，而并未反映巡航時出現(xiàn)此故障現(xiàn)象，這與最終排故結(jié)果一致，這就要求我們不僅要對系統(tǒng)有充分地了解，還要注意分析機組反映故障現(xiàn)象存在的條件。

（2）該故障最后歸結(jié)為外流活門地面失效在半開位的故障現(xiàn)象。飛機TSM排故手冊無相關的TSM程序，造成維護工作的不便。已建議空客增加外流活門失效在半開位的相關TSM程序。

（3）AMM手冊中驗證故障排除的相關測試程序，并未明確提到“地面檢查外流活門在完全打開位”的檢查要求，測試時難以發(fā)現(xiàn)隱蔽故障。已建議空客修改相應的測試程序，以便測試更具有完整性和有效性。

參考文獻

[1] Airbus，Aircraft Maintenance Manual.

[2] Airbus，Aircraft Schematic Manual.

[3] Airbus，Aircraft Wiring Manual.endprint