獎狀飛機直流電源系統故障分析

柳昌齡 孟鑫

摘 要：飛機電源系統是飛機機載設備中一個非常重要的組成部分，它為飛機上所有的用電設備提供電能，而隨著社會的不斷發展，機載電子設備和電力傳動裝置的不斷增加，機上用電量也不斷增加，綜合化程度越來越高，人們對飛機的安全性也越來越重視，而飛機電源系統的故障對于飛機的安全飛行有著很大的隱患，因此，本文針對塞斯納獎狀Ⅰ飛機的直流電源系統進行研究，介紹該飛機直流電源系統的工作原理，并結合該機型電源系統常見故障，為飛機直流電源系統的維修與診斷提供一種科學的管理方法。

關鍵詞：直流電源系統；故障；發電機

現如今，民航產業為我國的經濟發展帶來了巨大的正面效應，但是，機務維修成本在民航飛機的運營成本中一直占有很高的比重，任何一個小問題都有可能使正常航班得到延遲，嚴重的還可能會影響飛行的安全，所以，減少飛機故障發生率，將會極大地降低飛機維修成本和航空公司運營成本，同時也能提高飛機的安全性，為完成飛行任務提高保障。本文對獎狀飛機電源系統及排故總結，為飛機電源系統的維修與診斷提供一種科學的管理方法。

一、獎狀飛機直流電源系統介紹

（一）系統組成

獎狀Ⅰ飛機的電源系統是一個直流電源系統，該系統通過一些電氣部件實現了飛機電能的產生、調節、控制與指示。這些部件主要有：2臺起動發電機，1個鎳鎘電瓶，2個發電機控制組件，1個后部電源接線盒，2個直流電流表，1個直流電壓表和一些控制電門。

（二）電源分配系統

在獎狀Ⅰ飛機中，直流電通過9個匯流條進行配電，在尾錐的主電源接線盒內包含左右饋電匯流條，交輸匯流條，熱電瓶匯流條，在駕駛艙正、副駕駛斷路器板后面有兩個饋電擴展匯流條，兩個交叉匯流條，和應急匯流條。正常情況下，左發電機向左饋電匯流條供電，右發電機向右饋電匯流條供電，但是如果一臺發電機脫離電路，交輸匯流條將成為連接電路，使剩余的一臺發電機向兩個饋電匯流條供電。

二、獎狀Ⅰ飛機直流電源系統常見故障分析與維護

飛機電源系統的故障診斷問題對整個飛機系統的穩定至關重要[ 1 ]，通過對飛行學院3架獎狀飛機的故障統計發現，從2005年6月1日至2015年2月22日，電源系統故障共40起，其中電瓶故障12起，GCU故障9起，繼電器故障9起，應急電源故障1起，保險電門故障1起，PCB電路板4起，起動發電機3起，AFD故障1起。對應結構圖如圖所示。由圖中可以看到，獎狀飛機故障主要集中在電瓶，GCU和繼電器三個方面。

獎狀Ⅰ飛機直流電源系統中最主要的兩部分為蓄電池和發電機，蓄電池不僅可以作為應急電源，還在飛機的起動中發揮著重要的作用，而發電機則是直流電源系統的中樞，因此，下面將對蓄電池和發電機這兩部分常見故障進行分析。

（一）蓄電池故障

1）爬堿。獎狀Ⅰ飛機蓄電池為鎳鎘蓄電池，爬堿是堿性蓄電池的特有現象，也是這類電池的最常發故障，所謂爬堿是指由于堿性蓄電池的電解液中含有堿，在電解液溢出后在連接片以及外殼上結成的白色的堿霜俗稱爬堿[ 2 ]。2）電瓶超溫。電瓶的溫度分為三個界限，小于145℉（63℃）為一個界限，145℉到160℉為一個界限，大于160℉（71℃）為一個界限。當電瓶溫度超過145℉（63℃）時，紅色的電瓶過熱（BATT OTEMP）信號燈和飛機紅色主警告燈（MASTER WARNING）會閃亮；溫度超過160℉（71℃）時，信號燈的上下兩部分（BATT OTEMP和>160°）會一起閃亮，并且，如果前面已經復位，>160°警告燈亮，又會觸發主警告系統，使飛機紅色主警告燈也閃亮起來。3）維護建議。a.日常維護中要注意對電瓶快速脫開插頭手輪的松緊，及其插釘的燒蝕和磨損程度進行檢查，防止出現點接觸不良的情況。b.堿性電池在使用時必須密封，否則電解液與空氣接觸發生化學反應，會使電池的容量降低，因此，在日常維護中要注意加強對電瓶護蓋密封性的檢查。c.電瓶單體電池間應按規定的方式和力矩進行固定連接。d.應定期檢查電源系統電壓調節狀況，防止因系統電壓過高而導致電瓶充電電流增大、電瓶溫度升高或電解液的水消耗增加。e.要保持電瓶通風管的暢通。f.注意保持電瓶的清潔，以防電瓶漏電、短路或接線腐蝕。禁止使用各種溶劑來清潔飛機電瓶，這可能會導致電瓶盒內襯和電瓶護蓋墊圈損壞。g.在電瓶充電不足時不要將地面外接電源接入系統，否則可能會使電瓶受損。

（二）發電機故障

對于獎狀Ⅰ飛機而言，飛機的故障可以通過飛機電壓表，電流表以及信號燈的指示情況進行判斷。發電機控制組件LED 燈的系統故障診斷顯示如下：1）GCU燈亮，表明發電機控制組件檢測到了一個內部故障[ 3 ]。2）OV燈亮，表明發電機控制組件檢測到一過壓故障，并已將其自身關斷。3）GF燈亮，表明發電機控制組件檢測到一接地故障，并已將其自身關斷。4）SYS燈亮，表明發電機控制組件檢測到一個飛機線路故障，并在檢測到下一故障后自行關斷。

（三）維護建議

1）在日常維護中，連接或脫開飛機電氣設備前，應首先切斷其電源。2）不要在發電機運轉工作時脫開發電機控制組件電氣插頭。調節發電機控制組件時應使用非金屬螺絲刀。3）需要從插頭或任何電氣設備上拆下導線時，要注意做好識別標記，以保證重新安裝時能正確地連接導線。4）飛機左、右直流發電機系統是相同的，一些電氣部件左、右系統各有一套，安裝位置臨近，且部件導線束和部件本身在物理外形上一致，可以互換，如左、右發電機控制組件、發電機電源繼電器和起動繼電器等，維護中要注意左、右部件的安裝位置及插頭標志，防止出現導線連接錯誤。此外，排故中如確定飛機線路是否存在問題時，不能通過部件互換來判定故障，以防正常部件受損。

參考文獻：

[1] 劉品.可靠性工程基礎[M].北京：中國計量出版社，2003.

[2] 朱新宇，彭衛東，何健.民航飛機電氣系統.西南交通大學出版社，2012.

[3] Model 525 Maintenance Manual（Rev.23）.Cessna Aircraft Company.2015.