某型起動機高原起動保護停車的檢查與分析

陳培偉（中國南方航空工業（集團）有限公司，湖南株洲　412002）

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某型起動機高原起動保護停車的檢查與分析

陳培偉
（中國南方航空工業（集團）有限公司，湖南株洲412002）

【摘 要】某型起動機隨飛機進入高原后，頻繁出現起動10秒保護停車，嚴重影響了某型飛機發動機的正常起動。由于飛機參數系統不記錄起動機工作參數，給故障查找與排除工作帶來極大被動。通過自制設備、測取和分析起動機的關鍵工作參數，成功定位并排除了故障。自此飛機進高原前均開展針對性檢查，成功避免了該類問題的發生，有力提高了飛機在高原的出動效率。

【關鍵詞】起動機保護停車控制邏輯

某型起動機是一個小型渦軸發動機，為某型飛機的輔助動力裝置，為飛機發動機的冷運轉、假開車、起動提供輔助動力。起動機自身工作的穩定性直接關系到飛機發動機起動成功率并最終影響到飛機的出動效率。本文介紹了該型起動機進高原后出現的一起起動保護停車故障的檢查及解決方法。

1　故障介紹

某起動機在平原地區工作良好，但隨飛機轉場至高原后，頻繁出現10秒保護停車。由于飛機參數記錄系統不記錄起動機的工作參數，也不記錄保護停車時的告警信號，給故障查找與排除工作帶來極大被動。經多次排查與調整，仍未能解決問題。

為查明故障原因，徹底排除故障，經研究決定采用自制設備錄取起動機的工作參數，通過分析工作參數對故障進行定位。

2　外場檢查

2.1目的

通過錄取和分析起動機工作參數，查明起動機保護停車的種類及導致該保護停車的原因。

2.2測試方案

2.2.1選取參數

有2種保護信號可以導致起動機10秒保護停車，分別為電機脫開保護和最小滑油壓力保護。根據起動機電氣控制系統工作原理，這2種保護控制邏輯如下：

（1）當起動機增壓油路滑油壓力高于0.1MPa（滑油壓力達標）時，最小滑油壓力信號器發出滑油壓力正常的信號，反之，最小滑油壓力信號器發出告警信號。

（2）當起動機燃氣轉子轉速高于70%（燃氣轉子轉速達標）時，電起動機脫開信號器發出電機脫開信號，此時電起動機和點火裝置停止工作；反之，起動機脫開信號器發出告警信號。

（3）起動機起動后第10秒，若電起動機脫開信號器和最小滑油壓力信號器中任意一個仍在發出告警信號（滑油壓力或燃氣轉子轉速未達標），電氣控制系統將中止起動機起動，起動機保護停車。

根據以上控制邏輯，需要通過設備錄取2種保護信號器發出的告警信號及與這兩種保護信號相關的起動機燃氣轉子轉速、點火裝置工作信號、電起動機工作信號等參數。

2.2.2制作設備

確認以上參數后，通過分析電氣控制系統的結構與工作原理與結構，采用線路并聯等方式，使得設備可以直接從起動機電氣附件上錄取到相關參數，同時又可以保證不影響電氣控制系統對起動機的控制。

2.3測試、分析與排查措施

2.3.1測試方案

起動機進行飛機發動機冷運轉，讓起動機進入起動程序，通過自制設備錄取選取的起動機工作參數。

2.3.2現場測試

設備顯示，起動后第3秒，起動機燃氣轉子轉速為30.5%，滑油壓力告警信號消失（滑油壓力達標），點火裝置和電起動機在此時提前停止工作；隨后起動機燃氣轉子轉速上升速度變緩；第10秒，起動機燃氣轉子轉速為51.7%（燃氣轉子轉速未達標），電起動機脫開信號器仍在發出告警信號，電氣控制系統立即控制起動機中止起動，起動機保護停車。

2.3.3分析

從現場測試的情況看，第10秒，起動機因電起動機脫開信號器發出告警信號而保護停車。同時通過分析參數，發現起動過程中存在一個控制邏輯錯誤，即第3秒時，電起動機及點火裝置在燃氣轉子轉速未達到70%即提前停止工作。分析認為控制邏輯錯誤是導致起動機10秒保護停車的根本原因。

2.3.4排查措施

根據飛機上的控制線路分析，控制邏輯錯誤有兩種可能：

（1）電氣控制系統中的起動控制器故障；

（2）電氣控制系統收到了誤信號。

針對這兩種可能，分別進行如下檢查、驗證工作：1）串換起動控制器，故障復現，控制邏輯錯誤依然存在，排除起動控制器故障的可能；2）檢查飛機線路，發現最小滑油壓力信號器線路接到了電起動機脫開信號器上，而電起動機脫開信號器線路接到了最小滑油壓力信號器上，更正接線后控制邏輯恢復正常，起動機起動成功。

3　機理分析

最小滑油壓力信號器和電起動機脫開信號器向電氣控制系統發出的信號均為開關量，接通為告警、斷開為正常。飛機上兩信號器線路的插頭均為同一型號，且標識不夠清晰，使得兩線路可能接錯卻不易被發現。線路接反后，電氣控制系統在接收了最小滑油壓力信號器斷開電起動機脫開線路的信號后，控制電起動機及點火裝置提前停止工作。在高海拔環境下，電起動機及點火裝置提前停止工作，導致起動機起動加速困難；最終在第10秒起動機燃氣轉子轉速不達標，電起動機脫開信號器未能斷開最小滑油壓力信號器線路，電氣控制系統判定滑油壓力告警中止起動機起動。在低海拔環境下，起動機自身加速性強，在電起動機及點火裝置提前停止工作的情況下仍能正常加速，不會造成起動機保護停車，從而導致該故障隱患未能在進高原前被發現。

4　結語

本例故障系飛機電氣線路接錯所致，故障原理及最終排除方法都不復雜，但卻有極強的隱蔽性，排除該故障花費了大量的人力、物力。造成這種情況的一個重要原因在于飛機設計時，在可維護性方面考慮不全面，未在飛機參數記錄系統里錄取起動機的關鍵工作參數、也未配套相應的檢查設備，給故障排除工作帶來極大被動。希望通過本次故障排查工作能提供一些借鑒，使得相關單位及設計人員在產品可維護性上加大投入。

參考文獻：

［1］《XXX燃氣渦輪起動機技術說明書》.中航工業航空動力機械研究所，2010年版.