民機液壓系統防火切斷閥告警故障分析及排除

傅博

【摘 要】針對某型民機總裝試驗過程中液壓防火切斷閥告警問題，對其的控制信號及告警邏輯進行分析，將多因素邏輯故障單因素化，優化設計了故障排除的試驗用例，最終定位到兩處故障點，對類似問題的試驗和排故具有一定的參考意義。

【關鍵詞】民機；防火切斷閥；告警；液壓系統；故障定位

0 引言

民用飛機液壓能源系統是飛機重要的機載系統之一。對于液壓能源系統，普遍采用的磷酸酯基液壓油屬于可燃液體，并且往往液壓管路會穿過燃油箱，因此液壓系統的高溫過熱是民用飛機液壓能源系統最危險和重要的故障工況，適航條款對相關設計有著嚴格的要求。

液壓系統防火切斷閥可以切斷液壓油箱通向發動機驅動泵的吸油管路，防止液壓油流入或流過任何指定火區，對保證液壓系統及飛機的安全有著重要的作用。某型飛機采用了三種不同的控制信號控制防火切斷閥的關閉，同時可以通過駕駛艙簡圖頁和機組告警（CAS）向飛行員提供防火切斷閥的狀態和故障情況。

某型飛機首架機總裝機上地面試驗過程中出現了與防火切斷閥相關的機組告警信息，本文旨在通過對該故障的分析，總結故障排故過程和方法，為相似機型的設計和試驗提供有益借鑒。

1 故障現象

某型飛機進行首次通電后的地面試驗（OATP）時，液壓系統正常上電，相關交聯系統試驗環境也已具備，包括發動機全權限數字電子控制（FADEC）上電，蓄電池上電，航電系統上電，斷路器正常設置等。試驗發現駕駛艙出現兩條機組告警（CAS）信息，為HYD 1 SOV FAULT和HYD 2 SOV FAULT。相應的簡圖頁中防火切斷閥（SOV）位置指示正常，但防火切斷閥外圈顏色顯示為琥珀色，表示液壓防火切斷閥存在故障。

2 控制信號及告警邏輯

液壓系統防火切斷閥受三種開關信號控制，簡化示意圖如圖1所示，分別為手動的防火專業防火預位開關，頂部板液壓防火切斷閥按鈕，以及自動的液壓溫度開關。這三種控制信號均為地空信號（圖中分別表示為①②③），其中只要任何一種信號發出關閉的指令，液壓防火切斷閥就應處于關閉位置。

同時，液壓電子控制單元能夠接收來自防火切斷閥實際位置的指示信號（圖中④所示），并接收總線傳來的三種控制命令信號（圖中⑤⑥⑦所示），當液壓控制單元發現三種控制命令都為開啟，但閥的實際位置為關閉會報告SOV FAULT告警，或者當發現三種控制命令任何一種命令閥關閉，而閥的實際位置為開啟，也會報告SOV FAULT告警。

3 排故準備

3.1 閥的實際位置指示檢查

液壓防火切斷閥布置在飛機發動機吊掛處，可以打開維護口蓋觀察到防火切斷閥閥體外部的機械指示進而判斷閥的實際關閉或開啟位置。通過比較駕駛艙液壓簡圖頁和閥體的機械指示，確認了簡圖頁中閥的位置指示與防火切斷閥體的機械指針一致，說明液壓電子控制單元收到的閥的位置指示信號正確，簡圖頁中閥的位置指示正確。

3.2 溫度開關和頂部板防火切斷閥按鈕硬線控制檢查

通過人工模擬溫度開關的信號和在駕駛艙操控頂部板防火切斷閥按鈕，觀察簡圖頁中閥的實際位置，確認了溫度開關和防火切斷閥按鈕能夠正常控制閥的接通或斷開。

3.3 頂部板上防火預位開關硬線控制檢查

同樣通過操縱駕駛艙頂部板上防火預位開關觀察簡圖頁中閥的實際位置，發現閥的實際位置對防火預位開關的控制沒有響應，判斷防火預位開關對閥控制存在故障，無法控制防火切斷閥接通或斷開。然而該故障不能完全解釋機組告警的故障原因。初步分析還存在其他的故障點。

4 試驗內容和結果

通過初步的功能檢查，結合液壓防火切斷閥的控制信號和告警信息邏輯，按照三種命令各有2種狀態的排列組合，總共應有8條測試用例，由于液壓溫度開關僅涉及航電系統的交聯，故障可能性較小，基于簡化試驗的考慮，優化為5條測試用例。防火切斷閥機組告警故障測試用例及試驗結果如表1所示。

5 故障分析

5.1 確認防火預位開關硬線控制存在故障

分析比較測試1和測試3（或者測試2和測試4），可以發現，其他狀態相同時，僅防火預位開關命令有變化，閥的實際位置沒有變化，說明了防火預位開關的硬線控制存在故障，這也印證了準備工作3.3中的判斷。

并且通過測試3防火預位開關命令防火切斷閥關閉，但閥的實際位置為開啟，可以判斷防火預位開關的硬線控制壞在了非防火位置，即圖1中①所示地空信號為開路。

5.2 液壓防火切斷閥按鈕信號位定義錯誤

液壓控制單元同時接收這三種命令信號，信號均為航電數字信號。由防火切斷閥機組告警的邏輯可知，當液壓電子控制單元收到的航電命令信號與閥的實際位置不一致時，即觸發HYD 1/2 SOV FAULT告警。

由測試1可知，閥的命令信號都應為開啟，閥的實際位置為開啟，本應不觸發告警，由于已確認閥的實際位置指示是正確的，所以必然這三種命令的信號（即圖1中⑤⑥⑦）中有錯誤。

結合先前確定的防火預位開關硬線控制故障，采用假設法，逐一假設三種總線命令信號錯誤，檢查試驗結果的符合性。可以定位液壓防火切斷閥按鈕總線命令信號（圖1中⑥所示）存在故障，與人工設置的命令預期恰好相反。

試驗可以確定防火預位開關硬線控制和液壓防火切斷閥按鈕總線命令信號存在故障。該結論可以解釋機上所有試驗現象。隨后得到了相關設備責任方的確認，故障順利排除。

6 結語

本文通過防火切斷閥機組告警故障的試驗及分析，最終定位到兩處故障點，順利地完成了排故任務。該排故的過程和方法可以為民用飛機多系統交聯情況下多因素邏輯的設計和試驗提供有益的參考。

【參考文獻】

[1]謝孟愷.民用飛機液壓系統防火切斷閥的應用研究[J].航空科學技術，2011（6）3：1-32.

[2]張瑞華.民機液壓能源系統防火安全性適航條款符合性分析[J].航空科學技術，2012（5）：70-72.

[責任編輯：田吉捷]endprint