MA600螺旋槳系統常見故障解析

劉偉

摘 要：MA600飛機裝配的螺旋槳系統的故障率雖然不高，但故障的排除比較困難，常常造成長時間的停場，影響運營效率。所以文章從MA600螺旋槳系統出現過的故障中選取了四個較為典型的故障進行分析，并給出最優排除方法，為維護人員提高排故效率提供了可靠的參考資料。

關鍵詞：MA600；螺旋槳系統；故障解析

中圖分類號：V267 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）35-0142-02

Abstract： Although the failure rate of the propeller system installed by MA600 aircraft is not high， it is difficult to remove the fault， which often results in a long shutdown time and affects the operation efficiency. Therefore， this paper selects four typical faults from the MA600 propeller system， and gives the optimal troubleshooting method， which provides reliable reference for the maintenance personnel to improve the efficiency of troubleshooting.

Keywords： MA600； propeller system； failure analysis

1 MA600螺旋槳系統的概述

MA600采用的是漢勝公司的四葉、右旋、拉進式、可控槳矩螺旋槳，最大轉速1200rpm，最小轉速924rpm，旋轉直徑3.96m。系統主要由槳葉、槳轂、滑油傳輸管、變矩作動器、螺旋槳控制器、輔助順槳泵、超速調節器、自動順槳裝置以及槳葉防冰組件構成。螺旋槳由發動機的動力渦輪通過減速齒輪箱驅動，控制系統實時的將槳矩和轉速調整在所需的工作狀態，同時還有自動順槳、同步定向、低槳矩保護等功能。

2 螺旋槳系統常見故障解析

除去槳葉被外來物擊傷的情況，MA600螺旋槳系統的故障率并不是很高，主要集中在與轉速和變矩相關的方面。下文列舉四個比較典型的排故過程，并對繁瑣的故障進行分析。

2.1 螺旋槳轉速不穩

螺旋槳轉速不穩在螺旋槳系統的故障里占比是最高的，我院剛接收B-3457時就出現過一起這種故障，而且由于系統中與轉速相關的部件很多，拆裝很麻煩，所以這類故障的排除過程也是最繁瑣的。

轉速不穩有兩種表現形式，一種是在ECAM上顯示的參數中只有螺旋槳轉速指示不穩定，上下波動，而扭矩、渦輪轉速、排氣溫度等其他主要性能參數并無異常。這種情況很可能是與轉速顯示相關的電氣部分的問題。可以通過清潔轉速傳感器的插頭、更換轉速傳感器、測量線路導通性進行排查。

轉速不穩的另一種表現形式是轉速指示不穩定的同時其他參數也隨之波動，當波動比較大而且正處于飛行狀態時，甚至能明顯感覺到飛機的橫向擺動。這種情況就很可能是轉速控制部分的故障了。可以重點從兩個控制機構進行排故：（1）檢查同步定向功能。因為在同步定向系統中右發是從發，系統調節右發的轉速使其與左發保持一致，所以如果轉速不穩故障出現在右發，就首先考慮是否為同步定向系統有問題。可以先關掉同步定向功能，若故障現象消失就能確定是同步定向系統的問題，可以逐一檢查磁信號器、同步定向器以及螺旋槳控制器（PCU）。如果故障沒有消失就要重點考慮螺旋槳控制器。（2）更換螺旋槳控制器（PCU）。螺旋槳控制器是螺旋槳系統最重要的控制部件，控制螺旋槳的轉速和變矩，還具有低槳矩保護、同步定向、β程序等功能，所以螺旋槳大部分故障都可能與PCU相關，我院的MA600和幸福航空運營的MA60出現的大多數轉速故障都是PCU故障導致的。由于PCU拆裝很麻煩，所以一般放在最后排查。

2.2 變矩功能失效

變矩功能失效是指螺旋槳的槳矩不能隨狀態桿的指令做出相應的改變，最直接的表現就是無法有效的順槳或者回槳。由于MA600飛機螺旋槳變矩功能是由狀態桿發出指令到PCU，PCU根據相關參數調整作動器中變矩腔的壓力滑油的供給來改變槳矩，所以在排故時可以主要從以下幾點逐步排查。

（1）檢查狀態桿的校裝。因為人工變矩指令是通過操縱狀態桿發出的，如果狀態桿的指令位置和PCU上相應的指令位無法準確對應，必然會導致螺旋槳不能按狀態桿的指令進行變矩。所以首先要參照維護手冊對狀態桿進行校裝，檢查最小轉速校裝孔是否對正。校裝前應多次全行程的操縱狀態桿，確保鋼索沒有卡阻。（2）檢查傳輸管。傳輸管的作用是將螺旋槳變矩所需的壓力滑油傳送到變矩腔，傳輸管安裝不到位、管路漏油都會影響變矩。在檢查傳輸管時要重點查看膠圈的密封性和齒輪是否完好，從新安裝傳輸管，確保安裝到位。（3）檢查順槳微動開關。當狀態桿處于順槳位時，狀態桿上的順槳微動開關就會接通，使PCU內的電氣順槳電磁活門也接通，起到電氣順槳的作用。因為狀態桿處于順槳位時也會帶動PCU內的機械順槳活門打開，所以順槳微動開關如果故障一直無法接通，并不會明顯的影響順槳，但如果順槳微動開關故障一直處于接通狀態，就會導致無法回槳，所以出現不能回槳的現象時要重點檢查順槳微動開關。（4）更換PCU或者變矩作動器。（5）更換PCU泵。PCU泵為PCU提供調節好的高壓滑油，用來進行變矩。如果泵出現故障必然會影響變矩功能。我院曾出現過一起泵的驅動軸斷裂的情況，因為是剛安裝的新發動機，所以在出現無法變矩的故障時并沒有懷疑廠家隨發安裝的PCU泵，多次排查其他部件無果后拆下PCU泵發現驅動軸斷裂。

2.3 螺旋槳震動值超標

螺旋槳震動值超標通常是槳葉損傷或者安裝問題導致系統沒有處于平衡狀態造成的。當震動值超標較小時，并沒有很明顯的現象。隨著震動值的增大會出現異常的抖動和螺旋槳旋轉聲音的改變。而MA600槳葉直徑較大，旋轉速度快，長期在震動值超標的情況下運轉會對動力系統造成嚴重的損傷。正因為這種故障沒有明顯的現象，不易被察覺，而危害性又大，所以需要維修人員在日常維護中要格外注意。當發現異常情況時可以從以下幾方面進行確定：（1）檢查槳葉、槳帽有無裂紋、凹坑或材料缺失。（2）檢查螺旋槳動平衡。如果螺旋槳外觀沒有損傷可以檢查螺旋槳的動平衡。西飛提供的測量動平衡的設備2020可以測出震動值并給出需要添加配平片的位置。如果震動值與標準值相差不大，可以通過在隔框上增減配重片來調整震動值，使其降低到規定范圍以內。但只是用配平的方式來減小震動值并不能解決槳葉確實存在損傷的問題。特別是如果通過增加配平片仍不能調整到理想狀態時，就必須進一步檢查槳葉內部是否有損傷。（3）檢查槳葉內部是否有損傷。MA600所用的槳葉上半部有個空腔，里面堆放有配重塊，我院就曾經出現過槳葉內部配重塊脫落和槳柄堵蓋密封圈老化導致滑油漏入槳葉空腔的情況。有配重塊脫落時，用手轉動槳葉就能聽到槳葉內有物體滾動的聲音。滑油漏入空腔會導致故障槳葉重量增大，影響平衡。槳葉內部的故障一般很難在位鑒別，所以在震動值突然超出范圍很多時還是不能試圖只靠配重來減小震動值，應該拆下槳葉進行詳細的檢查，并更換可疑槳葉。

2.4 自動順槳功能故障

MA600螺旋槳系統設有自動順槳功能，可以在飛機處于起飛狀態時（功率狀態盒置于起飛/復飛位、兩個功率桿角度都大于63°、兩臺發動機扭矩都大于45%），如果一臺發動機突然出現故障（扭矩低于22%），就使故障發動機的槳葉自動順槳以減少迎面氣流阻力，同時將正常工作發動機的扭矩提高10%，保證飛機能夠單發安全起飛。自動順槳功能常出現的故障有無法自動順槳、意外自動順槳、自動順槳準備燈不亮等。由于自動順槳功能是通過電氣控制來實現，所以出現上述故障時，確定人工順槳能夠正常工作后就可以從功率狀態控制盒、扭矩傳感器和自動順槳控制裝置（AFU）等與自動順槳相關聯的主要部件入手進行排故。

（1）檢查功率狀態控制盒。功率狀態控制盒置于起飛/復飛位是自動順槳處于準備狀態的必要條件，如果控制盒的起飛/復飛線路出現問題必然會導致無法自動順槳和自動順槳準備燈不亮。（2）檢查1號扭矩傳感器及其線路。MA600發動機的1號扭矩傳感器為自動順槳系統提供所需的發動機扭矩參數。起飛時兩臺發動機扭矩都大于45%和一臺發動機故障時扭矩低于22%是判斷是否要執行自動順槳的重要必要條件。所以出現故障時需要重點檢查扭矩傳感器及相關線路的導通性，特別是傳感器和AFU上的插針、插座孔是否有污染或者磨損。（3）更換AFU。AFU是自動順槳系統的中樞控制組件，當確定功率狀態控制盒、扭矩傳感器和線路沒有問題時可以更換AFU來進行排故。

另外需要注意的是在出現自動順槳準備燈不亮的故障時，應首先排除準備指示燈的因素，避免把最簡單的故障復雜化。

3 結束語

從以上四個典型故障的分析中不難看出MA600螺旋槳系統的故障具有原因不易判定、排除過程繁雜的特點，而且系統的關鍵部件都很難拆裝，更增加了排故的難度。所以要求維修人員有扎實的理論功底，能夠依據維修經驗進行精準的分析，最大程度的提高排故效率。安裝PCU、傳輸管等關鍵部件時，一定要落實互檢制度，杜絕人為差錯。在日常維護中要留意螺旋槳的聲音和工作參數的異常變化，及時發現并排除隱患，避免事故的發生。

參考文獻：

[1]付堯明.燃氣渦輪發動機[M].清華大學出版社，2006.

[2]MA600飛機維護手冊[Z].中航工業西安飛機工業有限責任公司，2014.

[3]MA600飛機排故手冊[Z].中航工業西安飛機工業有限責任公司，2013.