A320系列飛機引氣探測環路故障分析與排除

王瑞鶴

摘要：針對A320系列飛機引氣探測環路故障頻發的狀況，通過分析系統的工作原理并結合多年排故經驗，總結了一套基于故障樹的引氣探測環路的故障診斷方法，實踐證明該方法具有創新性和實用性，能夠為引氣系統故障排除提供參考。

關鍵詞：引氣；滲漏探測；環路；故障樹

引氣探測環路故障是A320系列飛機的常發性故障，因其探測元件多且位置分布廣，其中任何一個部附件的輕微損壞、探測元件性能衰退等因素都可能導致故障的發生。一旦發生故障，徹底排除需要大量的人力和時間，對飛機放行和航班運行造成極大影響。同時，引氣滲漏探測系統是保證飛機持續適航的重要組成，A320系列飛機清晰的故障處理思路可為國產大飛機的研究設計使用提供借鑒。本文采取基于故障樹的故障診斷方法對飛機引氣滲漏探測的典型故障進行分析。

1 環路工作原理

A320系列飛機的引氣滲漏探測環路監控機身、吊架、大翼和APU艙的熱空氣管路，防止引氣滲漏或管道破裂損傷了熱空氣管道附近的結構和附件。如圖1所示，探測環路由交輸活門處分為左區域和右區域，每個探測系統獨立工作，APU引氣探測環路和左大翼引氣探測環路以APU檢查活門為分界點。整個系統由兩臺BMC引氣管理計算機及7條探測環路組成，其中大翼和機身為雙環路，吊架和APU艙為單環路。BMC1監控左右大翼的A環路、左吊架和APU環路，BMC2監控左右大翼的

B 環路和右吊架環路。

滲漏探測環路由若干過熱探測元件串聯構成。探測元件沿著左右機翼、發動機吊架、機腹、機身的引氣管路鋪設，對管路滲漏進行監測。駕駛艙各類顯示組件和燈光對系統探測到的故障進行顯示。單個滲漏探測元件如圖2所示，外層用鉻鎳鐵合金密封，內芯材料為固體鎳，外層金屬與內芯之間的材料為間隙結構的陶瓷氧化鋁，間隙內填充的是共晶鹽，其熔點較低。整條探測環路的阻抗值隨著周圍溫度的上升而下降（大翼和機身環路探測元件的臨界溫度是124±7℃，吊艙是204±12℃）。當探測環路附近發生熱引氣滲漏而達到臨界溫度時，環路探測元件外套和內芯之間的阻抗值會快速下降，內芯導體接地，BMC給出一個警告信號。

據統計，2016～2017年上半年，某航空公司A320系列機隊發生的35起環路故障中的33起都是大翼環路故障，故以大翼引氣探測環路故障為例進行分析。根據電路邏輯（見圖3）可知，雙環路探測環路工作時采用的是“與”邏輯。當雙環路探測到過熱或者一個環路探測到過熱而另一個環路不工作時，引氣管理計算機（BMC）將給出滲漏信號，觸發相應的警告“L（R）WING LEAK”，并自動關閉交輸活門和同側的引氣活門；如果一個環路探測到過熱而另一個環路沒有探測到過熱，則系統認為是假信息，此時BMC將給出故障信息“L（R）WING LOOP A（B）”，并在ECAM顯示器的系統頁面顯示“AIR BLEED”的維護信息；如果探測環路內部的芯線出現斷路或接觸阻值過大，BMC將給出故障信息“L（R）WING LOOPA（B） INOP”。

2 典型故障處理與排除

為了使排故思路更加清晰明了，采用故障樹分析法，以大翼引氣環路故障為頂事件T，故障類型為中間事件M，故障原因為底事件X，組成故障樹。

故障樹分析法的目的在于尋找頂事件發生的原因及其原因組合，即識別頂事件發生的所有故障模式，幫助判明潛在的故障，以用于指導故障診斷。

如圖4所示，根據最小割集上行法由T=Mi U M2，Mi=xi U X2，M2=X3 U X4U X5U X6得到T=X1 U x2U X3U X4U X5U X6。

由故障樹可知，大翼引氣環路故障主要表現在以下兩個方面。

2.1 雙環路故障

中間事件Ml雙環路故障顯示的故障信息為“L（R）WING LEAK”，此時首先應區分是真實存在漏氣還是雙環路同時故障。可在關閉引氣10分鐘后利用環路測試儀分別測量雙環路的阻抗，若阻抗正常，則可判斷為真實漏氣，需接通引氣，逐段尋找漏氣點。

需要注意的是，在夏季非常炎熱的中午時間，環境溫度過高也可能導致LEAK警告，此時只需與機組溝通，先將飛機的襟縫翼放下進行散熱，或采取合適必要的降溫措施使警告消失，由此來判斷是否為真實漏氣。只要警告不繼續出現，不影響飛機的放行，即排除最小割集Xl對故障的影響。

2.2 單環路故障

中間事件M2單環路故障包含X3、X4、X5、X6等四個方面的最小割集。

1）對于最小割集X3，顯示故障信息“L（R） WING LOOP A（B）”，說明機翼環路中存在短路。此時可以斷開相應BMC計算機，在計算機插座上測量環路對地阻抗（即環路內芯與殼體之間的阻抗），如果環路總阻抗值低于警告門檻值（lOkΩ），則認為該環路有問題。由圖3看出，一段完整的環路共有14個（或9個）探測元件組成，其中任一或多段環路性能下降均會出現警告。要隔離出故障環路，只有逐段測量環路阻值。由于環路數量較多，采取二分法可以節省排故時間（圖5所示）。查找時，應結合環路接近難易程度來具體分析，或優先選擇打開安裝了較多連接點的蓋板，確保一次便可排除更多的非故障探測元件，迅速縮小排故范圍。

由于探測元件一般安裝在機翼、吊架等位置，受高頻低幅振動和高溫等因素的影響，元件性能容易衰退。當元件性能衰退到一定程度時，就無法完成既定的功能，即在沒有到達預設告警溫度時就會接地，從而產生警告。且這些警告具有相當的隱蔽性，往往是在地面測試BMC計算機結果正常，通過TSM程序測量探測環路的電阻值也正常。基于元件的工作原理，可以在地面通過情景再現的方法判斷元件的好壞。所謂情景再現，就是再現故障發生時的狀況，即使用加熱設備（如電吹風等）對可能故障的探測元件進行加熱，在加熱的同時使用溫度計監控加熱區域的環境溫度，使用測試儀測量環路的電阻值。當測量的電阻值突然下降時，記錄監控區域的環境溫度值，如果該溫度值低于組件規定的預設告警溫度，則可以判斷所加熱的探測組件為故障件，否則為可用件。

2）對于最小割集X4，顯示故障信息“L（R） WING LOOP A（B） INOP”，說明機翼環路中存在開路，只需測量環路內芯的連續性，故障的隔離方法同X3中短路情況一樣，利用二分法逐段查找出故障的環路。

3）對于最小割集X5，可以通過對調兩個BMC來判斷故障，相對難度較低，不再過多贅述。

4）對于最小割集X6，引起引氣環路故障的原因除了過熱探測組件本身故障外，還與組件的安裝位置、組件是否存在損傷、凹坑、腐蝕等情況有關。按照AMM手冊要求，安裝環路探測元件時應根據管線的實際長度和固定夾的具體位置來調節探測元件的松緊度，以使探測元件能夠均勻地分布在引氣管路旁邊，安裝完成后要檢查環路探測元件的具體位置，確保探測元件與附近引氣管路之間距離大于12.7mm，否則會由于飛機運行時的機身振動造成探測元件的磨損和斷裂；不能過度彎曲元件管線；元件表面磨損/凹坑最大的允許損傷深度為0.05mm，凹坑最小的損傷直徑為1.78mm（見表1）。這些都是在排故過程中需要檢查確認的標準。

3 總結

通過分析A320系列飛機引氣滲漏探測環路的系統組成及其工作原理，建立了引氣探測環路典型故障的故障樹，為快速查找故障產生原因和有效排除故障提供實效參考，同時也為維修人員在日常飛機維護和其他故障排除中提供了基于故障樹的故障診斷方法的思路，為高效地保障航班的安全運行提供有力保障。

參考文獻

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