波音737NG飛機反推排故與維護

雷 偉 / LEI Wei

(廈門航空有限公司，廈門 361006)

0 引言

現(xiàn)代民用飛機體積大、重量大，隨著飛行速度的增加，其著陸滑跑速度也相應增大，滑跑距離相應延長。現(xiàn)代飛機機輪剎車十分有效，但在潮濕、結(jié)冰或被雪覆蓋的跑道上，這種特性可能因飛機輪胎和跑道間的摩擦力損失而降低。因此，現(xiàn)代民機上多使用反推裝置，在著陸和中斷起飛過程中可產(chǎn)生附加制動力，能迅速減低飛機速度，縮短滑跑距離，保證飛機安全[1]。

1 波音737NG飛機反推工作原理

反推裝置控制發(fā)動機風扇排氣流的方向，使其向前產(chǎn)生反推力。在飛機著陸或中斷起飛過程中，反推能縮短滑跑距離幫助飛機減速。每套反推裝置分為左右兩半，每一半均有一個可以向后移動產(chǎn)生反推力的整流罩。每個整流罩靠三個液壓作動筒作動，同步軸控制三個作動筒同步運動。

反推控制系統(tǒng)控制液壓壓力和電信號來伸出和收上反推裝置。圖1是反推系統(tǒng)原理圖。反推控制系統(tǒng)使用28 V直流電源和反推手柄來控制。當飛機離地高度低于3 m時，反推才能放出。飛機高度信號由FCC(Flight Control Computer，簡稱FCC，飛行控制計算機)和一個無線電高度表作動的繼電器提供，空地電門提供空地邏輯。火警電門處于放下位時，反推系統(tǒng)才可以供電。反推手柄作動電門提供電信號給反推控制活門組件，控制活門組件提供液壓壓力到反推作動筒用于反推收放操作。反推同步鎖能防止在沒有放出信號的情況下液壓作動器意外作動放出。EAU(Engine Accessory Control，發(fā)動機附件控制盒)主要用于控制反推裝置的收上工作，具有反推收上操作所必須的電路邏輯，同時也利用臨近傳感器的電信號來進行反推自動收上的邏輯操作。反推指示系統(tǒng)在駕駛艙提供以下信息：CDS(Common Display System，通用顯示系統(tǒng))顯示“REV”信息，該信息指示反推裝置移動整流罩位置；后P5面板上REVERSER反推燈由EAU控制，燈亮表示反推存在故障；利用CDU(Control Display Unit，控制顯示組件)對反推LVDT(Linear Variable Differential Transformer，線性可變位移傳感器)進行故障隔離，CDU可以查看反推LVDT實時數(shù)據(jù)和故障代碼[2]。

圖1 反推系統(tǒng)圖

1.1 反推放出

如圖2所示，反推放出過程如下：當拉反推手柄至放出位置時，會產(chǎn)生如下主要動作：(1)反推控制電門移至放出位；(2)自動油門組件架上的電門移至放出位；(3)反推同步鎖繼電器通電；(4)反推同步鎖開鎖；(5)0.1 s后反推順序繼電器通電；(6)預位線圈和放出線圈得電；(7)反推控制活門組件將液壓通往反推作動筒來放出反推。

1.2 反推收上

如圖3所示，反推收上過程如下：當壓下反推手柄至收上位置時，會產(chǎn)生如下主要動作：(1)自動油門組件架上的電門移至收上位；(2)通過收上電門，收上反推的電信號通往EAU；(3)收上電磁線圈通電；(4)放出電磁線圈斷電；(5)EAU導通，預位電磁線圈經(jīng)過EAU接地；(6)反推控制活門組件將液壓通往作動筒收上反推整流罩；(7)10.5 s后，預位電磁線圈和收上電磁線圈斷電；(8)18 s后同步鎖上鎖。在反推收上過程中，如果10.5 s后任一反推未收上或未鎖好，EAU邏輯電路會啟動自動收上反推功能,收上線圈和預位線圈保持通電，于是作動筒繼續(xù)通液壓使反推整流罩收上。

2 故障樹分析

反推指示系統(tǒng)使用“REVERSER”燈來表示反推控制系統(tǒng)部件失效。航線日常工作中經(jīng)常出現(xiàn)機組報告反推燈亮的故障，為提高航班正點率，防止故障重復發(fā)生，需要一套思路清晰的快速排故策略。

故障樹分析(Fault Tree Analysis，簡稱FTA)，是一種圖形演繹方法，它是用一種特殊的倒立樹狀邏輯因果關(guān)系圖，清晰地說明系統(tǒng)是怎樣失效的。將系統(tǒng)的故障與組成系統(tǒng)各部件的故障有機聯(lián)系在一起，可以找出系統(tǒng)的全部可能失效狀態(tài)。故障樹的頂端，叫頂事件。以頂事件為出發(fā)點，向下逐級分解導致頂事件發(fā)生的故障原因，采用邏輯門符號和事件符號表示事件之間的邏輯關(guān)系，構(gòu)成因果關(guān)系圖。建立故障樹模型，能清晰地看出導致故障發(fā)生的原因和事件之間的傳播過程[4]。EAU控制REVERSER燈，該燈亮時，EAU面板上相應故障燈也會點亮，可以通過EAU上的故障指示燈初步確定故障原因。為便于建立故障樹,將REVERSER燈亮作為頂事件,結(jié)合EAU上出現(xiàn)的故障代碼，借助以往的排故經(jīng)驗和FIM手冊列出可能的故障部件作為中間事件,也叫故障事件。維修工作中，航線可更換件(Line Replaceable Unit，簡稱LRU)作為中間事件，出現(xiàn)故障直接換件，拆下的故障LRU送修給附件維修人員進一步檢測分解處理，LRU子部件作為底事件[5]。這樣就建立了故障樹模型,如圖4和表1所示。

圖2 反推放出控制[3]

圖3 反推收上控制[3]

圖4 反推故障樹模型

表1 故障樹底事件

2.1 EAU故障

EAU是反推控制系統(tǒng)的核心部件。如圖5所示：EAU面板上BITE(Built-in Test Equipment，簡稱BITE)功能可以對反推系統(tǒng)故障進行隔離，也控制P5板的REVERSER燈。EAU出現(xiàn)故障，可能是EAU內(nèi)部控制邏輯電路故障；也可能是不規(guī)范拆裝EAU導致EAU連接插針損壞引起的。EAU FAULT燈亮表示EAU本身存在內(nèi)部故障。為減少排故時間，驗證EAU好壞可通過串件方式確認。以往拆換經(jīng)驗表明，EAU本身可靠性較高，出現(xiàn)故障的概率極低。EAU屬于靜電敏感元器件，拆裝EAU應嚴格按手冊規(guī)范施工，避免人為原因造成損壞。

圖5 EAU

2.2 自動油門電門組件故障

自動油門電門組件內(nèi)部有三個電門參與反推控制電路,分別是反推預位電門(S5)、反推收上電門(S6)和反推同步鎖電門(S4)。當操作反推手柄時，手柄通過控制連桿驅(qū)動自動油門電門組件內(nèi)的凸輪，凸輪的轉(zhuǎn)動將定位這三個電門用于反推控制。排故經(jīng)驗表明：出現(xiàn)問題最多的S4、S5、S6微動電門容易受污染而出現(xiàn)間歇性故障。自動油門電門組件位于前設備艙內(nèi)，周圍環(huán)境差，許多部件需要潤滑，特別是鋼索，難免經(jīng)常受到油脂污染。由于電門是靠觸點聯(lián)接控制通斷，空氣中粉塵也會附著在觸點上，這些都會影響觸點導通性。FIM手冊給出電門接觸電阻不大于2 Ω，若電阻過大，通過反推控制活門組件內(nèi)電磁閥的電流偏低，導致滑閥不能正常作動到指令位置。反推同步鎖解鎖/上鎖由S4電門控制，S4電門故障一般會造成EAU上出現(xiàn)V148和V150故障代碼。反推控制活門組件內(nèi)預位電磁線圈由S5電門控制，S5電門故障會造成DCV/HIV(Directional Control Value，簡稱DCV；Hydraulic Isolation Value，簡稱HIV)活門位置和所命令的位置不一致，一般EAU出現(xiàn)S833和S834故障燈亮。根據(jù)波音文件737NG-FTD-78-05001，件號254A1150-7/8/9/10的電門組件由于開放式的外型設計容易受到污染和腐蝕，導致電門接觸不好，為了提高電門組件可靠性，波音將件號升級為254A1150-11/12全封閉式設計的新構(gòu)型，但實際使用中該構(gòu)型容易觸發(fā)錯誤的故障信號，從而導致反推故障燈點亮。2009年4月，波音再次推出兩款新構(gòu)型電門組件，件號為254A1150-13/14(線號2874之后的飛機上交付使用)，采用了尺寸更大的鍍金觸點，改善低電流下的自清潔能力[6-7]。從實際運行效果來看，電門可靠性仍需進一步改善。經(jīng)驗表明：當出現(xiàn)REVERSER反推燈亮而EAU上無故障代碼的重復性故障現(xiàn)象時，自動油門電門組件需要優(yōu)先驗證好壞。

2.3 反推控制活門組件故障

反推控制活門組件控制通往液壓作動筒的液壓作動反推收上或放下，其中含有三個電磁閥(ARM預位、DEPLOY放出、STOW收上)控制的滑閥，另外還有兩個滑閥(HIV液壓隔離活門、DCV方向控制活門)，這五個滑閥中除了DCV外均為帶有復位彈簧的滑閥，HIV、DCV有位置傳感器用來監(jiān)控滑閥位置是否和指令位置一致。當三個電磁閥控制的滑閥由于控制信號失效不能到達正確位置、HIV/DCV活門失效、位置反饋元件失效、液壓異常中斷等均有可能導致反推燈點亮。根據(jù)波音FTD-78-06001，反推控制活門存在潮濕氣體進入可能，使電路絕緣性變差(包括3個電磁閥)，造成反推控制活門內(nèi)的隔離活門傳感器或方向控制活門傳感器故障，EAU上出現(xiàn)S833或S834故障代碼。經(jīng)驗表明反推控制活門組件可靠性相對較高。當EAU上出現(xiàn)S833或S834故障代碼時，線路問題、電門故障、EAU故障等也會導致REVERSER燈亮。例如：B-XXXX機組報告著陸收反推后REVERSER燈常亮，航后EAU BITE測試顯示T/R STOW FAULT-S833 HYD ISO VALVE SENSOR燈亮。懷疑反推控制活門組件故障，更換該組件后，故障依舊存在；最后測量線路證實S4電門開路，更換完自動油門電門組件后，測試正常故障消失[8]。

2.4 收上臨近傳感器故障

反推收上臨近傳感器給EAU提供反推收上/未收上電信號。每一個收上臨近傳感器有兩個輸出端，一端感受收上位置，另一端感受未收上位置。反推放出時，靶標臨近傳感器，給EAU放出信號；反推收上時，靶標遠離傳感器，給EAU傳遞收上信號。當傳感器探測到反推狀態(tài)與所指令狀態(tài)不一致時，EAU上S831左襯套收上傳感器或S832右襯套收上傳感器故障燈亮。反推收放測試中，觀察靶標與傳感器狀態(tài)(臨近/遠離)，視情糾正或更換。

2.5 鎖臨近傳感器故障

發(fā)動機每側(cè)的鎖作動筒上裝有襯套鎖傳感器，襯套鎖傳感器靶標安裝在反推人工開鎖手柄上。當人工開鎖手柄接近傳感器時，鎖作動筒開鎖反推放出。在反推收上液壓作動筒上鎖后，人工開鎖手柄遠離傳感器。手冊對傳感器至靶標間隙、手柄在鎖定位時靶標至傳感器中心有嚴格的規(guī)定，超出范圍會導致傳感器無法接受正確的整流罩位置信息，從而點亮EAU上故障燈和駕駛艙頭頂板REVERSER反推故障燈。人工開鎖手柄經(jīng)常會因為處在高振動區(qū)域而出現(xiàn)靶標間隙超標，容易因疲勞而出現(xiàn)手柄斷裂、花鍵軸損傷的問題，這樣會丟失開鎖信號，反推放出后EAU會記錄下該故障并將點亮REVERSER燈。針對該情況，波音FTD-78-03002對人工開鎖手柄進行了技術(shù)升級，在耐疲勞壽命上做了改進，手柄可靠性更高，新型人工開鎖手柄相對更換次數(shù)較少。由于靶標是鉚接在手柄上的，更換手柄時都要重新鉚接靶標，手冊對靶標位置尺寸有嚴格要求，否則信號出錯故障頻繁。EAU自檢顯示左襯套鎖傳感器S835或右襯套鎖傳感器S836故障代碼時，往往在更換反推開鎖手柄或調(diào)整襯套鎖傳感器與靶標之間的間隙后故障消失。

2.6 繼電器故障

在反推正常放出過程中，反推同步鎖電門S4處于DEPLOY位，同步鎖上鎖繼電器開鎖線圈接地，開關(guān)觸點接通，同步鎖得電解鎖；收反推時，同步鎖電門S4處于STOW位，反推同步鎖延時繼電器18 s后激勵，同步鎖上鎖線圈接地，同步鎖斷電上鎖。若這兩個繼電器故障時，EAU上出現(xiàn)V148左襯套同步鎖電源或V150右襯套同步鎖電源故障代碼。此外，A/T(Autothrottle，自動油門)電門組件上凸輪故障、S4電門、線路問題也會導致同步鎖不能正常上鎖或解鎖，也會導致V148或V150故障代碼出現(xiàn)。

2.7 反推作動筒故障

反推液壓作動筒常見故障有油液滲漏和作動筒內(nèi)部卡滯，造成反推不能收放到指令位置。油液滲漏會導致作動筒內(nèi)液壓壓力不夠，作動筒不能正常伸縮，可按MEL(Minimum Equipment List，最低設備清單)保留或更換相應部件；對于反推正常無法收上且人工方式也無法收上的故障現(xiàn)象，需拆下液壓作動筒檢查是否有機械卡滯或損傷的情況。

2.8 線路問題

在正常更換可疑故障部件后，反推故障仍未消除，可考慮線路問題。線路問題相對隱蔽性強，不容易排除，只能分段隔離查找缺陷。目視檢查傳感器電插頭、線束是否有外部損傷，測量線路確定電阻是否正常，必要時晃動部件周圍線束防止虛連接。線束檢查正常情況下，應根據(jù)EAU上故障代碼隔離相應LRU部件。

3 維護注意事項

3.1 EAU自檢程序

當出現(xiàn)REVERSER反推燈亮時，應先執(zhí)行EAU自檢程序，記錄下具體故障代碼再清除。EAU記錄的故障代碼是最近5次收放循環(huán)發(fā)生的故障，自檢時會同時顯示。若沒有執(zhí)行自檢程序，而直接清除故障信息，會出現(xiàn)故障代碼丟失造成排故困難。

3.2 機組反推操作

機組反推操作不當，也會造成反推燈點亮。正常收放反推時，反推手柄應避免放在反推慢車位和收上位之間。根據(jù)波音文件Flight Operation TB 99-3，反推操作超過一定時間(3 s)會造成反推放出后無法收回，并且觸發(fā)REVERSER燈亮或ENGINE CONTROL燈亮。

3.3 地面維護

維修中出現(xiàn)地面維護使用液壓放出反推后，需要斷開液壓執(zhí)行維護工作時，EAU上會出現(xiàn)HYD ISO VALVE SENSOR故障代碼，同時REVERSER燈也會點亮。這種指示對于反推系統(tǒng)而言是正常的。這是因為反推在放出位斷開液壓后，液壓隔離活門在彈簧力作用下處于關(guān)閉狀態(tài)，隔離活門傳感器感受到活門在關(guān)閉位置而反推手柄在放出位的不一致情況，造成DEPLOY位故障。維護結(jié)束后需要在EAU上復位故障。

4 結(jié)論

波音737NG反推燈亮是目前機隊普遍存在的一個缺陷，反推燈亮造成航班延誤的情況時有發(fā)生。對反推故障進行排除時，需要熟練掌握反推工作原理，結(jié)合FIM排故手冊和排故經(jīng)驗，分析相關(guān)部件可靠性高低，優(yōu)先考慮故障概率高的部件進行故障隔離。平時維護工作中關(guān)注廠家部件升級信息，盡可能采用升級過的新件，降低故障的概率。