A330 飛機煙霧探測原理及常見故障處理

宋衛龍

（四川航空股份有限公司，四川 成都610202）

1 煙霧探測系統構成

煙霧探測系統由探測器、探測組件SDCU、控制面板等組成，如圖1 所示：

圖1 現代飛機煙霧探測系統構成

1.1 煙霧探測器

目前現代飛機上所使用的煙霧探測器有以下兩種類型：

1.1.1 光電式煙霧探測器。光電式煙霧探測器廣泛用于貨艙和電子設備艙，它是利用光的反射和散射原理制成的。光源、篦齒和光電管設置在同一平面上，篦齒的遮擋使光電管不能直接接受光源發出的光。當出現煙霧時，煙霧粒子會反射和散射一部分光束，光電管接收到這些光，并發送模擬信號給控制組件，觸發警報。每個煙霧探測器都有一個加熱裝置來提高探測器內部的溫度，使煙探測器內的溫度保持在大約15℃至40℃之間。加熱裝置使空氣保持干燥，從而確保在潮濕條件下之間更準確地探測到煙霧。1.1.2離子型煙霧探測器。離子型煙霧探測器一般用于廁所的煙霧探測，它安裝在每個廁所的天花板上。離子型煙霧探測器采用少量的放射性材料，當兩極加上電壓后使探測器室內的空氣電離，這樣就會有一定的電流流過探測器。當有煙霧的空氣通過探測器時，煙霧的微小粒子附著在離子上，使離子濃度降低，通過探測器的電流下降，當電流下降到預定警告值時，發出聲光報警。

1.2 煙霧探測控制組件SDCU （SMOKE DETECTION CONTROL UNIT）

SDCU位于電子艙852VU。它的主要功能有:監控和處理來自煙霧探測器的信號，包括貨艙、電子艙、廁所、機組休息室的煙霧探測器信號，并輸出信號給其他相關系統。監控貨艙滅火系統，包括滅火瓶壓力、爆炸帽引爆信號等。給煙霧探測器供電。SDCU有兩個獨立運行和冗余通道。任意一個通道均包含滿足系統正常工作的全部功能。在駕駛艙頭頂261VU 和262VU 面板有兩個SDCU復位開關14WH 和15WH (每個通道一個)。

1.3 煙霧報警器燈和測試按鈕

駕駛艙頭頂面板212VU上有兩個SMOKE AGENT 電門，相應貨艙探測到煙霧時對應電門上的紅色SMOKE 燈點亮。一個TSET按鈕用于執行貨艙煙霧探測系統的操作測試，測試時也會點亮兩個SMOKE AGENT電門上的紅色SMOKE 燈和白色SQUIB 燈（爆炸帽可用時）。按入TEST按鈕后，同時會對貨艙滅火系統、貨艙通風隔離活門、電子艙煙霧探測系統進行測試。

2 煙霧探測系統原理

2.1 SDCU的通道及環路簡介

如 圖 2 所 示，SDCU 包 含 兩 個 通 道，CHANNEL1 和CHANNEL2。每個通道有LOOPA 和LOOPB 兩條獨立的環路，它們各自擁有自己的獨立的煙霧探測器，通道1 和通道2 是SDCU中相互獨立的兩個通道，兩個通道上都連接了LOOP A 和LOOP B，每個通道都能獨立實現完整探測功能，兩個通道的區別在于對同一條LOOP 上的煙霧探測的監控方向不同，如果說通道1 的監控是從“頭”到“尾”，那么通道2 的監控就是從“尾”到“頭”，但是它們監控的是該環路上的相同的煙霧探測器。

圖2 煙霧探測原理

貨艙和電子艙的煙霧探測器都是成對安裝的，每一對的兩個煙霧探測器分屬于LOOP A 和LOOP B，當一條LOOP 故障時不會失去對該區域的煙霧探測能力；廁所和機組休息室只有一個煙霧探測器，它只屬于LOOP A 或者LOOP B，當其中一條LOOP 故障時，就失去了對該LOOP 對應的廁所和機組休息室的煙霧探測能力，也會出現LOOPA 或LOOP B 故障，此時ECAM警告只會顯示廁所和機組休息室煙霧探測故障而不會顯示貨艙和電子艙煙霧探測故障。

2.2 系統構型

SDCU 連續監控和分析每個通道上煙霧探測器的電壓信號來判斷系統狀態。分別有以下幾種構型：2.2.1 正常構型。在正常情況下，煙霧檢測器的可變電壓介于故障前閾值(低)和故障前閾值(高)之間。此時SDCU判斷系統處于正常構型，無煙霧信號、無故障、無預故障。2.2.2 煙霧構型。當煙霧探測器中的可變電壓增加到大于煙霧閾值超過5s 時，表示該煙霧探測器探測到煙霧。當安裝在同一腔室中的兩個煙霧探測器或安裝在不同腔室但在同一貨艙中的兩個煙霧探測器探測到煙霧時，SDCU判斷系統處于煙霧構型。當只從一個煙霧探測器接收到煙霧信號時，SDCU 會對同一腔室的另一個煙霧探測器進行測試。如果另一個煙霧探測器工作正常，則忽略來自第一個煙霧探測器的煙霧信號。如果另一個煙霧探測器工作不正常，SDCU也會判斷系統處于煙霧構型。SDCU 判斷系統處于煙霧構型后會發送煙霧警告信號至頭頂面板警告燈、FWC（ECAM警告和燈光音響警告）和VC（關閉對應貨艙通風隔離閥）。

2.2.3 故障構型。煙霧探測器或線路發生故障時會導致可變電壓降低。當煙霧探測器中的可變電壓降至小于故障閾值超過5s 時，則表示該煙霧探測器或與其相連的線路發生故障，SDCU 判斷系統處于故障狀態，并向FWC 和CMC 發送故障信號。2.2.4 預故障構型。SDCU每隔30 分鐘會對每個煙霧探測器進行測試。如果煙霧探測器受到污染，其可變電壓可能會增加或減少。當可變電壓增加到處于預故障閾值(高)與煙霧閾值之間或減少到處于故障閾值與預故障閾值(低)之間時，SDCU 記錄一次預故障。若此時飛機在空中，則SDCU直接判斷系統為預故障構型并發送三類故障信息；若此時飛機在地面，還需結合30 分鐘后的第二次測試結果，若再次探測到可變電壓處于預故障區間，則SDCU 判斷系統處于預故障構型并發送三類故障信息。

3 常見故障處理

煙霧探測系統的故障警告，極易出現在飛機剛上電后，由于該系統對電磁干擾非常敏感，在系統啟動階段受到其他電路產生的電磁干擾后可能使某些部件供電受到影響導致系統功能不完整。因此空客建議在每架飛機啟動完成后，通過MCDU 對SDCU 進行一次BITE 測試。測試正常表示SDCU正常啟動，如果測試不正常則對SDCU 進行兩分鐘復位，如果仍有故障，則進行20 分鐘的復位。一般的系統復位方法是：在頭頂261VU 和262VU 面板上，同時拔出SDCU1 和SDCU2 的斷路器（CIRCUIT BREAKER，簡稱CB），等待兩分鐘后同時合上，如故障依舊則再次同時拔出兩個CB等待20 分鐘后同時合上。該方法一般可以清除掉虛假警告，需要注意的是20 分鐘的長時間復位盡量在上貨上客前進行，否則在復位過程中需要依據手冊在特定間隔分鐘內對煙霧探測相關區域進行檢查。復位后如果故障清除，系統BITE 測試正常，SMOKE WARN TESTS 正常，則無需進一步工作，如果故障依舊，則依據相關故障信息排故。從機隊運行的角度，如果多次重復出現相同的故障信息，雖均可以通過復位清除，但是為了防止漏判故障，防止某些部件處于不穩定狀態或故障邊緣狀態對機隊運行造成影響，一般會進行基于優化狀態的排故工作，此時需要注意為了便于查找隱蔽故障源不要在第一時間依據手冊復位CB 來清除故障，而是在故障警告狀態下先通過BITE 測試和LABEL CALL-UP 參數來幫助定位該故障源。如遇煙霧探測警告，我們通過測試后得到的常見故障信息如下幾種類型：

3.1 SMK DET LAV LOCATION DD or

SMK DET AVNCS (XWA) DEGRADED MODE or

SMK DET FWD LDCC (XWH)/ SENSITIVITY

此類測試信息給出具體煙霧探測器FIN 號（功能號）的信息，優先更換對應的煙霧探測器和檢查該探測器電插頭，其次檢查測量上下游線路和電插頭，最后檢查其他部件和線路。

3.2 WRG BETWEEN SMK DET FWD LDCC (XWH) AND SMK DET FWD LDCC (XWH) or WRG BETWEEN SMK DET LAV LOCATION 35 AND SDCU CHANNEL 2

此類給出具體區域線路信息，優先檢查測量該區域線路和電插頭，其次更換該區域煙霧探測器和檢查該區域上下游線路和電插頭，最后檢查其他部件和線路。

3.3 WRG: PIN PROG LOOP A（B）/ SDCU (20WH)

優先依據ASM（飛機線路手冊）檢查SDCU 的程序銷釘，其次更換SDCU

3.4 SMOKE LOOP A（B）

未給出具體的煙霧探測器或線路位置，優先利用label call-up參數進行二分法查找故障源，因SDCU 件號不同輸入label call-up 代碼不一樣，查看各環路上煙探數量時需輸入的代碼為17B/1/320/01 和17B/2/320/10 得到LOOP 參數如圖3 所示，DATABITS 欄一共有18 個數字，從左至右分別是28-11 位，依據手冊我們所需的是17-13 位為01010，得到這幾位數字后通過二進制算法得到煙霧探測器數量，根據數量是否符合程序手冊要求來判斷并更換故障煙霧探測器；其次檢查所有探測器電插頭狀態、分別檢查測量每段線路狀態，最后檢查程序銷釘和更換SDCU。

圖3 故障代碼圖

3.5 SDCU (20WH) or SDCU (20WH) CHN 1（2）BUS

優先更換SDCU，其次檢查線路。另外平時檢查相關區域時注意檢查煙霧探測器本體是否有污染，廁所區域探測器外側的濾網是否污染，更換電子艙和IFEC 通風管路煙霧探測器時檢查管路內部是否有污染，發現后及時清潔，降低故障發生率。對煙霧探測系統感興趣的可以通過空客AIRNAV 手冊和相關TFU、ISI 了解更多信息。