某型飛機環控系統故障分析

摘 ?要：飛機的環控系統的主要功能是保障飛機電子設備正常運行，為飛行員提供舒適穩定的環境，為飛行員排除一切影響駕駛的外部因素，以便飛行員能夠更好地操縱飛機，提高飛機的安全性。本文首先描述了飛機環控系統的概念以及系統故障分析的必要性和意義，其次，通過對某型飛機環控系統的具體故障研究，分析存在的常見問題，最后根據分析的問題總結出處理措施，以期解決環控系統存在的故障，保障飛機的飛行安全。

關鍵詞：飛機環控系統;故障分析;座艙壓力

一、飛機環控系統概述

1.1飛機環控系統的內涵

環控系統又叫做飛機環境控制系統，是確保飛機電子設備正常運行、為飛行員提供舒適穩定的環境的主要系統。飛機環控系統的主要功能是，在變化的飛行環境條件下，保證飛機飛行員的安全為前提，還需確保環境舒適，為飛機電子設備通風以便其正常運行，還要具有一定的防/除冰、防/除霧等功能。

1.2飛機環控系統故障分析的必要性和意義

為了確保飛機在極端天氣條件下的安全飛行，以及飛行員舒適度要求的不斷提高，飛機環控系統變得越來越復雜，隨著運行時間的增加，出現各種故障的概率也會逐漸增大，并且會產生各種各樣的故障跡象。如果不及時排除故障，不但可能會引起飛行員的不舒適感，可能還會降低機載設備的工作效率，增加系統能耗乃至縮短設備使用壽命。對飛機環控系統故障進行分析具有重要的科學和工程意義。

二、飛機環控系統常見問題及分析

某型飛機在轉場飛行過程中，當飛行高度達到一千二百米時，飛行員突然感覺到耳膜疼，這時壓力表指示的座艙壓力在不斷下降，于是利用就近機場成功迫降。這是一起典型的環控系統故障，經進一步檢查發現，原因是座艙壓力調壓器的調壓活門中有0.15毫米的多余物。本文從理論和實踐的角度，對這起故障進行分析。

2.1座艙壓力調節器機理及實現

飛機處于高空運行狀態，能夠從外界環境中獲取的氣體很少，主要的控制來源是發動機運行過程中產生的高溫氣體。座艙內部的空氣壓力調節需要綜合考慮供氣量、排氣量和漏氣量，保證座艙內部的空氣質量變化率始終等于供氣量減去漏氣量和排氣量。艙內空氣壓力的控制和調節主要通過座艙壓力調壓器來實現，座艙壓力調壓器由調壓器和調節活門兩部分組成，之間由相關的管路連接，相關的管路起到了一定的控制和連接作用。壓力調節器主要的工作原理是通過調壓活門、定壓活門和調節活門相互配合，實現氣體的供給、排放，保證座艙內的氣體壓力值穩定，為飛行員提供舒適的駕駛環境。

座艙內壓力調節器主要的運行過程如下：

當飛機處于離地面兩千米以下的高度時，壓力調節器的定壓活門關閉，調壓活門開放到最大限度，隨著高度的不斷升高，調壓活門的開口程度逐漸縮小。調壓活門開口最大即為能夠與外界的空氣進行最大程度上的連通，可以實現與外界空氣的直接對流。

當飛行高度達到兩千米以上九千米以下時，壓力調節器的定壓活門仍然關閉，調節活門的開口程度逐漸減小，減少外界環境中空氣進入座艙內，也減少座艙內的空氣流向外界環境，保證了艙內空氣壓力的暫時穩定。

當飛行高度達到九千米以上時，壓力調節器的定壓活門開放，同時，調壓活門關閉，由定壓活門控制座艙壓力。此時，完全隔絕了外界空氣進入座艙內，定壓活門薄膜左側與全靜壓管的靜壓室相通，定壓活門薄膜右側經管路與調節活門上室連通。

2.2飛機環控系統故障分析

文中某型飛機的飛行員在駕駛飛機時，當飛機上升到高處時感覺耳朵疼，耳膜的壓力增大，身體也出現了明顯不舒服的情況，此時，判斷座艙內的氣體壓力不符合規定的標準，推定為飛機環控系統發生了故障。經過排查，發現了飛機環控系統中的調壓活門處有一個直徑大約為0.15毫米的多余物，該雜質導致了調壓活門不能夠密封關閉，當飛機上升到九千米高度后，需要完全關閉調壓活門，但是由于調壓活門中多余物的存在無法完全關閉，導致座艙內與外界環境沒有實現完全的隔絕，外界空氣壓力大，導致座艙內壓力增大，損傷了飛行員的耳膜，造成了此次飛行故障。

三、飛機環控系統的故障預防

飛機環控系統在日常的使用過程中一定不能忽視日常的檢修和維護，任何細微的影響都有可能對飛機的飛行過程造成嚴重的影響，甚至容易釀成飛行事故，因此，應該重點關注飛機環控系統故障的檢查和預防。

3.1保持座艙清潔

某型飛機環控系統的故障就是由于多余物的影響導致的，因此，應該保持座艙內部的清潔，極小的多余物就會進入壓力調節器內部，影響正常的壓力調節和氣體循環。飛機維修人員應該不僅要檢修零部件和設備的問題，也要及時清理座艙內部的灰塵和泥沙，必要時可以用吸塵器將灰塵吸附干凈，保持座艙內部的清潔。

3.2確保裝配質量

保證裝配的質量是飛機環控系統能夠正常運行的前提，如果環控系統內部的裝配出現問題，就會影響系統的正常運行，嚴重時會造成重大飛行事故。

3.3防止限流孔和通氣孔的腐蝕

限流孔和通氣孔作為壓力調節器的組成部分，起到與外界空氣連通的作用，如果該部分受到腐蝕，會造成孔壁的堵塞，外部空氣和內部空氣無法正常連通，影響座艙空氣壓力的穩定。當發動機的高溫氣體流向座艙內，要通過限流孔和通氣孔輸送，過高的氣溫長期影響，難以避免會造成孔壁的腐蝕，應該經常檢查限流孔和通氣孔是否被堵塞，及時疏通和更換，保證環控系統正常發揮作用。

3.4防止薄膜老化

壓力調節器中所用的薄膜材質都是橡膠材料制造的，長時間的使用難以避免會造成橡膠材質薄膜的老化，影響薄膜正常發揮作用。在日常的維護過程中一定要定期更換薄膜，保證壓力調節器正常發揮作用，盡量避免可控風險對于飛機飛行安全的影響。

【總結】

綜上所述，飛機的環控系統作為飛機的重要組成部分，對于飛機的正常運行起到了至關重要的作用，良好的飛機環控系統能夠為飛行員提供舒適的駕駛環境，保證在駕駛過程中飛機的安全性和穩定性，減少駕駛風險因素的影響。因此，在飛機的日常維護中，應該重視環控系統的故障分析和排查，保證飛機的飛行安全。

參考文獻

[1] ?劉剛，劉衛，張鶴林.飛機環控系統管路設計研究與探討[J].航空科學技術，2014，25（4）：13-18.

[2] ?朱輝.航天器故障診斷、預測與健康管理探討[J].質量與可靠性，2013（2）：15-19.

[3] ?楊洲，景博，張劼，等.飛機故障預測與健康管理應用模式研究[J].計算機測量與控制，2011，19（9）：2061-2101.

[4] ?莫固良，汪慧云，李興旺，等.飛機健康監測與預測系統的發展及展望[J].振動、測試與診斷，2013，33（6）：925-930.

作者簡介：盧小勇，男，1977.08，工程師，長期從事航空發動機及機械專業故障檢測與預防技術研究工作。