A330飛機襟翼系統故障排故分析

王子旋　王成龍

【摘? 要】本文主要對航線飛機日常維護中襟翼故障的排故分析，通過A330飛機所發生的襟翼故障進行總結與探索，在根據TSM手冊對故障進行排除外，對飛機系統工作原理、監控機制以及故障類型/表現分析，詳細了解故障源，確保故障能夠安全排除，保證航班的安全。

【關鍵詞】襟翼;原理;故障;安全

前言：

航線維護的重要目的是快速排除故障，找出故障源，保證飛機的安全適航以及保障航班的正常性，襟翼系統作為飛機的三大系統之一有著其獨特的重要性。作為飛機的高升力控制系統，每側大翼各有兩個后緣襟翼和七個前緣縫翼，當襟翼系統發生故障時，將出現相應的系統警告甚至鎖定襟翼系統，當襟翼系統中某些子系統發生失效性故障導致的襟翼鎖定現象，這也是保證飛機安全的一種故障保護機制，從而不會進一步影響飛機的飛行性能和飛機安全，但這種故障的發生會影響飛機的運行和駕駛艙操作，在起飛階段故障發生將導致飛機返航，在進近期間則可能導致接地速度過大，從而造成滑跑距離加長，另外，襟翼鎖定故障將無法依照MEL保留放行，后后續航班的運行保障產生影響，因而，針對襟翼系統故障我們對此開展排故分析，快速找準故障源頭，保障飛機的適航性和航班正常性。

一、襟翼系統的原理分析

1、襟翼系統的工作原理

襟縫翼系統由兩部縫翼/襟翼控制計算機SFCC 1&2共同控制。CSU（指令傳感器組件）與襟縫翼控制手柄相連，將控制手柄的位置信號轉變為電信號分別傳給SFCC 1&2。PCU（動力控制組件）作為襟縫翼收放的機械扭矩輸出來源，接收SFCC 1&2的指令信號通過差動齒輪箱將機械能傳遞給扭力軸和旋轉作動筒，再由旋轉作動筒驅動襟縫翼舵面以正確的方向（伸出/收上）和速度（高速/低速）運動。

如下圖1所示

2 襟翼系統監控原理

SFCC 1&2 通過位置獲取傳感器（PPU）來監控襟翼、縫翼控制面的工作情況。PCU上裝有1個FPPU（反饋位置傳感器）和1個IPPU（儀表位置傳感器），在傳動末端的左、右翼尖位置還各裝有1個APPU（不對稱位置傳感器）。IPPU將PCU輸出軸位置數據通過飛行警告計算機FWC傳遞給ECAM 提供位置指示信息。FPPU監控PCU主輸出傳動軸的角位置，APPU監控傳動鏈末端的傳動軸角位置。APPU和FPPU主要用于監控襟縫翼不對稱、失控或超速

二、常見故障類型及表現

（一）因APPU故障導致的襟翼系統告警和保護性鎖定

1）因不對稱、失控或超速造成的襟翼鎖定

該監控依據來源于兩個安裝于傳動末端的APPU和安裝于PCU的一個FPPU的信號，相應觸發條件如下：

— 不對稱（Asymmetry）：左、右兩側APPU 記錄值相差5.625°以上;

— 失控（Runaway）：APPU和FPPU記錄值相差5.625°以上;

— 超速（Overspeed）：任一APPU 或FPPU探測到轉動角速度大于每秒29.27°。

2）襟翼卡阻造成的襟翼鎖定

驅動鏈上的傳動卡滯或過度摩擦，信號來源于FPPU。當PCU輸出傳動軸上的轉速低于正常工作速度的8%，且被兩臺SFCC確認，系統將觸發“F/CTL FLAPS FAULT”警告，并伴有CMS故障信息“FLP 1（2）MECH DRIVE”。此時，PCU的釋壓剎車（Pressure-Off Brakes）將工作，PCU傳動輸出停止。

3）襟翼傳動脫開造成的襟翼鎖定

由于1、2、3號襟翼滑架下放驅動齒輪箱（Down Drive Gearbox）下游機械傳動脫開而導致的內、外側襟翼相對運動超限（不同步）。當上述情況被兩臺SFCC確認后，系統將觸發“F/CTL FLAPS LOCKED”警告，并伴有CMS故障信息“FLAP ANY DRIVE STATION”，此時PCU的釋壓剎車（Pressure-Off Brakes）停止PCU的傳動輸出。

4）4號襟翼滑架位置故障造成的襟翼鎖定

4，5號滑架處有可能會發生機械傳動部件的脫開問題，或者出現脫開信號，進而導致釋壓剎車（Pressure-Off Brakes）停止PCU的傳動輸出。信號來源為4號滑架處的傳感器支柱。當該情況被兩臺SFCC確認后，系統將觸發“F/CTL FLAPS LOCKED”警告，并伴有CMS故障信息“FLAP TRACK 4/5 DRIVE STATION 4/5”等信息。

5）襟翼非指令動作造成的襟翼鎖定

由于PCU故障導致的非指令驅動。當該情況被兩臺SFCC確認后，系統將觸發“F/CTL FLAPS LOCKED”警告，并伴有CMS故障信息“FLP 1（2）PCU（5000CV）”。同時，PCU的釋壓剎車（Pressure-Off Brakes）將停止PCU的傳動輸出，翼尖剎車（WTB）同時從末端鎖定傳動鏈。

（二）因SFCC本身導致的單純系統告警

當SFCC 處于周期自檢狀態時（Automatic Integrity Test），如果飛機進行電源轉換（例如發動機起動完成后進行電源轉換時），將導致自檢失敗，從而觸發系統告警。該故障通過復位跳開關即可排除，無需其他措施。

（三）因PCU活門塊、鄰近電門等部件導致的襟翼系統告警

三、典型的故障再分析

因APPU引起的故障多為機械性故障，對于SFCC本身引起的襟翼系統故障在航線維護時較為典型，以下做具體分析：

SFCC計算機產生F/CTL FLAP SYS X FAULT信息有兩種來源：如下圖2所示

1，204PP 28VDC BUS 2無電，2CV或16CV C/B拔出使92CV線圈斷電，開關閉合，產生低電平，使SDAC1和2的4F收到離散低電平信號，通過DMC給ECAM 顯示故障信息;

2，計算機自己通過如下三種測試判斷FLAP/SLAT通道是否故障：

（a）In-Flight Test Circuits

（b）Automatic Integrity Test（AIT）

（c）Maintenance Built-In-Test（BIT）

判斷故障（如上圖2 FLAP通道）時使6D低電平，SDAC1和2的4F收到離散低電平信號，通過DMC給ECAM 顯示故障信息;

一般情況下計算機在AIT測試時產生的此類虛假故障信息概率最大，因為SFCC計算機容易受電流瞬變（飛機上電或啟動發動機期間）的影響，特別是在AIT測試期間，繼而觸發相關虛假警告。該故障通過復位相應跳開關即可消除，無需其他措施，可有效避免出現此類故障而導致飛機滑回，進而影響航班的正常運行，有效節省成本。

四、總結

自2018年起，世界機隊內由APPU導致的A330襟翼鎖定故障呈上升趨勢，空客調查結論為APPU航材可靠性原因，以及襟翼APPU位置的環境因素導致。當MCDU內的SFCC SPECIFIC DATA中，LH APPU and RH APPU角度差大于5.625時，襟翼鎖定，目前機隊采取以工卡形式控制，以10日歷日為周期檢查APPU角度差值及水汽入侵情況，目前發現水汽入侵一起，更換APPU;角度差超過1度4次，完成調節

在現代航空器中，大多數都采用計算機管理控制，每個系統與系統之間都是互相交聯的，例如SFCC周期自檢工作被打斷時會出現FLAP SYS FAULT警告，工作者極易會根據經驗直接更換SFCC計算機導致維修成本增加，通過這個例子學習，我們需要從各個系統之間的信號與接口以及大系統與子系統之間的控制關系和邏輯關系來判斷分析問題，打破無腦式維修方式，從理論知識思考，善于總結維修與故障排除經驗

參考文獻：

[1]蔡瑤琦，陳雷，陳振.面向知識工程的飛機裝配故障管理平臺設計與實現[J].航空制造技術，2020，63（04）：96-100.

[2]黃健.通用航空飛機機載電子設備故障檢測方法[J].中國設備工程，2020（03）：142-143