一起空客A330 飛機發動機引氣壓力調節故障的分析

■ 方滔/中國南方航空股份有限公司工程技術分公司

1 發動機引氣系統壓力調節原理

A330 飛機客艙增壓空氣的主要來源是發動機壓氣機引氣，它是飛機正常飛行時的主要氣源。為了減少發動機引氣系統供氣參數的波動，在發動機壓氣機的引氣管路上設置了相應的控制和調節裝置，從而使飛機在飛行的各階段和地面工作時引氣系統的供氣壓力、溫度及流量都在規定范圍內。

如圖1 所示，發動機引氣從中壓級或高壓級壓氣機引出后，需要經過壓力調節活門（PRV）調節壓力后才向下游供壓。PRV 是電控氣動式活門，它同時關聯一個電磁閥（THS），兩者之間由3號引氣感壓管（S/L3）相連。當電磁閥接收到引氣監控計算機（BMC）或發動機引氣電門、發動機火警信號時，THS通電，連接PRV 的3 號感壓管通向大氣，PRV 關斷。當PRV 上游沒有引氣壓力時，PRV 蝶形活門靠彈簧的預載荷保持在關位。當PRV 上游引氣壓力達到8psi 時，活門完全打開，直到上游引氣達到調節壓力限值52psi后開始調壓，活門從全開位關小，調節引氣壓力至44 ～52psi。

圖1 發動機引氣系統的工作原理圖

當PRV 出口壓力≥60psi 且超過15s 時，BMC 將發送保護性關閉指令，PRV 關閉。如果PRV 故障無法調節導致壓力大于85psi 時，下游超壓活門（OPV）會從打開狀態轉為關閉狀態，直至壓力恢復到52psi 時OPV 才再次打開。

PRV 出口壓力傳感器（Pr）通過1號引氣感壓管（S/L1）探測PRV 下游壓力，給BMC 提供壓力數據用于控制PRV，同時用于駕駛艙系統頁面上的預冷器進口壓力指示。

2 發動機引氣壓力調節故障分析

2.1 事件描述

某航空公司A330 飛機在2021 年發生一起引氣系統故障事件，飛機在起飛后出現“AIR ENG 1+2 BLEED FAULT”信息。機組向管制申請保持低高度處置，管制指揮保持高度2100m，雷達引導至海上等待。機組按FCOM程序進行復位，左發引氣復位無效，右發引氣恢復正常，隨后機組決定返航。

2.2 排故處置

飛機落地后，機務檢查航后報告有關聯故障信息：PRESS REG-V（E1-4001HA） /SOL（7HA1）/SENSE LINE和PRESS REG-V（E2-4001HA）/SOL（7HA2）/SENSE LINE，參考排故手冊（TSM）36-11-81-810-908-A 和36-11-81-810-913-A，執行了雙發PRV 的健康測試，確認活門卡阻無法正常打開；嘗試人工轉動PRV，發現活門有明顯的摩擦感。后續更換雙發PRV，檢查感壓管路正常，執行高功率引氣系統測試正常。

2.3 技術分析

參考圖2，對飛機的快速存儲記錄器（QAR）數據進行譯碼分析，確認飛機在地面起飛推油門時，雙發引氣壓力持續飆升，均超過60psi 且持續時間超過15s，左發引氣壓力最高達到87psi，右發引氣壓力最高達到62.5psi，BMC發出保護性關閉指令，雙發PRV 關閉。由于雙發PRV 無法有效調節引氣壓力，PRV 出口壓力超限，引起雙發引氣故障。

圖2 QAR數據譯碼

拆下左發PRV 送修，修理車間反饋活門運動有卡阻且調壓功能測試失敗，這與在翼故障現象一致，進一步分解發現活塞和蝶閥軸承存在腐蝕，如圖3 所示。

圖3 左發PRV活塞（左）和蝶閥軸承（右）

拆下右發PRV 送修，修理車間反饋調壓功能測試輸出壓力超標，進一步分解發現蝶閥軸承外表面存在點腐蝕。

根據修理反饋，可以得出故障原因為活門腐蝕。

本次故障發生在飛機停放后執行的首個航班，飛機在廣州停放了28天。在執行航班前，按照飛機維護手冊（AMM）中關于飛機停放的恢復程序，執行了慢車引氣系統測試，測試正常。

在飛機停放期間有多次連續性降雨，氣候較為潮濕。由于AMM 停放程序規定飛機停放每滿1 個月才運轉1 次發動機，因此本次飛機停放期間沒有運轉過發動機，導致活門一直處于高濕度環境下，加快了活門腐蝕進程。雖然在執行航班前慢車引氣測試正常，但是慢車引氣測試不涉及PRV 動態調壓功能的測試，因此在飛機恢復運行前需要執行高功率測試引氣系統，才能確認引氣系統的動態調壓功能是否正常。

3 機隊可靠性數據

2020 年1 月 至2022 年8 月，因 疫情原因，受國內外航班運行限制，國內航空公司寬體機隊普遍存在運力過剩，導致經常有寬體機處于停場狀態。某航空公司A330 機隊2020 年非計劃拆下55 個PRV，2021 年非計劃拆下54個PRV，2022 年1 ～8 月非計劃拆下30 個PRV。近3 年PRV 故障時刻的統計如表1 所示，從中可以看出，PRV 在飛機停場期拆換占比較大，飛機停場對PRV 的影響很大。

表1 PRV故障時刻分布

4 維護建議

1）對于進入停放的飛機尤其是停放在南方濕度較高地區的飛機，建議在飛機停放期間每7 天的地面檢查程序中，增加慢車操作測試引氣系統的任務，以減緩飛機停放期間PRV 腐蝕的進程，使引氣部件保持干燥。

2）對于進入停放的飛機，無論停放時間長短，建議在飛機恢復運行前統一執行高功率操作測試引氣系統；在進行高功率測試引氣系統時，建議循環兩次推油門動作，以確認在推油門期間PRV 的動態調壓功能正常。

5 結束語

發動機引氣系統屬于飛機關鍵系統，在飛機的運行中扮演重要角色，是飛機客艙增壓空氣的主要來源。本文對飛機停放引起的發動機引氣壓力調節故障進行了分析，并給出了維護建議，可為航空公司預防這類故障提供參考。