奖状飞机直流电源系统故障分析

柳昌龄 孟鑫

摘 要：飞机电源系统是飞机机载设备中一个非常重要的组成部分，它为飞机上所有的用电设备提供电能，而随着社会的不断发展，机载电子设备和电力传动装置的不断增加，机上用电量也不断增加，综合化程度越来越高，人们对飞机的安全性也越来越重视，而飞机电源系统的故障对于飞机的安全飞行有着很大的隐患，因此，本文针对塞斯纳奖状Ⅰ飞机的直流电源系统进行研究，介绍该飞机直流电源系统的工作原理，并结合该机型电源系统常见故障，为飞机直流电源系统的维修与诊断提供一种科学的管理方法。

关键词：直流电源系统；故障；发电机

现如今，民航产业为我国的经济发展带来了巨大的正面效应，但是，机务维修成本在民航飞机的运营成本中一直占有很高的比重，任何一个小问题都有可能使正常航班得到延迟，严重的还可能会影响飞行的安全，所以，减少飞机故障发生率，将会极大地降低飞机维修成本和航空公司运营成本，同时也能提高飞机的安全性，为完成飞行任务提高保障。本文对奖状飞机电源系统及排故总结，为飞机电源系统的维修与诊断提供一种科学的管理方法。

一、奖状飞机直流电源系统介绍

（一）系统组成

奖状Ⅰ飞机的电源系统是一个直流电源系统，该系统通过一些电气部件实现了飞机电能的产生、调节、控制与指示。这些部件主要有：2台起动发电机，1个镍镉电瓶，2个发电机控制组件，1个后部电源接线盒，2个直流电流表，1个直流电压表和一些控制电门。

（二）电源分配系统

在奖状Ⅰ飞机中，直流电通过9个汇流条进行配电，在尾锥的主电源接线盒内包含左右馈电汇流条，交输汇流条，热电瓶汇流条，在驾驶舱正、副驾驶断路器板后面有两个馈电扩展汇流条，两个交叉汇流条，和应急汇流条。正常情况下，左发电机向左馈电汇流条供电，右发电机向右馈电汇流条供电，但是如果一台发电机脱离电路，交输汇流条将成为连接电路，使剩余的一台发电机向两个馈电汇流条供电。

二、奖状Ⅰ飞机直流电源系统常见故障分析与维护

飞机电源系统的故障诊断问题对整个飞机系统的稳定至关重要[ 1 ]，通过对飞行学院3架奖状飞机的故障统计发现，从2005年6月1日至2015年2月22日，电源系统故障共40起，其中电瓶故障12起，GCU故障9起，继电器故障9起，应急电源故障1起，保险电门故障1起，PCB电路板4起，起动发电机3起，AFD故障1起。对应结构图如图所示。由图中可以看到，奖状飞机故障主要集中在电瓶，GCU和继电器三个方面。

奖状Ⅰ飞机直流电源系统中最主要的两部分为蓄电池和发电机，蓄电池不仅可以作为应急电源，还在飞机的起动中发挥着重要的作用，而发电机则是直流电源系统的中枢，因此，下面将对蓄电池和发电机这两部分常见故障进行分析。

（一）蓄电池故障

1）爬碱。奖状Ⅰ飞机蓄电池为镍镉蓄电池，爬碱是碱性蓄电池的特有现象，也是这类电池的最常发故障，所谓爬碱是指由于碱性蓄电池的电解液中含有碱，在电解液溢出后在连接片以及外壳上结成的白色的碱霜俗称爬碱[ 2 ]。2）电瓶超温。电瓶的温度分为三个界限，小于145℉（63℃）为一个界限，145℉到160℉为一个界限，大于160℉（71℃）为一个界限。当电瓶温度超过145℉（63℃）时，红色的电瓶过热（BATT OTEMP）信号灯和飞机红色主警告灯（MASTER WARNING）会闪亮；温度超过160℉（71℃）时，信号灯的上下两部分（BATT OTEMP和>160°）会一起闪亮，并且，如果前面已经复位，>160°警告灯亮，又会触发主警告系统，使飞机红色主警告灯也闪亮起来。3）维护建议。a.日常维护中要注意对电瓶快速脱开插头手轮的松紧，及其插钉的烧蚀和磨损程度进行检查，防止出现点接触不良的情况。b.碱性电池在使用时必须密封，否则电解液与空气接触发生化学反应，会使电池的容量降低，因此，在日常维护中要注意加强对电瓶护盖密封性的检查。c.电瓶单体电池间应按规定的方式和力矩进行固定连接。d.应定期检查电源系统电压调节状况，防止因系统电压过高而导致电瓶充电电流增大、电瓶温度升高或电解液的水消耗增加。e.要保持电瓶通风管的畅通。f.注意保持电瓶的清洁，以防电瓶漏电、短路或接线腐蚀。禁止使用各种溶剂来清洁飞机电瓶，这可能会导致电瓶盒内衬和电瓶护盖垫圈损坏。g.在电瓶充电不足时不要将地面外接电源接入系统，否则可能会使电瓶受损。

（二）发电机故障

对于奖状Ⅰ飞机而言，飞机的故障可以通过飞机电压表，电流表以及信号灯的指示情况进行判断。发电机控制组件LED 灯的系统故障诊断显示如下：1）GCU灯亮，表明发电机控制组件检测到了一个内部故障[ 3 ]。2）OV灯亮，表明发电机控制组件检测到一过压故障，并已将其自身关断。3）GF灯亮，表明发电机控制组件检测到一接地故障，并已将其自身关断。4）SYS灯亮，表明发电机控制组件检测到一个飞机线路故障，并在检测到下一故障后自行关断。

（三）维护建议

1）在日常维护中，连接或脱开飞机电气设备前，应首先切断其电源。2）不要在发电机运转工作时脱开发电机控制组件电气插头。调节发电机控制组件时应使用非金属螺丝刀。3）需要从插头或任何电气设备上拆下导线时，要注意做好识别标记，以保证重新安装时能正确地连接导线。4）飞机左、右直流发电机系统是相同的，一些电气部件左、右系统各有一套，安装位置临近，且部件导线束和部件本身在物理外形上一致，可以互换，如左、右发电机控制组件、发电机电源继电器和起动继电器等，维护中要注意左、右部件的安装位置及插头标志，防止出现导线连接错误。此外，排故中如确定飞机线路是否存在问题时，不能通过部件互换来判定故障，以防正常部件受损。

参考文献：

[1] 刘品.可靠性工程基础[M].北京：中国计量出版社，2003.

[2] 朱新宇，彭卫东，何健.民航飞机电气系统.西南交通大学出版社，2012.

[3] Model 525 Maintenance Manual（Rev.23）.Cessna Aircraft Company.2015.