A330 飞机烟雾探测原理及常见故障处理

宋卫龙

（四川航空股份有限公司，四川 成都610202）

1 烟雾探测系统构成

烟雾探测系统由探测器、探测组件SDCU、控制面板等组成，如图1 所示：

图1 现代飞机烟雾探测系统构成

1.1 烟雾探测器

目前现代飞机上所使用的烟雾探测器有以下两种类型：

1.1.1 光电式烟雾探测器。光电式烟雾探测器广泛用于货舱和电子设备舱，它是利用光的反射和散射原理制成的。光源、篦齿和光电管设置在同一平面上，篦齿的遮挡使光电管不能直接接受光源发出的光。当出现烟雾时，烟雾粒子会反射和散射一部分光束，光电管接收到这些光，并发送模拟信号给控制组件，触发警报。每个烟雾探测器都有一个加热装置来提高探测器内部的温度，使烟探测器内的温度保持在大约15℃至40℃之间。加热装置使空气保持干燥，从而确保在潮湿条件下之间更准确地探测到烟雾。1.1.2离子型烟雾探测器。离子型烟雾探测器一般用于厕所的烟雾探测，它安装在每个厕所的天花板上。离子型烟雾探测器采用少量的放射性材料，当两极加上电压后使探测器室内的空气电离，这样就会有一定的电流流过探测器。当有烟雾的空气通过探测器时，烟雾的微小粒子附着在离子上，使离子浓度降低，通过探测器的电流下降，当电流下降到预定警告值时，发出声光报警。

1.2 烟雾探测控制组件SDCU （SMOKE DETECTION CONTROL UNIT）

SDCU位于电子舱852VU。它的主要功能有:监控和处理来自烟雾探测器的信号，包括货舱、电子舱、厕所、机组休息室的烟雾探测器信号，并输出信号给其他相关系统。监控货舱灭火系统，包括灭火瓶压力、爆炸帽引爆信号等。给烟雾探测器供电。SDCU有两个独立运行和冗余通道。任意一个通道均包含满足系统正常工作的全部功能。在驾驶舱头顶261VU 和262VU 面板有两个SDCU复位开关14WH 和15WH (每个通道一个)。

1.3 烟雾报警器灯和测试按钮

驾驶舱头顶面板212VU上有两个SMOKE AGENT 电门，相应货舱探测到烟雾时对应电门上的红色SMOKE 灯点亮。一个TSET按钮用于执行货舱烟雾探测系统的操作测试，测试时也会点亮两个SMOKE AGENT电门上的红色SMOKE 灯和白色SQUIB 灯（爆炸帽可用时）。按入TEST按钮后，同时会对货舱灭火系统、货舱通风隔离活门、电子舱烟雾探测系统进行测试。

2 烟雾探测系统原理

2.1 SDCU的通道及环路简介

如 图 2 所 示，SDCU 包 含 两 个 通 道，CHANNEL1 和CHANNEL2。每个通道有LOOPA 和LOOPB 两条独立的环路，它们各自拥有自己的独立的烟雾探测器，通道1 和通道2 是SDCU中相互独立的两个通道，两个通道上都连接了LOOP A 和LOOP B，每个通道都能独立实现完整探测功能，两个通道的区别在于对同一条LOOP 上的烟雾探测的监控方向不同，如果说通道1 的监控是从“头”到“尾”，那么通道2 的监控就是从“尾”到“头”，但是它们监控的是该环路上的相同的烟雾探测器。

图2 烟雾探测原理

货舱和电子舱的烟雾探测器都是成对安装的，每一对的两个烟雾探测器分属于LOOP A 和LOOP B，当一条LOOP 故障时不会失去对该区域的烟雾探测能力；厕所和机组休息室只有一个烟雾探测器，它只属于LOOP A 或者LOOP B，当其中一条LOOP 故障时，就失去了对该LOOP 对应的厕所和机组休息室的烟雾探测能力，也会出现LOOPA 或LOOP B 故障，此时ECAM警告只会显示厕所和机组休息室烟雾探测故障而不会显示货舱和电子舱烟雾探测故障。

2.2 系统构型

SDCU 连续监控和分析每个通道上烟雾探测器的电压信号来判断系统状态。分别有以下几种构型：2.2.1 正常构型。在正常情况下，烟雾检测器的可变电压介于故障前阈值(低)和故障前阈值(高)之间。此时SDCU判断系统处于正常构型，无烟雾信号、无故障、无预故障。2.2.2 烟雾构型。当烟雾探测器中的可变电压增加到大于烟雾阈值超过5s 时，表示该烟雾探测器探测到烟雾。当安装在同一腔室中的两个烟雾探测器或安装在不同腔室但在同一货舱中的两个烟雾探测器探测到烟雾时，SDCU判断系统处于烟雾构型。当只从一个烟雾探测器接收到烟雾信号时，SDCU 会对同一腔室的另一个烟雾探测器进行测试。如果另一个烟雾探测器工作正常，则忽略来自第一个烟雾探测器的烟雾信号。如果另一个烟雾探测器工作不正常，SDCU也会判断系统处于烟雾构型。SDCU 判断系统处于烟雾构型后会发送烟雾警告信号至头顶面板警告灯、FWC（ECAM警告和灯光音响警告）和VC（关闭对应货舱通风隔离阀）。

2.2.3 故障构型。烟雾探测器或线路发生故障时会导致可变电压降低。当烟雾探测器中的可变电压降至小于故障阈值超过5s 时，则表示该烟雾探测器或与其相连的线路发生故障，SDCU 判断系统处于故障状态，并向FWC 和CMC 发送故障信号。2.2.4 预故障构型。SDCU每隔30 分钟会对每个烟雾探测器进行测试。如果烟雾探测器受到污染，其可变电压可能会增加或减少。当可变电压增加到处于预故障阈值(高)与烟雾阈值之间或减少到处于故障阈值与预故障阈值(低)之间时，SDCU 记录一次预故障。若此时飞机在空中，则SDCU直接判断系统为预故障构型并发送三类故障信息；若此时飞机在地面，还需结合30 分钟后的第二次测试结果，若再次探测到可变电压处于预故障区间，则SDCU 判断系统处于预故障构型并发送三类故障信息。

3 常见故障处理

烟雾探测系统的故障警告，极易出现在飞机刚上电后，由于该系统对电磁干扰非常敏感，在系统启动阶段受到其他电路产生的电磁干扰后可能使某些部件供电受到影响导致系统功能不完整。因此空客建议在每架飞机启动完成后，通过MCDU 对SDCU 进行一次BITE 测试。测试正常表示SDCU正常启动，如果测试不正常则对SDCU 进行两分钟复位，如果仍有故障，则进行20 分钟的复位。一般的系统复位方法是：在头顶261VU 和262VU 面板上，同时拔出SDCU1 和SDCU2 的断路器（CIRCUIT BREAKER，简称CB），等待两分钟后同时合上，如故障依旧则再次同时拔出两个CB等待20 分钟后同时合上。该方法一般可以清除掉虚假警告，需要注意的是20 分钟的长时间复位尽量在上货上客前进行，否则在复位过程中需要依据手册在特定间隔分钟内对烟雾探测相关区域进行检查。复位后如果故障清除，系统BITE 测试正常，SMOKE WARN TESTS 正常，则无需进一步工作，如果故障依旧，则依据相关故障信息排故。从机队运行的角度，如果多次重复出现相同的故障信息，虽均可以通过复位清除，但是为了防止漏判故障，防止某些部件处于不稳定状态或故障边缘状态对机队运行造成影响，一般会进行基于优化状态的排故工作，此时需要注意为了便于查找隐蔽故障源不要在第一时间依据手册复位CB 来清除故障，而是在故障警告状态下先通过BITE 测试和LABEL CALL-UP 参数来帮助定位该故障源。如遇烟雾探测警告，我们通过测试后得到的常见故障信息如下几种类型：

3.1 SMK DET LAV LOCATION DD or

SMK DET AVNCS (XWA) DEGRADED MODE or

SMK DET FWD LDCC (XWH)/ SENSITIVITY

此类测试信息给出具体烟雾探测器FIN 号（功能号）的信息，优先更换对应的烟雾探测器和检查该探测器电插头，其次检查测量上下游线路和电插头，最后检查其他部件和线路。

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

此类给出具体区域线路信息，优先检查测量该区域线路和电插头，其次更换该区域烟雾探测器和检查该区域上下游线路和电插头，最后检查其他部件和线路。

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

优先依据ASM（飞机线路手册）检查SDCU 的程序销钉，其次更换SDCU

3.4 SMOKE LOOP A（B）

未给出具体的烟雾探测器或线路位置，优先利用label call-up参数进行二分法查找故障源，因SDCU 件号不同输入label call-up 代码不一样，查看各环路上烟探数量时需输入的代码为17B/1/320/01 和17B/2/320/10 得到LOOP 参数如图3 所示，DATABITS 栏一共有18 个数字，从左至右分别是28-11 位，依据手册我们所需的是17-13 位为01010，得到这几位数字后通过二进制算法得到烟雾探测器数量，根据数量是否符合程序手册要求来判断并更换故障烟雾探测器；其次检查所有探测器电插头状态、分别检查测量每段线路状态，最后检查程序销钉和更换SDCU。

图3 故障代码图

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

优先更换SDCU，其次检查线路。另外平时检查相关区域时注意检查烟雾探测器本体是否有污染，厕所区域探测器外侧的滤网是否污染，更换电子舱和IFEC 通风管路烟雾探测器时检查管路内部是否有污染，发现后及时清洁，降低故障发生率。对烟雾探测系统感兴趣的可以通过空客AIRNAV 手册和相关TFU、ISI 了解更多信息。