A330飞机襟翼系统故障排故分析

王子旋　王成龙

【摘  要】本文主要对航线飞机日常维护中襟翼故障的排故分析，通过A330飞机所发生的襟翼故障进行总结与探索，在根据TSM手册对故障进行排除外，对飞机系统工作原理、监控机制以及故障类型/表现分析，详细了解故障源，确保故障能够安全排除，保证航班的安全。

【关键词】襟翼;原理;故障;安全

前言：

航线维护的重要目的是快速排除故障，找出故障源，保证飞机的安全适航以及保障航班的正常性，襟翼系统作为飞机的三大系统之一有着其独特的重要性。作为飞机的高升力控制系统，每侧大翼各有两个后缘襟翼和七个前缘缝翼，当襟翼系统发生故障时，将出现相应的系统警告甚至锁定襟翼系统，当襟翼系统中某些子系统发生失效性故障导致的襟翼锁定现象，这也是保证飞机安全的一种故障保护机制，从而不会进一步影响飞机的飞行性能和飞机安全，但这种故障的发生会影响飞机的运行和驾驶舱操作，在起飞阶段故障发生将导致飞机返航，在进近期间则可能导致接地速度过大，从而造成滑跑距离加长，另外，襟翼锁定故障将无法依照MEL保留放行，后后续航班的运行保障产生影响，因而，针对襟翼系统故障我们对此开展排故分析，快速找准故障源头，保障飞机的适航性和航班正常性。

一、襟翼系统的原理分析

1、襟翼系统的工作原理

襟缝翼系统由两部缝翼/襟翼控制计算机SFCC 1&2共同控制。CSU（指令传感器组件）与襟缝翼控制手柄相连，将控制手柄的位置信号转变为电信号分别传给SFCC 1&2。PCU（动力控制组件）作为襟缝翼收放的机械扭矩输出来源，接收SFCC 1&2的指令信号通过差动齿轮箱将机械能传递给扭力轴和旋转作动筒，再由旋转作动筒驱动襟缝翼舵面以正确的方向（伸出/收上）和速度（高速/低速）运动。

如下图1所示

2 襟翼系统监控原理

SFCC 1&2 通过位置获取传感器（PPU）来监控襟翼、缝翼控制面的工作情况。PCU上装有1个FPPU（反馈位置传感器）和1个IPPU（仪表位置传感器），在传动末端的左、右翼尖位置还各装有1个APPU（不对称位置传感器）。IPPU将PCU输出轴位置数据通过飞行警告计算机FWC传递给ECAM 提供位置指示信息。FPPU监控PCU主输出传动轴的角位置，APPU监控传动链末端的传动轴角位置。APPU和FPPU主要用于监控襟缝翼不对称、失控或超速

二、常见故障类型及表现

（一）因APPU故障导致的襟翼系統告警和保护性锁定

1）因不对称、失控或超速造成的襟翼锁定

该监控依据来源于两个安装于传动末端的APPU和安装于PCU的一个FPPU的信号，相应触发条件如下：

— 不对称（Asymmetry）：左、右两侧APPU 记录值相差5.625°以上;

— 失控（Runaway）：APPU和FPPU记录值相差5.625°以上;

— 超速（Overspeed）：任一APPU 或FPPU探测到转动角速度大于每秒29.27°。

2）襟翼卡阻造成的襟翼锁定

驱动链上的传动卡滞或过度摩擦，信号来源于FPPU。当PCU输出传动轴上的转速低于正常工作速度的8%，且被两台SFCC确认，系统将触发“F/CTL FLAPS FAULT”警告，并伴有CMS故障信息“FLP 1（2）MECH DRIVE”。此时，PCU的释压刹车（Pressure-Off Brakes）将工作，PCU传动输出停止。

3）襟翼传动脱开造成的襟翼锁定

由于1、2、3号襟翼滑架下放驱动齿轮箱（Down Drive Gearbox）下游机械传动脱开而导致的内、外侧襟翼相对运动超限（不同步）。当上述情况被两台SFCC确认后，系统将触发“F/CTL FLAPS LOCKED”警告，并伴有CMS故障信息“FLAP ANY DRIVE STATION”，此时PCU的释压刹车（Pressure-Off Brakes）停止PCU的传动输出。

4）4号襟翼滑架位置故障造成的襟翼锁定

4，5号滑架处有可能会发生机械传动部件的脱开问题，或者出现脱开信号，进而导致释压刹车（Pressure-Off Brakes）停止PCU的传动输出。信号来源为4号滑架处的传感器支柱。当该情况被两台SFCC确认后，系统将触发“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）襟翼非指令动作造成的襟翼锁定

由于PCU故障导致的非指令驱动。当该情况被两台SFCC确认后，系统将触发“F/CTL FLAPS LOCKED”警告，并伴有CMS故障信息“FLP 1（2）PCU（5000CV）”。同时，PCU的释压刹车（Pressure-Off Brakes）将停止PCU的传动输出，翼尖刹车（WTB）同时从末端锁定传动链。

（二）因SFCC本身导致的单纯系统告警

当SFCC 处于周期自检状态时（Automatic Integrity Test），如果飞机进行电源转换（例如发动机起动完成后进行电源转换时），将导致自检失败，从而触发系统告警。该故障通过复位跳开关即可排除，无需其他措施。

（三）因PCU活门块、邻近电门等部件导致的襟翼系统告警

三、典型的故障再分析

因APPU引起的故障多为机械性故障，对于SFCC本身引起的襟翼系统故障在航线维护时较为典型，以下做具体分析：

SFCC计算机产生F/CTL FLAP SYS X FAULT信息有两种来源：如下图2所示

1，204PP 28VDC BUS 2无电，2CV或16CV C/B拔出使92CV线圈断电，开关闭合，产生低电平，使SDAC1和2的4F收到离散低电平信号，通过DMC给ECAM 显示故障信息;

2，计算机自己通过如下三种测试判断FLAP/SLAT通道是否故障：

（a）In-Flight Test Circuits

（b）Automatic Integrity Test（AIT）

（c）Maintenance Built-In-Test（BIT）

判断故障（如上图2 FLAP通道）时使6D低电平，SDAC1和2的4F收到离散低电平信号，通过DMC给ECAM 显示故障信息;

一般情况下计算机在AIT测试时产生的此类虚假故障信息概率最大，因为SFCC计算机容易受电流瞬变（飞机上电或启动发动机期间）的影响，特别是在AIT测试期间，继而触发相关虚假警告。该故障通过复位相应跳开关即可消除，无需其他措施，可有效避免出现此类故障而导致飞机滑回，进而影响航班的正常运行，有效节省成本。

四、总结

自2018年起，世界机队内由APPU导致的A330襟翼锁定故障呈上升趋势，空客调查结论为APPU航材可靠性原因，以及襟翼APPU位置的环境因素导致。当MCDU内的SFCC SPECIFIC DATA中，LH APPU and RH APPU角度差大于5.625时，襟翼锁定，目前机队采取以工卡形式控制，以10日历日为周期检查APPU角度差值及水汽入侵情况，目前发现水汽入侵一起，更换APPU;角度差超过1度4次，完成调节

在现代航空器中，大多数都采用计算机管理控制，每个系统与系统之间都是互相交联的，例如SFCC周期自检工作被打断时会出现FLAP SYS FAULT警告，工作者极易会根据经验直接更换SFCC计算机导致维修成本增加，通过这个例子学习，我们需要从各个系统之间的信号与接口以及大系统与子系统之间的控制关系和逻辑关系来判断分析问题，打破无脑式维修方式，从理论知识思考，善于总结维修与故障排除经验

参考文献：

[1]蔡瑶琦，陈雷，陈振.面向知识工程的飞机装配故障管理平台设计与实现[J].航空制造技术，2020，63（04）：96-100.

[2]黄健.通用航空飞机机载电子设备故障检测方法[J].中国设备工程，2020（03）：142-143