某型飞机空调系统常见故障原因分析与处理方法探讨

赵佳春 盖承慧 王文浩

摘要：介绍了某型飞机空调系统常见的三种故障类型：地面无引射空气、座舱无供气、座舱供气量少，对这三类故障的原因进行了研究分析，提出了排除此类常见故障的方法。

关键词：空调系统；常见故障；处理方法

Keywords：air conditioning system；common fault；treatment

随着飞机附件设计和制造工艺日趋成熟，某型飞机空调系统因部件故障造成的系统故障逐年减少，但因系统性能衰减和人为差错造成的故障的比例却随飞机使用频率的增多而逐年增加。本文对这类故障中常见的地面无引射空气、座舱无供气、座舱供气量少故障进行分析。

1 空调系统工作原理

空调系统使用的空气引自左右发动机第七级高压压气机。来自高压压气机的高温、高压空气通过管路压力调节器后分成两路：一路经空气-空气散热器、燃油-空气散热器、涡轮冷却器三级冷却和两次除水后变成低温、低压干燥冷却空气，作为空调系统的冷路供给座舱和设备舱调温及通风冷却；另一路经空气-空气散热器散热后变成热路空气。冷、热路空气混合后经过流量调节器，在优先保证座舱供气流量的条件下，按比例分配供给座舱和设备舱空气流量。某型飞机空调系统工作原理如图1所示。

2 地面无引射空气故障

某型飞机发动机试车过程中，在进行座舱空调系统工作性能检查时，发现空气-空气散热器引射器排气口无空气喷出。

2.1 故障原因分析

在地面或放下起落架飞行时，空气-空气散热器的散热是通过引射器引射空气对来自发动机高壓压气机的热空气进行冷却。控制引射器关断活门打开的电磁活门通电后，引射器关断活门内腔与大气连通，使关断活门打开，将外界空气引射进入空气-空气散热器对热空气散热。依据空调系统工作原理和故障现象分析，造成地面无引射空气的原因有以下几方面：

1）控制电磁活门工作的电气线路或电磁活门自身故障，均可造成关断活门活塞腔内无法产生压力差，导致引射器关断活门活塞无法克服活门弹簧力打开，从而造成无引射空气。

2）电磁活门与引射器关断活门进气接头之间管路密封性差，或电磁活门出气接头与大气相通管路堵塞，均可能造成关断活门活塞腔内无法产生压力差，引射器关断活门活塞无法克服活门弹簧力打开，从而造成无引射空气。

2.2 故障排除

1）首先断开与电磁活门相连接的电缆插头，在给飞机供电后，测量电缆插头上3号插孔是否有27±2.7V电压，并测量电缆插头上1号插孔应对地。若电压和接地符合要求，安装电缆插头，给飞机供电后，用手触摸引射电磁活门壳体，如果烫手，则说明电磁活门工作正常，如果不烫手，则判定电磁活门存在故障。

2）排除电磁活门电气线路或电磁活门故障后，在发动机试车过程中，如果空气-空气散热器引射器排气口还是无空气喷出，则需检查电磁活门与引射器关断活门之间管路密封性以及电磁活门出气接头与大气相通管路是否堵塞。首先，检查电磁活门进气接头与引射器关断活门之间管路接头外观状态和安装固定是否存在不满足使用要求的缺陷，并排除发现的相关缺陷。然后，将电磁活门出气管路接头断开，用压缩空气从管路接头吹气，检查发动机舱壁板上与管路相连接的通大气孔是否有气体喷出，若无气体喷出，说明管路中有堵塞现象。拆开管路对导管进行吹洗，排除管路堵塞故障后重新安装固定导管即可排除故障。

3 座舱无供气故障

发动机试车过程中，在进行座舱供气系统性能检查时，发现座舱内供气喷嘴无空气喷出，但空气-空气散热器引射器排气口有空气喷出。

3.1 故障原因分析

由于空气-空气散热器引射器排气口有空气喷出，说明左右发动机高压压气机引气系统工作正常。根据飞机空调系统工作原理，以下几方面原因可能造成座舱无供气故障。

1）直流配电装置上“空调信号”断路器未接通、关闭空调系统电磁活门故障、电磁活门连接电缆插头连接错误等原因均可导致管路压力调节器供气调节机构不工作，造成无供气故障。

2）管路压力调节器上控制装置与关闭空调系统电磁活门连接管路密封性差，导致管路压力调节器上控制装置膜盒腔与外界环境相通，造成管路压力调节器控制装置上部活门打开，使管路压力调节器上关断装置活塞两端产生压差，活塞在压差作用下压缩弹簧，从而使管路压力调节器供气调节机构关闭，造成无供气故障。

3）管路压力调节器自身故障。

3.2 故障排除

根据上述故障原因分析，造成“座舱无供气”原因较多，在判定故障时可采用由简到繁的原则，用排除法确定故障原因。

1）检查直流配电装置上“空调信号”断路器是否接通，如果未接通，则可以判断“座舱无供气”故障是因断路器未接通造成的。如果直流配电装置上“空调信号”断路器处于接通位置，则需检查与关闭空调系统电磁活门连接的电缆插头安装位置是否正确。该位置并排安装了两个型号相同的电磁活门，一个活门是关闭空调系统电磁活门，另一个活门控制空气-空气散热器引射器关断活门打开电磁活门，该电磁活门电路是常开状态，而关闭空调系统电磁活门电路是常闭状态，如果错误地将引射器关断活门电磁活门电缆插头安装在关闭空调系统电磁活门上，将导致关闭空调系统电磁活门工作，造成无供气故障。

2）检查管路压力调节器上控制装置与关闭空调系统电磁活门连接管路接头外观状态和安装固定是否存在不满足要求的缺陷，排除发现的相关缺陷后，重新安装固定导管。

3）在完成上述两方面故障排查工作后进行发动机试车，打开座舱内供气开关，检查座舱内供气喷嘴是否有空气喷出。如果供气正常，证明故障已排除；若无供气，则判定是管路压力调节器自身存在故障。更换管路压力调节器，可排除无供气故障。

4 座舱供气量少故障

某型飞机空中飞行训练时，飞行员反映飞行过程中座舱供气系统供气量少，影响座舱温度调节系统工作性能。

4.1 故障原因分析

来自发动机高压压气机的引气经过三级冷却后与热空气混合，经过空气流量传感器、流量调节器调节后，按比例分配供给座舱和设备舱的空气流量。空气流量传感器是一个文氏管，进入座舱的冷、热混合空气经过流量传感器，在文氏管进气端与喉部出气端之间形成的气压压差信号经过管路传送到流量调节器。当流量传感器形成的压差P≤10.8+00.49kPa时，流量调节器活门为全开状态；当传感器的压差P≤8.80-0.49kPa时，调节器活门为全闭状态。依据上述工作原理和故障现象分析，以下几方面原因可能造成座舱供气量少故障。

1）流量传感器与流量调节器连接管路密封性不好，或流量传感器上与进气端、喉部出气端相连接管路被外来物堵塞，均可造成流量传感器的进气端和出气端之间形成的气压压差值不满足要求，使流量调节器的调节活门打开（调节活门正常位置为关闭位置），从而造成座舱供气量减少。

2）流量调节器自身故障，导致供给座舱和设备舱的空气流量比例错误，造成座舱供气量减少。

4.2 故障排除

1）首先检查流量传感器和流量调节器之间连接管路接头外观状态和安装固定是否存在不满足要求的缺陷，然后检查流量传感器、流量调节器上管路接头是否有堵塞现象，排除发现的相关缺陷后，重新安装固定导管。

2）进行发动机试車。打开座舱内供气开关，检查座舱内供气喷嘴喷出的气流量是否比排除管路故障前增多。如果供气喷嘴喷出的气流量没有变化，则判定流量调节器存在调节故障，更换流量调节器即可排除故障。

5 结束语

本文分析了空调系统三种常见故障的原因及排除方法，要想准确判断故障原因，必须熟悉系统工作原理，熟悉空调系统各附件的安装位置，遵循由易到难的原则用排除法进行排除，才能快速、准确地确定故障原因并及时排除故障。

作者简介

赵佳春，工程师，长期从事飞机机械专业装配、调试及试飞技术工作。

盖承慧，工程师，长期从事飞机特设专业装配、调试及试飞技术工作。

王文浩，工程师，长期从事飞机特设专业装配、调试及试飞技术工作。