波音787 飞机新型大翼防冰系统及其维护

■ 刘广锋 王路瑶 袁文科/ 中国南方航空股份有限公司工程技术分公司 北京飞机维修工程有限公司

大翼防冰是飞机防冰系统的重要组成部分，航空历史上发生过多起因大翼结冰造成的空难，设计更有效的大翼防冰系统一直是飞机制造商的重点科目。传统机型一般采用发动机引气对大翼前缘进行热空气加热，在新一代机型如波音787 中，波音公司出于减重目的采用了电热毯加热方法进行大翼防冰。电热毯加热方法取消了发动机引气活门、气源管路等部件，大大减轻了附重，具有反应快、加热快、除冰效果好等优点，同时，用较轻的导线替代管路，避免了管路漏气、设计复杂、故障易发等弊端。

1 电加热防冰系统的组成与功能

波音787 大翼防冰系统大致由机翼防冰控制组件（WIPCU）、导线、加温毯三部分组成，即电源分配组件、导线和加热组件，如图1 所示。

图1 大翼防冰系统示意图

1.1 防冰控制组件

大翼防冰控制组件是整个大翼防冰系统的核心。

如图2 所示，每个大翼防冰控制件有26 个卡，两侧的2 个卡分别为供电卡（POWER SUPPLY CARD）和顺序控制卡（SEQUENCE CONTROLLER CARD）， 中 间24 个 卡 为 区 域加温控制卡（ZONE CONTROLLER CARD）。

图2 大翼防冰控制组件（WIPCU）

供电卡位于WIPCU 的最左侧，用于给加温控制卡和顺序控制卡供电，不直接给加温毯供电。

顺序控制卡位于WIPCU的最右侧，内有3 个处理器，即3 个通道，用于监控温度传感器、控制24 个加温控制卡的操作顺序和监控系统故障。

区域加温控制卡位于WIPCU 中间，共24 个，用于给左右大翼对称加温毯区域供电，并反馈电压和电流。当一侧某加温毯发生故障时，另一侧的加温毯同时被系统关闭。如表1 所示，每个加温控制卡控制对应加温毯的一个区域，如22#控制卡控制2 号和11 号加温毯上的区域A，23#控制卡控制2号和11 号加温毯上的区域B，以此类推。

表1 区域加温控制卡的区域分配

1.2 加温毯

加温毯（EHM）附着在2、3、4、5 和8、9、10、11 共8 块前缘内。每个前缘上有3 块加温毯，每个加温毯有2 个区域，整个系统共有24 块加温毯。

每个前缘缝翼分为外侧（outer mat）、中侧（center mat）、内侧（inner mat）三块加温毯。每块加温毯有2 个区域，即每个前缘缝翼有6 个（A、B、C、D、E、F）加温区域，如图3 所示。

图3 前缘缝翼的加温毯和加温区域

每个前缘缝翼内有一个温度传感器，传递加温毯的温度，反馈给WIPS。其中，左大翼的温度传感器位于2、3、4、5 缝翼的中侧加温毯内；右大翼的温度传感器位于Slat 8 内侧、Slat 9 外侧、Slat 10 内侧、Slat 11 内侧。

1.3 导线转接头

导线部分共有8 个转接头（Translating Wire Bundle，TWB）， 对 应8 个前缘缝翼，用于连接加温毯与控制组件，并跟随前缘缝翼移动，如图4 所示。

图4 导线转接头TWB:TRANSLATING WIRE BUNDLE

2 电加热防冰系统常见故障

在波音787 的维护中，大翼防冰系统的故障率较高，其中，大翼防冰系统控制组件（WIPCU）可靠性高，很少更换；加温毯可靠性高，偶有更换；导线转接头（TWB）可靠性差，故障频发。

导线部分技术含量最低，但在大翼防冰系统故障中占比最大，故障形式为导线插头内插钉与导线脱离，故障原因是日常收放襟翼过程中转接头随襟翼收放，导线频繁受到拉抻，同时导线长度裕量不足，最终导致插钉与导线分离，在一次排故中甚至可查出多根导线脱开，如图5 所示。

图5 大翼防冰系统常见故障——导线插钉脱离

3 结论

将电除冰模式引入飞机大翼防冰系统是一种突破传统引气防冰的新尝试，新型电加热防冰系统具有反应快、效果好、减重明显、可靠性高等突出优点。但在实际运行中，由于设计上的原因，技术含量最低的导线却故障频发，成为影响飞机运行的突出难点。对转接头的重新设计与改装应受到设计方的考虑和重视。