空客A320 飞机典型客舱释压故障分析与研究

■ 罗亚菲 还耀文/春秋航空股份有限公司

0 引言

A320 飞机空调组件的功能是向客舱内供应新鲜空气，通过调节外流活门开度大小来控制客舱内的排气速率，实现客舱内部增压的调节，使飞机在计划飞行高度范围内座舱高度及座舱高度变化率符合飞机结构的安全要求，并满足人体对座舱环境压力和氧气密度的基本生理需求。如果空调系统客舱增压部件工作不正常，特别是外流活门或控制计算机发生故障，将造成较严重的后果。

1 故障现象

近年发生过一起典型的客舱释压事件。2021 年1 月，某航空公司一架A320-214 飞机执行浦东至厦门航班，巡航过程中出现座舱高度警告、旅客氧气面罩脱落，机组宣布MAYDAY 后紧急下降，应答机挂7700 编码，最终备降宁波。由于处置得当，没有造成人员伤亡和航空器损失。

2 故障分析

2.1 QAR 译码分析

根据QAR 译码（见图1），飞机在巡航阶段座舱压力高度由5104ft 非正常增压至8000ft，在飞机高度层由8400ft改至7200ft 的过程中座舱压力没有按预期模式下降，而是由8000ft 逐步增加，随后飞机触发座舱高度警告，座舱压力持续上升至14000ft 左右并保持，旅客氧气面罩脱落。随着飞机飞行高度下降，飞机外流活门开度逐步增大到全开位，安全活门打开，后飞机座舱高度下降至10000ft 左右。

图1 QAR译码

2.2 故障原因分析

根据ISI（IN-SERVICE-INFORMATION）21.31.00041，导致飞机空调系统增压故障的可能原因如下。

1）CPC 计算机故障

事件发生过程中，飞机上并没有产生与CPC 相关的故障信息；落地后，执行CPC1 和CPC2 系统测试，无故障信息，且地面人工控制增压系统正常；CPC 计算机返厂测试，均通过功能测试。可以看到CPC 本身并未探测到任何故障，没有产生任何警告，初步排除CPC外源性故障的可能。如果找不到其他故障原因，作为客舱增压的主控计算机，将是此次事件的第一怀疑目标。

2）机体的空气渗漏率超标

飞机落地后，根据AMM 执行地面增压测试，机体总的渗漏率为1050ft/min， 满 足AMM 中 要 求 的1300ft/min 标准，故排除此项可能。

3）进入座舱的气体不足

依据TSM，检查空调系统管路及各舱门无异常渗漏情况，通过QAR 译码数据也可看出在事件发生的时间段中空调系统流量（见图2）无明显变化，故排除此项可能。

图2 空调系统流量

4）QNH 值或着陆机场标高错误

结合增压系统的自动模式工作原理，本次事件座舱高度受CPC2 的控制，该机在17:15:33 时飞行高度停止上升，改平时的气压高度为27664ft，座舱高度为5104ft。结合CPC 控制座舱高度的原理，此时的座舱高度应在5104ft 或计算的着陆机场标高两者之间取较高值，而该机的座舱高度持续上升至8000ft 便保持不变，说明CPC2 控制座舱高度时使用的着陆机场标高大于8000ft。座舱高度没有继续上升的原因是受到内部控制逻辑的限制，即巡航时座舱高度最大值为8000ft。

当飞机转入下降阶段约1min30s 左右，座舱高度又开始持续上升，直至14000ft 以上，这是因为在下降阶段座舱高度限制的最大值被提高到14100ft，从而导致旅客氧气面罩的自动释放且没有产生故障信息，也说明CPC2 控制增压系统时使用的着陆机场标高大于14000ft。

上述座舱高度的两次异常上升说明CPC2 控制时使用的着陆机场的标高与FMGC 记录的着陆机场的标高不一致。另外，CPC 计算机本体上有两个座舱压力传感器用于探测座舱压力，在事件发生的时间段，CPC1 处于热备份状态，CPC2 计算机用于系统控制，这两个压力传感器都会产生“EXCESSIVE CABIN ALT”的警告。当座舱高度达到9552ft时，CPC1产生座舱高度超限警告，说明其内部的计算值正确；CPC2 计算机始终未报出故障信息的原因是目标机场着陆标高比当时的座舱高度（9552FT）高，因此系统判断为“正常”。

将该机DAR 数据和FM 数据送空客分析得知，事件发生时机组没有输错QNH 值和着陆机场标高。

2.3 部件送修分析

将受影响的2 台CPC 送修NORDMICRO（OEM）厂家，根据OEM 发布的最终修理报告，CPC2 计算机焊点存在异常。

1）CPC1（备份）

功能测试正常，分解发现电容C1804 有渗漏，读取NVM（非易失性存储器），有关于事件发生时EX CAB ALT 警告的记录。

2）CPC2（主控）

分解发现电容C1804 有渗漏，读取NVM（非易失性存储器），没有事件发生时EX CAB ALT 警告的记录，X 光检测发现IC702 有焊点疲劳（见图3）。

图3 IC702 X光检测

CPC1 进厂测试符合预期，对于分解发现渗漏的C1804 电容，OEM 厂家确认与本次事件无关。

根据OEM 最后的送修报告结论，判定故障原因是CPC2 内部IC702 焊点疲劳，造成LFE（着陆机场标高）数据损坏，系统错将目标机场着陆标高设定在14000ft 以上，从而触发座舱高度警告，旅客氧气面罩脱落，导致客舱释压。

3 总结

通过对事件的QAR 数据以及对各个可能故障原因展开分析，最终找到了造成本次客舱释压事件的根本原因是焊点疲劳。即使微小的故障也有可能导致严重的后果，威胁航空安全，在飞机维修和部件送修时不能放过任何一个可疑点，注意每一个细节才能保证飞行安全。

后续处置建议：

1）每次CPC 送修时对可能影响着陆机场标高的IC（IC702 IC703）焊点重新焊接；

2）编辑监控报文，对座舱高度异常变化的飞机状态给予及时提醒；

3） 建 议 空 客/OEM 厂 家 梳 理CPC 计算机核心风险，增加CPC 主控计算机和备份计算机的数据交换功能，优化警告逻辑，提高系统整体可靠性。