一起空客A330 飞机发动机引气压力调节故障的分析

■ 方滔/中国南方航空股份有限公司工程技术分公司

1 发动机引气系统压力调节原理

A330 飞机客舱增压空气的主要来源是发动机压气机引气，它是飞机正常飞行时的主要气源。为了减少发动机引气系统供气参数的波动，在发动机压气机的引气管路上设置了相应的控制和调节装置，从而使飞机在飞行的各阶段和地面工作时引气系统的供气压力、温度及流量都在规定范围内。

如图1 所示，发动机引气从中压级或高压级压气机引出后，需要经过压力调节活门（PRV）调节压力后才向下游供压。PRV 是电控气动式活门，它同时关联一个电磁阀（THS），两者之间由3号引气感压管（S/L3）相连。当电磁阀接收到引气监控计算机（BMC）或发动机引气电门、发动机火警信号时，THS通电，连接PRV 的3 号感压管通向大气，PRV 关断。当PRV 上游没有引气压力时，PRV 蝶形活门靠弹簧的预载荷保持在关位。当PRV 上游引气压力达到8psi 时，活门完全打开，直到上游引气达到调节压力限值52psi后开始调压，活门从全开位关小，调节引气压力至44 ～52psi。

图1 发动机引气系统的工作原理图

当PRV 出口压力≥60psi 且超过15s 时，BMC 将发送保护性关闭指令，PRV 关闭。如果PRV 故障无法调节导致压力大于85psi 时，下游超压活门（OPV）会从打开状态转为关闭状态，直至压力恢复到52psi 时OPV 才再次打开。

PRV 出口压力传感器（Pr）通过1号引气感压管（S/L1）探测PRV 下游压力，给BMC 提供压力数据用于控制PRV，同时用于驾驶舱系统页面上的预冷器进口压力指示。

2 发动机引气压力调节故障分析

2.1 事件描述

某航空公司A330 飞机在2021 年发生一起引气系统故障事件，飞机在起飞后出现“AIR ENG 1+2 BLEED FAULT”信息。机组向管制申请保持低高度处置，管制指挥保持高度2100m，雷达引导至海上等待。机组按FCOM程序进行复位，左发引气复位无效，右发引气恢复正常，随后机组决定返航。

2.2 排故处置

飞机落地后，机务检查航后报告有关联故障信息：PRESS REG-V（E1-4001HA） /SOL（7HA1）/SENSE LINE和PRESS REG-V（E2-4001HA）/SOL（7HA2）/SENSE LINE，参考排故手册（TSM）36-11-81-810-908-A 和36-11-81-810-913-A，执行了双发PRV 的健康测试，确认活门卡阻无法正常打开；尝试人工转动PRV，发现活门有明显的摩擦感。后续更换双发PRV，检查感压管路正常，执行高功率引气系统测试正常。

2.3 技术分析

参考图2，对飞机的快速存储记录器（QAR）数据进行译码分析，确认飞机在地面起飞推油门时，双发引气压力持续飙升，均超过60psi 且持续时间超过15s，左发引气压力最高达到87psi，右发引气压力最高达到62.5psi，BMC发出保护性关闭指令，双发PRV 关闭。由于双发PRV 无法有效调节引气压力，PRV 出口压力超限，引起双发引气故障。

图2 QAR数据译码

拆下左发PRV 送修，修理车间反馈活门运动有卡阻且调压功能测试失败，这与在翼故障现象一致，进一步分解发现活塞和蝶阀轴承存在腐蚀，如图3 所示。

图3 左发PRV活塞（左）和蝶阀轴承（右）

拆下右发PRV 送修，修理车间反馈调压功能测试输出压力超标，进一步分解发现蝶阀轴承外表面存在点腐蚀。

根据修理反馈，可以得出故障原因为活门腐蚀。

本次故障发生在飞机停放后执行的首个航班，飞机在广州停放了28天。在执行航班前，按照飞机维护手册（AMM）中关于飞机停放的恢复程序，执行了慢车引气系统测试，测试正常。

在飞机停放期间有多次连续性降雨，气候较为潮湿。由于AMM 停放程序规定飞机停放每满1 个月才运转1 次发动机，因此本次飞机停放期间没有运转过发动机，导致活门一直处于高湿度环境下，加快了活门腐蚀进程。虽然在执行航班前慢车引气测试正常，但是慢车引气测试不涉及PRV 动态调压功能的测试，因此在飞机恢复运行前需要执行高功率测试引气系统，才能确认引气系统的动态调压功能是否正常。

3 机队可靠性数据

2020 年1 月 至2022 年8 月，因 疫情原因，受国内外航班运行限制，国内航空公司宽体机队普遍存在运力过剩，导致经常有宽体机处于停场状态。某航空公司A330 机队2020 年非计划拆下55 个PRV，2021 年非计划拆下54个PRV，2022 年1 ～8 月非计划拆下30 个PRV。近3 年PRV 故障时刻的统计如表1 所示，从中可以看出，PRV 在飞机停场期拆换占比较大，飞机停场对PRV 的影响很大。

表1 PRV故障时刻分布

4 维护建议

1）对于进入停放的飞机尤其是停放在南方湿度较高地区的飞机，建议在飞机停放期间每7 天的地面检查程序中，增加慢车操作测试引气系统的任务，以减缓飞机停放期间PRV 腐蚀的进程，使引气部件保持干燥。

2）对于进入停放的飞机，无论停放时间长短，建议在飞机恢复运行前统一执行高功率操作测试引气系统；在进行高功率测试引气系统时，建议循环两次推油门动作，以确认在推油门期间PRV 的动态调压功能正常。

5 结束语

发动机引气系统属于飞机关键系统，在飞机的运行中扮演重要角色，是飞机客舱增压空气的主要来源。本文对飞机停放引起的发动机引气压力调节故障进行了分析，并给出了维护建议，可为航空公司预防这类故障提供参考。