A320飞机大翼防冰系统故障研究

摘要：通过分析A320飞机大翼防冰系统的工作原理，总结维修手册中的典型故障模式，结合一线工程实践经验，对大翼防冰活门的故障机理进行深入研究，根据不同运行条件制定出相应的排故策略。对于大翼渗漏探测环路的故障处理，在使用“二分法”的基础上结合维修记录和工程实践，对重点模块进行重点排查，节省了排故的时间和人力，对于提高排故效率，缩短停场时间起到积极作用。

关键词：大翼防冰活门渗漏探测环路连续性二分法

中图分类号：V267

FailureResearchoftheWingAnti-IcingSystemofA320Aircraft

ZHANGAnwei LIJinre

NanjingVocationalUniversityofIndustryTechnology，Nanjing，JiangsuProvince，210023China

Abstract：Byanalyzingtheworkingprincipleofthewinganti-icingsystemofA320aircraft，summarizingthetypicalfailuremodeinthemaintenancemanual，andcombiningwiththepracticalexperienceinthefrontlineengineering，thefailuremechanismofthewinganti-icingvalveisdeeplystudied，andthecorrespondingarrangementstrategyisformulatedaccordingtothedifferentoperationconditions.Forthefailurehandlingofthewingleakagedetectionloop，onthebasisofusing“Dichotomy”combinedwiththemaintenancerecordandengineeringpractice，focusingontroubleshootingthekeymodules，whichsavestimeandmanpowerofevacuation，andplaysapositiveroleinimprovingtheefficiencyofevacuationandshorteningthetimeofaircraftonground.

KeyWords：Winganti-icingvalve;Leakagedetectionloop;Continuity;Dichotomy

A320飞机是单通道飞机的代表机型，也是中国民航的主力机型之一。截至2024年3月，中国大陆地区合计有1907架A320系列飞机在役。A320飞机的大翼防冰系统对于保障飞行安全发挥着重要作用。因此研究该系统的故障，对于保障运行安全具有现实意义。

1结冰的危害和大翼防冰系统的作用

固定翼飞机的升力主要靠大翼提供，如果大翼结冰，会改变翼型，干扰大翼表面流场，使升力系数下降并改变最大迎角，严重时会引起失速，导致飞机坠毁[1]。

空客A320飞机的大翼防冰系统通过使用发动机引气加热大翼外侧的3、4、5号缝翼前缘，达到防止结冰的目的。

2大翼防冰系统的组成和工作原理

A320飞机的大翼防冰系统由结冰探测、控制与分配、渗漏探测三个子系统组成。

2.1结冰探测子系统

位于机头下部的两个结冰探测器提供结冰探测功能。结冰探测器可以提供两个结冰探测等级：当探测到结冰时发出一级警告，在EWD（发动机警告显示器）上显示“ANTIICE”，提醒飞行员接通发动机进气道防冰。当连续七次探测到结冰时发出二级警告，在EWD上显示“SEVEREICE”，提醒飞行员接通大翼防冰。

2.2控制与分配子系统

根据“图1”，当飞行员接通电门后电源经“FLT”电门为活门通电。防冰活门为电控气动式，活门通电解锁后，在引气压力作用下打开[2]。引气经防冰活门，通过一段可伸缩管道进入3、4、5号缝翼前缘的笛形管。引气经笛形管喷口喷向缝翼内表面，在防冰腔内流动，最后通过下表面后部的小孔排出。正常情况下，同侧发动机为同侧大翼提供防冰引气。当一侧发动机故障时，另一侧发动机通过交输活门向对侧大翼供气。

2.3渗漏探测子系统

A320飞机的大翼渗漏探测系统是连续型双环路探测系统（见图2），当探测到引气渗漏时触发警告，关闭防冰活门，切断引气供给。

3典型故障、运行限制及排故方法

根据工程经验和维修数据，大翼防冰系统最常见的故障有两类：一是大翼防冰活门故障，二是过热探测环路故障。

3.1大翼防冰活门故障

3.1.1典型故障模式

参考A320MMEL（MasterMinimumEquipmentList，主最低设备清单）和TSM（TroubleShootingManual，排故手册），大翼防冰活门故障会在驾驶舱导致以下ECAMAlert：（1）WINGA.ICEL（R）HIPR，大翼防冰左（右）侧高压；（2）WINGA.ICEL（R）VALVEOPEN，左（右）大翼防冰活门打开；（3）WINGA.ICEL（R）WINGLOPR，大翼防冰左（右）侧低压；（4）WINGA.ICEOPENONGND，大翼防冰地面打开；（5）WINGA.ICESYSFAULT，大翼防冰系统故障[3]；这些故障模式都是由大翼防冰活门的非正常工作状态导致。

3.1.2运行限制及原因分析

根据MMEL规定，大翼防冰活门失效分为两种情况[3]：

• 失效在打开位。

大翼防冰活门失效在打开位时可能会导致典型故障模式（1）、（2）、（4）、（5）。手册只允许右大翼防冰活门失效在打开位，且在地面时不能接通右发引气。如果在地面接通右发引气，引气会通过防冰活门进入3&4&5号缝翼前缘，损坏缝翼前缘结构。

左大翼防冰活门失效在打开位时飞机不能放行。参考图1，交输活门在APU引气与主引气管路交口右侧，当其失效打开，APU引气可直接供向3&4&5号缝翼前缘。当飞机在地面接通APU引气时，会导致缝翼前缘结构损坏。利用APU启动发动机时，由于渗漏造成引气压力低，易导致发动机启动故障[4]。

（2）失效在关闭位。

大翼防冰活门失效在关闭位可能会导致典型故障模式（3）、（5）。根据MMEL，当一个或两个大翼防冰活门失效在关闭位时，飞机可以放行。但是飞机不具备防冰能力，不能执行ETOPS（Extended-rangeOperations，延程运行）运行，也不能在已知结冰条件下运行。

3.1.3排故方法

根据以上分析，针对不同运行环境可采取不同的处理措施。

1. 飞机在外站发生左大翼防冰活门失效在开位故障，根据MEL飞机不能放行。维修人员可以执行倒件程序，将左/右大翼防冰活门互倒，使左大翼防冰活门工作正常，右大翼防冰活门失效打开。在执行相关运行限制后，飞机就可以带故障保留放行。
2. 飞机在基地站发生大翼防冰活门故障时，可调整航班计划，更换防冰活门。

3.2过热探测环路故障

大翼防冰过热探测环路是引气渗漏探测系统的一部分[5]，在系统中归到ATA36章，但它是为大翼防冰系统服务的，因此笔者把该故障放到此处研究。

3.2.1典型故障模式

参考A320MMEL和TSM，与大翼防冰相关的驾驶舱ECAMALERT包括：（1）“AIRL（R）WINGLEAK”即“左（右）大翼引气渗漏”；（2）“AIRL（R）WNGLEAKDETFAULT”即“左（右）大翼引气渗漏探测故障”。

3.2.2运行限制及原因分析

（1）“AIRL（R）WINGLEAK”故障不能放行。发生该故障时引气渗漏会损伤缝翼前缘结构，并导致发动机功率损失。该故障一般由管路破裂或防冰活门故障打开引发，排故方法较为简单，本文不再详述。

（2）“AIRL（R）WNGLEAKDETFAULT”故障也不能放行。该故障一般是由BMC（BleedMonitoringComputer，引气监控计算机）或渗漏探测双环路故障导致。在该故障状态下如果发生防冰引气渗漏，系统不会报警，会导致缝翼前缘结构损坏。

3.2.3排故方法

BMC故障的定位较简单，可以通过BMC测试和测量BMC内阻确定。根据工程经验，渗漏探测双环路故障极为罕见，更常见的是单探测环路故障，导致重复性故障信息“L/RWINGLOOPA/BINOP”。该故障是由BMC丢失探测环路信号或环路本身连续性不正常引发。

对于“L/RWINGLOOPA/BINOP”故障，需要逐段量线。根据环路连接原理，通常采用二分法。如图3，以“LWINGLOOPAINOP”为例。左大翼环路A有19段探测元件[6]，首先脱开28HF/29HF的插头，向两侧分别测量，如果阻值大于75Ω则继续分段。例如BMC-1-AA-4B至29HF之间阻值大于75Ω[7]，则测量BMC-1-AA-4B至33HF之间阻值，若阻值小于75Ω，则可判断32HF至39HF之间的某个元件故障。结合维修经验基本可以判断是90HF受损。因为现役的A320飞机，基本都执行过MOD37733或SB36-1059改装。在左大翼环路A中，改装前的73HF是从机身中部直接穿过固定支架到左大翼根部，受结构和气动因素影响，该元件长时间承受高频低幅振动，极易发生损坏。因此空客发布了上述改装，在73HF和29HF之间增加了90HF，避免环路与大翼隔框支架直接连接。但是在实际工作中维修人员发现90HF线路偏短，在安装时易因拉扯造成损坏。再者，该元件由于安装位置原因弯曲角度过大，也导致其易发生损伤。同样的情况还存在于左大翼环路B、右大翼环路A/B的91HF、92HF、93HF，在工作中可重点排查。

4结语

通过分析A320大翼防冰系统的工作原理，研究大翼防冰活门和渗漏探测环路的典型故障及运行限制，总结出排故方法和流程，对于提高航班的放行率、缩短飞机停场时间、提高日利用率起到积极作用，也为一线维修人员提高排故效率提供参考。

参考文献

[1]黄雄，曲仕，张恒，等.大型客机增升构型缝翼除冰状态失速特性[J].航空学报，2023（1）：66-81.

[2]张肖，裴飞飞.基于电磁伺服控制的变流量防冰活门设计[J].液压气动与密封，2023（7）：98-103.

[3]A320FamilyMasterMinimumEquipmentList[EB/OL].（2024-05-28）[2024-07-25].https：//w3.airbus.com.

[4]米濛.空客A320大翼防冰活门OPENFAULT故障分析[J].航空维修与工程，2024（1）：80-82.

[5]周红霞.A320飞机引气渗漏疑难故障处理方法浅析[J].民航学报，2021（6）：113-115.

[6]A320FamilyAircraftWiringManual[EB/OL].（2024-04-01）[2024-07-25].https：//w3.airbus.com.

[7]钱毅辉，王敬忱，高赛.基于容抗法的大翼过热探测环路故障分析[J].航空维修与工程，2020（11）：95-97.