MA600飛機空調系統常見(jiàn)問(wèn)題及排故分析論文
摘要：MA600飛機是我國自主研制的雙發(fā)渦槳支線(xiàn)客機，由于目前國內只有民航飛行學(xué)院的兩架飛機在服役，相關(guān)的維修經(jīng)驗和交流學(xué)習渠道都比較欠缺，所以文章將該機型空調系統常見(jiàn)的故障及排故分析方法進(jìn)行總結，為維修人員提供可靠的參考資料，對飛行安全和出機率都有著(zhù)重大的意義。
關(guān)鍵詞：MA600;空調系統；排故分析
1概述
MA600空調系統主要利用發(fā)動(dòng)機的引氣完成座艙溫度調節和座艙壓力調節兩個(gè)功能。根據完成這兩種功能的需要可將MA600空調系統分為三個(gè)分系統：引氣系統、溫度調節系統和座艙增壓控制系統。引氣系統是用來(lái)將左、右發(fā)動(dòng)機或者APU的引氣經(jīng)調壓后送往溫度調節系統，溫度調節系統再將引氣系統的供氣通過(guò)溫度調節組件的調整后送往座艙，以使座艙溫度保持在所設定的數值，座艙增壓控制系統通過(guò)自動(dòng)或者手動(dòng)兩種方式控制排氣活門(mén)的排氣量，從而調節座艙的壓力。MA600空調系統的故障率在各系統的故障統計中并不算高，但排故過(guò)程大都比較耗費時(shí)間，很容易造成停場(chǎng)。在日常運行中經(jīng)常出現的故障按系統功能可以歸納為引氣系統故障、溫度調節故障和座艙增壓控制故障，其中溫度調節故障特別是制冷效果不好占比最大。
2 MA600空調系統常見(jiàn)故障及排故分析
2.1引氣系統故障分析
由于引氣系統的功能和結構簡(jiǎn)單，所以故障的類(lèi)型比較單一，主要是高壓引氣活門(mén)、壓力調節及關(guān)斷活門(mén)、引氣關(guān)斷活門(mén)相應功能的失效。這三個(gè)活門(mén)在駕駛艙頂部環(huán)控面板上都有相應的控制開(kāi)關(guān)按鈕，開(kāi)關(guān)上有“OFF”和“CLOSE”字符燈，“OFF”字符燈用來(lái)顯示按鈕是否按下，而活門(mén)的工作狀態(tài)可以從“CLOSED”字符燈看出，當活門(mén)處于關(guān)閉時(shí)相應按鈕開(kāi)關(guān)上的“CLOSED”字符燈亮起，處于打開(kāi)位置時(shí)字符燈熄滅。
當字符燈的顯示與活門(mén)應有的工作狀態(tài)不符時(shí)或者活門(mén)無(wú)法正常開(kāi)啟、關(guān)閉時(shí)可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行排故：
�。�1）線(xiàn)路問(wèn)題。檢查活門(mén)電源插頭上的活門(mén)位置信號插針是否有28VDC電壓，檢查活門(mén)控制開(kāi)關(guān)按鈕是否正常。如果當開(kāi)關(guān)按鈕按下，座艙出風(fēng)口也有氣流正常流出時(shí)，很可能就是相應活門(mén)的位置信號反饋線(xiàn)束有問(wèn)題。
�。�2）活門(mén)本體故障�；铋T(mén)卡阻或者內部結構故障造成活門(mén)無(wú)法正常開(kāi)啟、關(guān)閉。
�。�3）關(guān)聯(lián)探測開(kāi)關(guān)故障。引氣系統的一些探測開(kāi)關(guān)會(huì )控制活門(mén)的狀態(tài)，比如高壓溫度開(kāi)關(guān)和引氣超溫開(kāi)關(guān)會(huì )分別在引氣溫度高于274℃±2℃和高于288℃±5℃時(shí)關(guān)閉高壓引氣活門(mén)；高壓引氣壓力開(kāi)關(guān)在壓力調節及關(guān)斷活門(mén)出口壓力高于369 k Pa±24 k Pa時(shí)使壓力調節及關(guān)斷活門(mén)自動(dòng)關(guān)閉；壓氣機出口超溫開(kāi)關(guān)在空氣循環(huán)機的壓氣機出口空氣溫度超過(guò)227℃±2.7℃時(shí)使壓力調節及關(guān)斷活門(mén)自動(dòng)關(guān)閉。所以這些關(guān)聯(lián)探測開(kāi)關(guān)故障時(shí)會(huì )向活門(mén)提供錯誤的控制信號導致活門(mén)工作異常。
�。�4）導管破損或漏氣。當壓力調節及關(guān)斷活門(mén)的字符燈出現異常時(shí)也需要考慮導管破損或漏氣的因素，因為壓力調節及關(guān)斷活門(mén)工作時(shí)需要活門(mén)出口氣源作為判定壓力，當導管出現破損或者漏氣時(shí)會(huì )使壓力失準，從而影響活門(mén)的開(kāi)度。
同時(shí)因為高壓引氣活門(mén)負責引氣高壓級與低壓級的轉換，當發(fā)動(dòng)機在高功率運轉時(shí)，高壓引氣活門(mén)會(huì )自動(dòng)關(guān)閉，從而使引氣系統從發(fā)動(dòng)機低壓級引氣，此時(shí)按鈕開(kāi)關(guān)上的“CLOSED”字符燈熄滅是正�，F象。如果此時(shí)字符燈仍然亮起，則很可能是高壓引氣活門(mén)出現故障。
2.2溫度調節故障分析
溫度調節故障的直觀(guān)體現主要是無(wú)法將座艙溫度調節到設定值，即制冷或者制熱調節功能失效。故障原因可能是制冷組件工作效果不好和溫度控制系統故障。
制冷組件效果不好的原因主要有：
�。�1）沖壓空氣進(jìn)氣口堵塞。這個(gè)可以通過(guò)目視檢查的方法來(lái)確定。
�。�2）空氣循環(huán)機故障�？諝庋h(huán)機最常見(jiàn)的故障就是壓氣機與渦輪間的轉軸斷裂，可以通過(guò)用手旋轉壓氣機風(fēng)扇葉片檢查旋轉是否順暢和測量出口管路溫度是否過(guò)高來(lái)判斷。
�。�3）熱交換器太臟。熱交換器太臟會(huì )影響一二級散熱效果，從而降低循環(huán)機的制冷效果。
溫度調節系統故障分為自動(dòng)控制模式故障和人工控制模式故障。
自動(dòng)調節模式故障：自動(dòng)調節是通過(guò)駕駛艙溫度控制盒來(lái)完成，溫度控制盒把來(lái)自座艙溫度傳感器、座艙溫度選擇器和管路溫度傳感器的信號進(jìn)行比較，產(chǎn)生一個(gè)誤差信號，并將其通過(guò)適當的控制電路和伺服驅動(dòng)電路處理后轉變?yōu)榭刂菩盘柸フ{節溫度控制活門(mén)的位置，從而自動(dòng)控制座艙的溫度。所以當自動(dòng)控制模式下無(wú)法正常調節座艙溫度工作時(shí)，可以從溫度控制活門(mén)、溫度控制盒、座艙溫度傳感器、管道溫度傳感器、以及系統的線(xiàn)路這幾個(gè)關(guān)鍵控制部件進(jìn)行排故分析。溫度控制活門(mén)常常會(huì )發(fā)生活門(mén)卡阻的現象，因為它是自動(dòng)模式和人工模式的共用控制組件，所以排故時(shí)可以首先轉為人工模式，在冷極限和熱極限位之間調節，觀(guān)察溫度變化和活門(mén)的作動(dòng)情況，由此來(lái)初步判斷是否為溫度控制活門(mén)的故障。如果溫度控制活門(mén)工作正常，可以依次更換溫度控制盒、座艙溫度傳感器和管道溫度傳感器，以及檢查電子線(xiàn)路來(lái)逐步對故障進(jìn)行隔離排除。因為駕駛艙溫度是由左側空調系統控制，客艙溫度主要由右側空調系統控制，所以當駕駛艙溫度控制失效時(shí)需要排查左側空調系統，客艙溫度控制失效時(shí)需要排查右側空調系統。
人工調節模式故障：人工調節是通過(guò)人工操作溫度調節開(kāi)關(guān)直接改變溫度控制活門(mén)的開(kāi)度來(lái)調節進(jìn)入制冷組件的空氣量來(lái)控制座艙的溫度，所以排故程序比較簡(jiǎn)單，通過(guò)隔離法檢查溫度控制活門(mén)、溫度調節開(kāi)關(guān)、人工/自動(dòng)轉換開(kāi)關(guān)以及溫度控制線(xiàn)路就可以了。
在排除溫度控制系統的故障時(shí)，應該首先檢查制冷組件是否正常工作，因為制冷組件的工作狀態(tài)會(huì )直接影響座艙溫度的調節效果，特別是天氣炎熱需要調低座艙溫度時(shí)，常常會(huì )造成控制系統故障的假象。
2.3座艙增壓控制故障分析
MA600座艙增壓控制系統常見(jiàn)的故障主要有：自動(dòng)或人工模式控制座艙壓力功能失效、座艙壓差超高、座艙高度超高。因為座艙壓力的大小是由空調供氣和增壓控制系統調節放氣共同決定的，所以在排故時(shí)也要考慮空調供氣是否正常，同時(shí)機身增壓區域的氣密性也是一個(gè)需要注意的方面。
2.3.1自動(dòng)或人工模式控制座艙壓力功能失效
正常情況下座艙壓力調節系統設置在自動(dòng)工作模式，由控制器根據大氣數據計算機提供的飛行高度信號或者人工輸入的飛行高度或座艙高度數據自動(dòng)控制放氣活門(mén)的開(kāi)度來(lái)控制座艙壓力。自動(dòng)模式故障最常見(jiàn)的現象就是座艙壓力波動(dòng)或者出現“壓耳朵”的情況。導致自動(dòng)模式下無(wú)法正�？刂谱搲毫Φ脑蚩赡苁亲摳叨瓤刂破鞴收�、放氣活門(mén)組件故障、真空和壓力管路堵塞或漏氣、真空泵故障、控制線(xiàn)路故障。
排故時(shí)可以先通電檢查高度控制器左上角的綠色指示燈是否亮起，顯示窗口顯示是否正常，以及進(jìn)入高度控制器的維護模式將座艙高度分別設置為低于、等于、高于場(chǎng)高時(shí)信號指示是否正常，來(lái)對高度控制器的狀態(tài)做初步判定。如果不正�？梢酝ㄟ^(guò)更換控制器和檢查控制線(xiàn)路（特別是控制器的外接線(xiàn)路、排氣活門(mén)電氣線(xiàn)路、自動(dòng)/人工選擇開(kāi)關(guān)、正常/釋壓開(kāi)關(guān)、起落架空地開(kāi)關(guān)以及相應的線(xiàn)）否正常，如果不正常就更換相應的主排氣活門(mén)和檢查相關(guān)線(xiàn)路。如果正�？梢詸z查主/副排氣活門(mén)能不能正常開(kāi)閉、空氣泵的工作情況以及真空管路和壓力管路是否正常。
人工模式一般作為自動(dòng)模式故障時(shí)的備用調壓方式，工作時(shí)按壓控制開(kāi)關(guān)就能直接控制放氣活門(mén)的開(kāi)度，所以人工模式的排故方法比較簡(jiǎn)單，通過(guò)排查手動(dòng)控制開(kāi)關(guān)、放氣活門(mén)和人工調節管路的氣密性即可確定故障。
2.3.2座艙壓差超高
正常情況下系統會(huì )把座艙壓差控制在0psi到4.6psi之間，此時(shí)EICAS上的座艙壓差數值顯示為綠色。而當控制系統出現故障，壓差超過(guò)5.0psi時(shí)， EICAS警告區會(huì )顯示“CABIN DELTA P OVER-TOP”警告信息，壓差數值也變?yōu)榧t色，同時(shí)主警告燈閃爍。造成座艙壓差超高的原因可能是：
�。�1）座艙壓力控制器故障。
�。�2）排氣活門(mén)故障。特別是排氣活門(mén)的上升電磁活門(mén)或者最大壓差限制活門(mén)故障。最大壓差限制活門(mén)可以在座艙壓差超過(guò)4.71psi時(shí)會(huì )自動(dòng)控制排氣活門(mén)開(kāi)啟放氣以降低座艙壓力。所以出現壓差超高警告時(shí)，最大壓差限制活門(mén)肯定處于失效狀態(tài)。
�。�3）系統線(xiàn)路故障。
2.3.3座艙高度超高
MA600座艙高度的正常范圍是-1500ft到8000ft,如果控制系統出現故障，座艙高度超過(guò)11500ft±100ft時(shí)，EICAS警告區會(huì )出現“CABIN ALT OVERTOP”警告信息及“OXYGEN SUPPLY”提示信息，同時(shí)主警告燈閃爍并發(fā)出聲響警告信號。導致座艙高度超高的原因和座艙壓差超高類(lèi)似都是座艙壓力控制器故障、排氣活門(mén)故障或者系統線(xiàn)路故障。只是此時(shí)不再是最大壓差限制活門(mén)故障，而是排氣活門(mén)的最大高度控制活門(mén)出現問(wèn)題。因為最大高度控制活門(mén)會(huì )在座艙高度大于12467ft時(shí)自動(dòng)控制放氣活門(mén)關(guān)小以降低座艙高度，所以當座艙高度超高表明最大高度控制活門(mén)已無(wú)法正常工作。
3結束語(yǔ)
因為MA600飛機空調系統的構件種類(lèi)和數量繁多，有些部件安裝位置很難接近，所以要求維修人員在排故時(shí)根據故障現象做到分析精準，從易而難、由簡(jiǎn)至繁，盡量減少不必要的拆裝工作，提高排故效率。在日常維護中要嚴格按照工作單的要求認真完成各項工作，提高對空氣循環(huán)機、散熱器、排氣活門(mén)等關(guān)鍵部件的檢查頻率，同時(shí)還要注意觀(guān)察艙門(mén)等密封部件的狀況，防微杜漸，提前消除故障隱患。
參考文獻：
[1]任仁良，張鐵純。渦輪發(fā)動(dòng)機飛機結構與系統[M].兵器工業(yè)出版社，2006.
[2]MA600飛機維護手冊[M].中航工業(yè)西安飛機工業(yè)有限責任公司，2014.
[3]MA600飛機排故手冊[M].中航工業(yè)西安飛機工業(yè)有限責任公司，2013.
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