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浅析飞机客舱温度调节原理及故障排除

2020-09-10杨洋郑阳

内燃机与配件 2020年4期
关键词:活门热空气配平

杨洋 郑阳

摘要:飞机驾驶舱、前客舱、后客舱可分别选择想要的温度,以提供给驾驶舱和客舱乘客舒适的机上温度,温度选择后,机上温度调节都是自动的,本文通过对飞机客舱温度控制系统的设计分析,探求飞机温度控制故障后的排故工作。

关键词:温度;忽冷忽热

0  引言

飞机空调系统是飞机系统中直接服务于人的系统,在飞机系统中有着重要地位。它工作时不断为机舱补充新鲜空气,为机组人员和旅客提供舒适的环境,同时,空调系统也保证了各种仪器的功能性,它决定了飞机在不同状态下,是否能正常保证飞机座舱以及设备舱能够拥有良好的环境。在中国民航的发展过程中,A320飞机空调系统经常发生故障,为机务人员排故工作带来了极大不便。本文通过对飞机客舱温度控制系统的设计分析,指出日常空调温度控制系统排故具体排故思路和方法。

1  空调温度控制系统介绍

座舱温度控制是座舱内的空气温度保持在要求的预定温度范围内的控制,为机上人员在各种飞行条件下提供适宜的座舱环境温度。A320飞机的座舱温度控制系统采用微型计算机控制,基本控制思路为一个闭环控制系统(如图1),基本调节原理是调节热气流和冷气流掺混比例获得需求温度的气流(如图2)。

从空调组件流量控制活门(FCV)控制流过的一定流量的来自引气系统的高温气流分成两路:一路到空调组件制冷系统使其降温,称为“冷路”;另一路流过压力调节活门和配平活门的气流称为“热路”,在进入气密座舱前进行混合,最后通过管道温度传感器的反馈控制得到需求基本温度的新鲜空气。驾驶舱或客舱温度传感器再感受舱内实际温度,反馈给计算机,与选择温度比对后进行进一步精确调节。

2  温控系统各部件对温度调节的影响

温控主要部件包括:

①温度选择器(TEMP SELECTOR):供机组选择所需温度,并将温度需求发送给控制器;当选择器出现问题时,选择器将无法给出正确的温度需求,会导致控制器的错误调节。

②区域控制器(ZONE CONTROLLER):区域温度控制的主大脑,主要控制各舱温度,有两个通道;当控制器内部出现问题时可能直接导致温度调节不能控制,包括给不出需求温度或者温度忽冷忽热。

③热空气压力调节活门(TRIM AIR PRESSURE REGULATING VAVLE):控制保持配平热空气压力稳定高于客舱压力4PSI;热空气压力调节活门是电控气动控制活门,当出现电路问题,气动管路、膜盒出现问题时,便无法正常调节热空气的混合压力,使热空气无法正常与冷空气混合调节温度。

④热空气配平活门(TRIM AIR VAVLE):控制和调节与冷空气掺混热空气量的多少;热空气配平活门是电控马达控制活门,当其内部出现电路问题、马达无法正常驱动活门或者活门出现物理卡阻时,均有可能导致所混合的热空气量不正确而温控失效。

⑤管道温度传感器(DUCT TEMP SENSOR):测定供气管道温度,把信号传输给区域控制器,区域控制器控制配平阀的开度,防止管道超温;管道温度传感器出现问题可能错误给出温度信号,直接导致配平活门的错误作动。

⑥驾驶舱、客舱温度传感器(CABIN TEMP SENSOR):测定驾驶舱、客舱温度,把信号传输给区域控制器,进一步与选择温度比对进行精确调节。驾驶舱、客舱温度传感器故障,会导致計算机无法准确感受舱内的温度,从而无法准确调节。

3  温控系统可能的故障及可能原因

对于空调组件的故障:

①空调组件出口温度高,重点检查:冲压空气出口集气腔破损,集气腔前后连接的波纹管,及空调组件出口的波纹管。冲压空气出口集气腔以及其前后连接的波纹管容易在应力的条件下产生裂纹或者和破损,致使空气混合比例出现问题,这些情况会导致空调组件的出口温度高。

②检查和对比左右冲压空气进口/出口风力大小和进气门/出气门开度。ACM 卡阻导致的冲压空气风扇不运转、进气口吸入异物导致的热交换器堵塞或出口集气腔破损,会使冲压空气风力变小从而导致温度过高。

③检查FCV活门流量是否较大。超出空调组件可制冷空气量,而导致组件出现过热。

对于热空气掺混系统故障,通过对温控系统各部件功能和影响分析可知:

3.1 若是单个区域温度高

①驾驶舱/客舱表现为空中温度高、地面正常,重点检查空调组件出口的波纹管是否漏气。这种故障在地面由于漏气较少,表现不明显,而在空中由于内外压差变大,从而漏气变大,影响温度调节。②驾驶舱/客舱温度传感器的格栅或者管道堵塞,导致传感器感受到的舱内气流减小,无法及时获得实时温度。③单个区域配平活门的工作异常,无法提供给定量热空气。

3.2 若是多个区域温度高

重点检查热空气压力调节活门,无法提供满足掺混压力的热空气。

4  故障实例

B6600飞机与B6831飞机乘务人员间断反映前舱空调忽冷忽热,AIRMAN和PFR没有任何故障信息。

根据系统原理故障可能的原因:

①驾驶舱温度选择器27HK;

②区域控制器8HK;

③前舱配平活门12HK;

④管道温度传感器16HK;

⑤前舱温度传感器22HK。

排故前期参考TSM 21-63-00-810-822-A做了一系列排故工作。而最后手册的一句话提到了检查客舱温度传感器的通风管路是否有堵塞,破损漏气。驾驶舱、前舱和后舱空气通过管路(如图3)由B处排风扇吸入,空气经过各位置传感器,从而实时感受各舱温度,格栅或者管道的堵塞会使气流减小,传感器无法及时获得实时温度。后续对前舱和后舱温度传感器通风量通过抽风声音和用手触摸方式进行对比,发现前后舱通风量有明显的差异。

B6600飞机最终参考IPC21-23-02-01G 拆下气管进行离位检查和清洁,检查发现管路堵塞且老化破损(如图4),最终更换后排除故障。

B6831飞机最终参考IPC21-63-02-01A 拆下气管进行离位检查和清洁,发现前舱温度传感器管路检查发现气管200与气管220结合处堵塞(如图5)。

5  总结

要排除一个飞机故障,首先要对故障现象和系统原理有一定的了解,对于飞机温控系统,像这样的类似管路堵塞造成传感器无法正常工作的故障,还有很多,实际排故中应多注意细节,故障的可能不是部件本身,而是部件需要实现功能所需满足的一切外界条件,不要错过手册中给出的任何一句话,才能少走弯路。

参考文献:

[1]Airbus. A319/320/321 TROUBLE SHOOTING MANUAL. 2019-11-1.

[2]Airbus. A319/320/321 ILLUSTRATED PARTS CATALOG].2019-11-1.

[3]Airbus. A319/320/321 AIRCRAFT MAINTENANCE MANUAL. 2019-11-1.

[4]袁洪.关于A320飞机驾驶舱或客舱温度高排故分析[J].航天与航空,2017(01).

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