高洪申 徐彥璽 韓冬

摘要：空速指示不一致是空速系統(tǒng)典型故障，一旦出現(xiàn)將對飛行安全、機組操作和航班正常運行產(chǎn)生重要影響。本文通過介紹A320系列飛機空速系統(tǒng)的基本原理，對三起典型故障案例進行分析，介紹相關排故工具和方法，使維修人員對空速不一致故障現(xiàn)象有更直觀的認識，了解相關維護經(jīng)驗，建立一定的排故思路和意識。

關鍵詞：空速；不一致；皮托管；AGS譯碼

Keywords：airspeed；discrepancy；pitot；AGS decode

0 引言

民航歷史上發(fā)生過多起因空速不一致干擾飛行機組正確判斷而導致的飛機墜機事故。近年來，業(yè)內每年都發(fā)生多起因空速不一致造成的返航、備降、中斷起飛和惡性延誤，因此正確識別和快速妥善處理空速不一致故障顯得尤為重要。本文通過介紹A320系列飛機空速系統(tǒng)原理、典型故障分析和日常維護經(jīng)驗、排故思路、工具和注意事項，為維護和排故人員提供有效的借鑒和參考，以便更妥善地處理空速相關故障。

1 空速系統(tǒng)原理和故障原因分析

空速是指飛機相對于空氣的運動速度，A320系列飛機裝有三套主ADR系統(tǒng)和一套備用系統(tǒng)，皮托管和靜壓孔獲取的全壓信號和靜壓信號送至大氣數(shù)據(jù)模塊（ADM），ADM將模擬信號轉換為ARINC 429數(shù)字信號并送至ADIRU計算得出空速。ADIRU將計算得出的空速信號送至相應顯示管理計算機（DMC）并在PFD上顯示，同時，相應空速信號還被送至飛行警告計算機（FWC），當探測到機長和副駕駛PFD上顯示的速度差異超過門限值時，觸發(fā)NAV IAS DISCREPANCY報警，如圖1所示。

導致空速差異、指示錯誤和波動的原因很多，根據(jù)實際運行和維護經(jīng)驗，可能的故障部件和原因有：

1）皮托管：管路受外來物堵塞（如灰塵、液體、昆蟲、鳥、冰和水）以及加熱器故障或低效、排水孔堵塞。這種故障形式最為常見，多發(fā)的有鳥擊、除冰液堵塞、因加溫失效而導致探頭結冰等。

2）大氣數(shù)據(jù)模塊（ADM）：降級、精度下降、傳感器故障、雷電干擾。

3）總壓管路：排水閥損壞、快卸接頭損壞或斷開、管路損傷（扭結或被壓扁），這種故障情況不多，但也發(fā)生過人為原因導致的ADM插頭漏裝。

4）大氣數(shù)據(jù)探頭附近飛機蒙皮損傷，探頭附近氣流改變，進而影響靜壓和全壓的測量。

5）探頭加溫計算機（PHC）失效，皮托管或靜壓探頭加溫功能丟失，在結冰條件下因結冰而被堵塞。

6）迎角（AOA）失效。

7）探頭前方機身積冰，當風擋上的積雪融化后在機身側方和下方再次凍結時會出現(xiàn)該情況，環(huán)境條件是極低溫度且伴隨降雪。

對于錯誤的空速指示（差異或波動）、機長和副駕駛兩側空速差異導致的中斷起飛以及地面穩(wěn)定的剩余空速（廊橋、推出或滑行），空客ISI 34.13.00004分別列出了相應的排故程序作為參考，在處理上述問題時可優(yōu)先考慮。

針對空速不一致警告，空客TSM 34-13-00-810-998-B給出的相應排故程序詳細且全面，幾乎列出了大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)的所有部件，但缺乏一定的針對性，未對具體情況進行詳細說明。在日常維護中，可將該程序視為“指導方針”，總結和汲取該程序中的排故思路，根據(jù)實際情況對程序步驟進行重新排列和組合，采取針對性強且有效的維護工作。下文將針對具體案例進行簡要分析。

2 典型案例

2.1 案例一

1）故障描述

機組反饋某架A320飛機爬升過程中出現(xiàn)超速警告，左座空速指示異常，而飛機實際飛行速度正常。AGS譯碼發(fā)現(xiàn)ADR1空速數(shù)據(jù)與ADR2和ADR3空速數(shù)據(jù)差異較大，CFDS記錄有“IAS DISCREPANCY（空速不一致）”警告。

2）排故過程

a.檢查機長側皮托管探頭外觀正常且余水孔無堵塞，預防性更換機長側皮托管探頭；

b.檢查1號大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)各ADM管路接頭正常；

c.執(zhí)行機長側ADM精度校驗，發(fā)現(xiàn)精度數(shù)值為6210，而AMM手冊標準范圍為6166～6211，實測值接近上限，進行更換；

d.將機長側兩個靜壓ADM和ADIRU和其他飛機對調，進一步隔離故障；

e.吹洗機長側全壓管路并做氣密測試，未見異常；

f.完成機長側全壓及靜壓管路氣密測試和系統(tǒng)功能測試，結果正常。

3）故障分析

如圖2所示，ADC1空速數(shù)據(jù)與另外兩部存在明顯差異，空速差值高達100kt且超過VMO的350kt超速警告門限值，與機組反饋的超速警告一致。另外，根據(jù)PFR信息，可以確定為1號大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)故障。

查看譯碼數(shù)據(jù)，ADC1的氣壓高度數(shù)據(jù)與ADC2之間的差距很小，不足以導致產(chǎn)生高達100kt的空速差異，基本可以忽略，排除1號系統(tǒng)的靜壓部分故障。于是，將排故重點放在1號系統(tǒng)的全壓部分。皮托管探頭、管路吹洗和滲漏檢查均正常，1號皮托管ADM精度測量結果為6210，而AMM手冊標準范圍為6166～6211，實測值接近上限，因此初步判斷故障為ADM精度下降導致。

該故障為典型的空速不一致故障，故障源不明確，需要執(zhí)行大量維修工作才能確定和隔離故障點，可根據(jù)機組反饋，對航后報告和譯碼數(shù)據(jù)進行綜合分析和判斷，直至確定故障點。

2.2 案例二

1）故障描述

機組反映某架A320飛機巡航階段出現(xiàn)空速不一致警告，左側空速一度突變?yōu)椤傲恪?，且空中出現(xiàn)過結冰條件。地面檢查1號皮托管加溫供電跳開關跳出。

2）排故過程

a.測量皮托管加熱電阻絲阻值為2Ω，小于AMM手冊給出的24Ω標準，為短路狀態(tài)，更換機長側皮托管；

b.為進一步隔離故障，將本機PHC 1與其他飛機PHC 2計算機對調。

3）故障分析

根據(jù)機組反饋，空中出現(xiàn)左右空速不一致警告，左側空速突變?yōu)椤傲恪鼻掖嬖诮Y冰條件。查看PFR，飛機同時出現(xiàn)NAV IAS DISCREPANCY和ANTI ICE CAPT PITOT。如圖3所示，皮托管內部沿管路鋪設了加熱電阻絲，用于防止管路內部因積水結冰而堵塞。測量皮托管加熱電阻絲（圖中黑點所示）阻值為2Ω，遠低于AMM手冊給出的正常24～34Ω的標準數(shù)值，可判斷故障為皮托管加溫電阻絲短路，致使跳開關跳出，且加溫功能失效，飛機一旦進入云、雨、冰等低溫地區(qū)，皮托管管路內部因結冰而完全堵塞，進而導致空速迅速降為“零”觸發(fā)空速不一致警告。

皮托管廠家對送修的皮托管進行加熱成像測試，發(fā)現(xiàn)皮托管加熱芯有不同程度的污染，這些污染通常是由于濕氣和外部污染導致的，部分加熱電阻絲也受到腐蝕，造成加熱器內部放電。同時還發(fā)現(xiàn)外部污染由多種化學物質（除/防冰液、清洗液等）造成。為此，空客對空速管的維護給出如下建議：

1）冬季運行除/防冰操作時，建議待安裝好各個探頭保護罩后再噴灑除/防冰液，且噴灑時禁止將除/防冰噴灑槍對準大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)探頭。

2）定期執(zhí)行皮托管探頭內部加熱器電阻絲測量，對阻值不符合標準的空速管及時予以更換，該任務已編入部分航司A320系列飛機維修大綱。

3）飛機長時間停場應及時安裝皮托管套。當空速管套因意外加溫出現(xiàn)燒蝕時，必須更換相應空速管，原因是清潔皮托管套燒蝕痕跡對操作的要求更嚴格，會加劇皮托管的腐蝕幾率。

2.3 案例三

1）故障描述

某架A320飛機起飛滑跑期間，抬輪后PF發(fā)現(xiàn)左側速度帶指示瞬間歸“零”，且出現(xiàn)空速不一致警告，期間觀察到有鳥飛過，但未聽到響聲。機組檢查右側空速指示與備用儀表一致，正常抬輪離地。

2）排故過程

根據(jù)機組描述，檢查機長皮托管存在異物，執(zhí)行吹洗時有異物被吹出，更換左側皮托管后測試正常。

3）故障分析

機組報告左側空速指示瞬間歸零且觀察到有鳥飛過，左側切換使用3號系統(tǒng)后空速顯示正常，初步判斷1號空速系統(tǒng)存在故障。后續(xù)檢查機長側皮托管內存在異物，在吹洗的過程中有異物吹出，最終確定故障原因為鳥擊造成機長側空速管堵塞，導致左側空速指示為零，并觸發(fā)空速不一致警告。

2.4 小結

上述三個故障案例中，對同一故障警告雖然使用了不同的排故程序和思路，但所有排故程序和思路都源于TSM 34-13-00-810-998-B，具體概括為：

1）首先確定存在空速差異的系統(tǒng)，可通過機組反饋或使用AGS譯碼等方法確定；

2）確定故障系統(tǒng)后，使用其他信息如PFR等縮小判斷范圍，確定故障件；

3）部件更換完成前，按需執(zhí)行管路吹洗，部件更換完成后，按需執(zhí)行ADM插頭檢查和氣密測試等工作；

4）通過對調和預防性更換，進一步判斷和隔離故障。

3 維修注意事項

由于飛行控制系統(tǒng)會記錄上次飛機出現(xiàn)的故障，當發(fā)生空速不一致故障后，應執(zhí)行飛行控制計算機的重置工作。依據(jù)相關TSM給出的警戒操作，將三套液壓系統(tǒng)釋壓后，重置兩部ELAC，即按壓復位頭頂板的ELAC1和2的按鈕電門，在下次飛行前將計算機內存儲的故障信息清除，以免飛行中再次出現(xiàn)。

另外，在實施大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)相關排故工作時，通常會涉及操作ADM插頭。空客曾收到過相關事件報告，如ADM快卸接頭未安裝導致ADIRU計算出錯誤的高度和速度數(shù)據(jù)，進而導致飛機出現(xiàn)抖動和大載荷因子偏離。對此空客根據(jù)在役經(jīng)驗以及漏裝后果嚴重性，針對大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)執(zhí)行的維護工作給出了明確具體的雙人目視檢查和氣密測試標準。

相比全壓管路，靜壓管路未連接的后果更嚴重。如果某全壓管路未連接，由于其異?，F(xiàn)象非常明顯，表現(xiàn)為PFD無空速指示，起飛滑跑期間機組會立即識別并做出相應操作，而靜壓管路若未連接，機組難以及時識別，原因是雖然高度和空速數(shù)據(jù)均有顯示，但實際均為錯誤數(shù)據(jù)，不易被發(fā)現(xiàn)。

因此，對于全壓管路，當更換多個皮托管后，不要求執(zhí)行氣密測試，吹洗多個全壓管路后則要求執(zhí)行氣密測試。該要求是MPD（MRB）的規(guī)定，空客認為僅要求雙人目視檢查快卸接頭即可。

對于靜壓管路，更換多個靜壓孔后，若影響重要管路，則要求執(zhí)行氣密測試。同樣，吹洗多個靜壓管路后也要求執(zhí)行氣密測試。

對于ADM更換，即使多個管路受到影響，也僅要求雙人目視檢查快卸接頭。對于與全壓管路連接的ADM，可參考前述說明。對于與靜壓管路連接的ADM，考慮到更換ADM斷開管路的時間非常短（相比于更換靜壓孔和吹洗管路），在客觀上降低了漏裝的可能性，因此空客僅要求執(zhí)行雙人目視檢查快卸接頭。具體要求見表1。

4 結束語

導致空速不一致故障的原因很多，充分理解系統(tǒng)構成和工作原理有助于維修人員根據(jù)機組反饋信息和故障現(xiàn)象準確地查找故障源。對于TSM給出的排故程序，應有效結合系統(tǒng)原理進行逐項理解和消化，化簡為繁，并針對不同的故障現(xiàn)象選擇適當?shù)呐殴什襟E重新排列組合，制定針對性強和覆蓋全面的排故方案。

排故前應與飛行機組充分溝通，記錄詳細故障現(xiàn)象、故障期間的天氣條件、超速警告、大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)參數(shù)指示、系統(tǒng)轉換情況等。

此外，排故時可充分使用各種科學維修工具，如AGS譯碼，該工具對于盡快確定故障點和解釋故障現(xiàn)象有很大幫助，還可通過CEFA軟件對故障進行視頻重現(xiàn)。

參考文獻

[1] Airbus.ISI 34.11.00026 Pitot probes-Description，evolutions and maintenance recommendations [Z].

[2] Airbus.ISI 34.10.00017 Leak check after ADM，Pitot probe，static probe or ISIS disconnection [Z].

[3] Airbus.ISI 12.31.00014 ICEMANCOLD WEATHER OPERATION [Z].

[4] Airbus.ISI 34.13.00004 ERRATIC AIRSPEED INDICATION-MAINTENANCE ACTIONS [Z].

[5] 謝英.IAS空速不一致的故障淺析[J].航天與航空，2014-8（下）.