■ 方滔/中國南方航空股份有限公司工程技術(shù)分公司

1 發(fā)動機引氣系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)原理

A330 飛機客艙增壓空氣的主要來源是發(fā)動機壓氣機引氣，它是飛機正常飛行時的主要氣源。為了減少發(fā)動機引氣系統(tǒng)供氣參數(shù)的波動，在發(fā)動機壓氣機的引氣管路上設(shè)置了相應(yīng)的控制和調(diào)節(jié)裝置，從而使飛機在飛行的各階段和地面工作時引氣系統(tǒng)的供氣壓力、溫度及流量都在規(guī)定范圍內(nèi)。

如圖1 所示，發(fā)動機引氣從中壓級或高壓級壓氣機引出后，需要經(jīng)過壓力調(diào)節(jié)活門（PRV）調(diào)節(jié)壓力后才向下游供壓。PRV 是電控氣動式活門，它同時關(guān)聯(lián)一個電磁閥（THS），兩者之間由3號引氣感壓管（S/L3）相連。當(dāng)電磁閥接收到引氣監(jiān)控計算機（BMC）或發(fā)動機引氣電門、發(fā)動機火警信號時，THS通電，連接PRV 的3 號感壓管通向大氣，PRV 關(guān)斷。當(dāng)PRV 上游沒有引氣壓力時，PRV 蝶形活門靠彈簧的預(yù)載荷保持在關(guān)位。當(dāng)PRV 上游引氣壓力達(dá)到8psi 時，活門完全打開，直到上游引氣達(dá)到調(diào)節(jié)壓力限值52psi后開始調(diào)壓，活門從全開位關(guān)小，調(diào)節(jié)引氣壓力至44 ～52psi。

圖1 發(fā)動機引氣系統(tǒng)的工作原理圖

當(dāng)PRV 出口壓力≥60psi 且超過15s 時，BMC 將發(fā)送保護(hù)性關(guān)閉指令，PRV 關(guān)閉。如果PRV 故障無法調(diào)節(jié)導(dǎo)致壓力大于85psi 時，下游超壓活門（OPV）會從打開狀態(tài)轉(zhuǎn)為關(guān)閉狀態(tài)，直至壓力恢復(fù)到52psi 時OPV 才再次打開。

PRV 出口壓力傳感器（Pr）通過1號引氣感壓管（S/L1）探測PRV 下游壓力，給BMC 提供壓力數(shù)據(jù)用于控制PRV，同時用于駕駛艙系統(tǒng)頁面上的預(yù)冷器進(jìn)口壓力指示。

2 發(fā)動機引氣壓力調(diào)節(jié)故障分析

2.1 事件描述

某航空公司A330 飛機在2021 年發(fā)生一起引氣系統(tǒng)故障事件，飛機在起飛后出現(xiàn)“AIR ENG 1+2 BLEED FAULT”信息。機組向管制申請保持低高度處置，管制指揮保持高度2100m，雷達(dá)引導(dǎo)至海上等待。機組按FCOM程序進(jìn)行復(fù)位，左發(fā)引氣復(fù)位無效，右發(fā)引氣恢復(fù)正常，隨后機組決定返航。

2.2 排故處置

飛機落地后，機務(wù)檢查航后報告有關(guān)聯(lián)故障信息：PRESS REG-V（E1-4001HA） /SOL（7HA1）/SENSE LINE和PRESS REG-V（E2-4001HA）/SOL（7HA2）/SENSE LINE，參考排故手冊（TSM）36-11-81-810-908-A 和36-11-81-810-913-A，執(zhí)行了雙發(fā)PRV 的健康測試，確認(rèn)活門卡阻無法正常打開；嘗試人工轉(zhuǎn)動PRV，發(fā)現(xiàn)活門有明顯的摩擦感。后續(xù)更換雙發(fā)PRV，檢查感壓管路正常，執(zhí)行高功率引氣系統(tǒng)測試正常。

2.3 技術(shù)分析

參考圖2，對飛機的快速存儲記錄器（QAR）數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼分析，確認(rèn)飛機在地面起飛推油門時，雙發(fā)引氣壓力持續(xù)飆升，均超過60psi 且持續(xù)時間超過15s，左發(fā)引氣壓力最高達(dá)到87psi，右發(fā)引氣壓力最高達(dá)到62.5psi，BMC發(fā)出保護(hù)性關(guān)閉指令，雙發(fā)PRV 關(guān)閉。由于雙發(fā)PRV 無法有效調(diào)節(jié)引氣壓力，PRV 出口壓力超限，引起雙發(fā)引氣故障。

圖2 QAR數(shù)據(jù)譯碼

拆下左發(fā)PRV 送修，修理車間反饋活門運動有卡阻且調(diào)壓功能測試失敗，這與在翼故障現(xiàn)象一致，進(jìn)一步分解發(fā)現(xiàn)活塞和蝶閥軸承存在腐蝕，如圖3 所示。

圖3 左發(fā)PRV活塞（左）和蝶閥軸承（右）

拆下右發(fā)PRV 送修，修理車間反饋調(diào)壓功能測試輸出壓力超標(biāo)，進(jìn)一步分解發(fā)現(xiàn)蝶閥軸承外表面存在點腐蝕。

根據(jù)修理反饋，可以得出故障原因為活門腐蝕。

本次故障發(fā)生在飛機停放后執(zhí)行的首個航班，飛機在廣州停放了28天。在執(zhí)行航班前，按照飛機維護(hù)手冊（AMM）中關(guān)于飛機停放的恢復(fù)程序，執(zhí)行了慢車引氣系統(tǒng)測試，測試正常。

在飛機停放期間有多次連續(xù)性降雨，氣候較為潮濕。由于AMM 停放程序規(guī)定飛機停放每滿1 個月才運轉(zhuǎn)1 次發(fā)動機，因此本次飛機停放期間沒有運轉(zhuǎn)過發(fā)動機，導(dǎo)致活門一直處于高濕度環(huán)境下，加快了活門腐蝕進(jìn)程。雖然在執(zhí)行航班前慢車引氣測試正常，但是慢車引氣測試不涉及PRV 動態(tài)調(diào)壓功能的測試，因此在飛機恢復(fù)運行前需要執(zhí)行高功率測試引氣系統(tǒng)，才能確認(rèn)引氣系統(tǒng)的動態(tài)調(diào)壓功能是否正常。

3 機隊可靠性數(shù)據(jù)

2020 年1 月 至2022 年8 月，因 疫情原因，受國內(nèi)外航班運行限制，國內(nèi)航空公司寬體機隊普遍存在運力過剩，導(dǎo)致經(jīng)常有寬體機處于停場狀態(tài)。某航空公司A330 機隊2020 年非計劃拆下55 個PRV，2021 年非計劃拆下54個PRV，2022 年1 ～8 月非計劃拆下30 個PRV。近3 年P(guān)RV 故障時刻的統(tǒng)計如表1 所示，從中可以看出，PRV 在飛機停場期拆換占比較大，飛機停場對PRV 的影響很大。

表1 PRV故障時刻分布

4 維護(hù)建議

1）對于進(jìn)入停放的飛機尤其是停放在南方濕度較高地區(qū)的飛機，建議在飛機停放期間每7 天的地面檢查程序中，增加慢車操作測試引氣系統(tǒng)的任務(wù)，以減緩飛機停放期間PRV 腐蝕的進(jìn)程，使引氣部件保持干燥。

2）對于進(jìn)入停放的飛機，無論停放時間長短，建議在飛機恢復(fù)運行前統(tǒng)一執(zhí)行高功率操作測試引氣系統(tǒng)；在進(jìn)行高功率測試引氣系統(tǒng)時，建議循環(huán)兩次推油門動作，以確認(rèn)在推油門期間PRV 的動態(tài)調(diào)壓功能正常。

5 結(jié)束語

發(fā)動機引氣系統(tǒng)屬于飛機關(guān)鍵系統(tǒng)，在飛機的運行中扮演重要角色，是飛機客艙增壓空氣的主要來源。本文對飛機停放引起的發(fā)動機引氣壓力調(diào)節(jié)故障進(jìn)行了分析，并給出了維護(hù)建議，可為航空公司預(yù)防這類故障提供參考。