陳信衡 張倩

摘要：LPC 2.5級(jí)放氣活門是空客A320系列飛機(jī)所搭載的V2500發(fā)動(dòng)機(jī)防止喘振的核心部件之一，本文站在航空公司航線維護(hù)角度，介紹2.5級(jí)放氣活門對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作的重要性，分析故障原因，提供維護(hù)建議，快速排除故障，保證飛機(jī)的安全運(yùn)行，提高航空公司運(yùn)行效率。

Abstract： LPC 2.5 bleed valve is one of the core parts for airbus A320 aircraft with V2500 to prevent the surge. From the perspective of airline maintenance， this article introduces the importance of 2.5 bleed valve to engine normal operation， analyzes the cause of failure，takes steps to troubleshoot quickly，to ensure the safe operation of aircraft and improve operational efficiency.

關(guān)鍵詞：LPC 2.5級(jí)放氣活門;喘振;孔探

Key words： LPC 2.5 bleed valve;surge;borescope inspection

中圖分類號(hào)：V263.6 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-4311（2019）08-0111-04

0 ?引言

隨著航空業(yè)的發(fā)展，飛機(jī)已經(jīng)成為人們出行的首選方式，而安全和效率又是民航界追求的兩大目標(biāo)，兩者相輔相成，缺一不可。伴隨科學(xué)技術(shù)的不斷提高與發(fā)展，應(yīng)用在民用航空器上的先進(jìn)技術(shù)越來(lái)越多，飛機(jī)由于自身設(shè)計(jì)產(chǎn)生的機(jī)械故障越來(lái)越少，可靠性不斷提高，而航空器營(yíng)運(yùn)人在日常運(yùn)行當(dāng)中，由于監(jiān)控不到位，處理不恰當(dāng)而產(chǎn)生的人為因素故障越來(lái)越多，且大多是由于低級(jí)故障沒(méi)有得到及時(shí)處理，最終發(fā)展為單個(gè)系統(tǒng)失效，使飛機(jī)AOG停場(chǎng)或返航備降，給旅客及航空公司帶來(lái)不可估量的損失。

目前空客為高度電控化的A320系列飛機(jī)安裝有CFDS（故障集中顯示系統(tǒng)），同時(shí)提供AIRMAN遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，時(shí)時(shí)可以關(guān)注飛機(jī)的技術(shù)狀況。一旦飛機(jī)運(yùn)行中各控制器自檢發(fā)現(xiàn)有不正?，F(xiàn)象發(fā)生，會(huì)根據(jù)故障嚴(yán)重程度，對(duì)飛機(jī)運(yùn)行的影響，給出三類不同等級(jí)的故障信息，飛行員在空中參照FCOM完成規(guī)定操作，地面機(jī)務(wù)維修人員依據(jù)廠家提供的排故手冊(cè)，完成故障排除。廠家給出的排故手冊(cè)是維修的唯一依據(jù)，但在機(jī)隊(duì)日常運(yùn)行的特殊環(huán)境下，為保障飛機(jī)高的利用率，飛機(jī)停場(chǎng)時(shí)間往往很短且波動(dòng)性較大，那么結(jié)合實(shí)際維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，合理運(yùn)用運(yùn)行間隙的停場(chǎng)時(shí)間，又快又好地完成排故就顯得尤為重要了。

發(fā)動(dòng)機(jī)被視為飛機(jī)心臟，其安全性與可靠性決定著飛機(jī)的正常運(yùn)行，所以在機(jī)隊(duì)技術(shù)管理中，發(fā)動(dòng)機(jī)一直都是重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象。下面，將介紹V2500發(fā)動(dòng)機(jī)2.5級(jí)放氣活門，了解其對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要性，并以其常見(jiàn)故障為例，在符合手冊(cè)要求的情況下，分享準(zhǔn)確排故的處理方法與建議。

1 ?LPC 2.5級(jí)放氣活門介紹

LPC 2.5級(jí)放氣活門簡(jiǎn)稱2.5級(jí)放氣活門，屬于V2500發(fā)動(dòng)機(jī)空氣分系統(tǒng)下的壓氣機(jī)流量子系統(tǒng)核心部件之一，其作用：通過(guò)放掉壓氣機(jī)的部分氣流改變壓氣機(jī)葉輪進(jìn)口處絕對(duì)速度的軸向分量大小來(lái)改變其相對(duì)速度的大小與方向，從而改變攻角，防止氣流在葉背處分離，極大降低壓氣機(jī)整個(gè)葉柵通道發(fā)生喘振的可能性。

喘振是氣流沿壓氣機(jī)軸線方向發(fā)生的低頻率，高振幅的振蕩現(xiàn)象，這種氣流振蕩是一種很大的激勵(lì)力來(lái)源，它會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)件的強(qiáng)烈機(jī)械振動(dòng)和熱端超溫，并在短時(shí)間內(nèi)造成機(jī)件的嚴(yán)重?fù)p壞，所以在任何狀態(tài)下都不允許壓氣機(jī)進(jìn)入喘振區(qū)工作。當(dāng)發(fā)生喘振時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)聲音由尖哨變?yōu)榈统粒駝?dòng)加大，壓氣機(jī)出口總壓和流量大幅度波動(dòng)，轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，推力突然下降并出現(xiàn)大幅度波動(dòng)，排氣溫度升高，造成超溫，嚴(yán)重時(shí)，會(huì)發(fā)生放炮，氣流中斷而發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)熄火停車。因此，一旦發(fā)生上述現(xiàn)象應(yīng)立即采取措施，使壓氣機(jī)退出喘振工作狀態(tài)[1]。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生喘振，將帶來(lái)嚴(yán)重危害，而采用放氣活門設(shè)計(jì)就是現(xiàn)今主流的發(fā)動(dòng)機(jī)防喘措施之一。

2.5級(jí)放氣活門組件主要由一個(gè)主作動(dòng)器，一個(gè)從作動(dòng)器，一個(gè)放氣環(huán)組成。兩個(gè)作動(dòng)器置于放氣環(huán)兩側(cè)，安裝于風(fēng)扇機(jī)匣上，發(fā)動(dòng)機(jī)EEC（發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制器）根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況自動(dòng)計(jì)算輸出控制信號(hào)，其主控主作動(dòng)器，從作動(dòng)器隨動(dòng)，兩者均由FMU（燃油計(jì)量組件）提供伺服燃油驅(qū)動(dòng)各自支撐搖臂伸出或縮回，從而使放氣環(huán)打開(kāi)或關(guān)閉，放出壓氣機(jī)的氣流至外涵道，調(diào)節(jié)壓氣機(jī)的空氣流量，使氣流速度相對(duì)轉(zhuǎn)子葉片的攻角接近設(shè)計(jì)值，避免葉片失速，防止壓氣機(jī)喘振，提高其工作穩(wěn)定性與效率，系統(tǒng)原理參考圖1。

2 ?故障現(xiàn)象

東航截止目前共發(fā)生兩起由2.5級(jí)放氣活門組件機(jī)械機(jī)構(gòu)磨損導(dǎo)致的非計(jì)劃性換發(fā)。

①2017年4月AIRMAN遠(yuǎn)程監(jiān)控到B-6715飛機(jī)出現(xiàn)CHA 2.5 BLD ACT/HC/EEC1，CHB 2.5 BLD ACT/HC/EEC1（左發(fā)2.5級(jí)放氣活門作動(dòng)器）故障信息，伴隨故障代碼：B25TK，分別參照TSM（排故手冊(cè)）更換左發(fā)EEC，放氣活門主作動(dòng)器，F(xiàn)MU后故障消失，后續(xù)執(zhí)行航班，三天后故障再現(xiàn)，同時(shí)觸發(fā)ENG 1 COMPRESSOR VANE（左發(fā)壓氣機(jī)葉片故障）警告，飛機(jī)AOG停場(chǎng)排故，后續(xù)對(duì)左發(fā)2.5級(jí)放氣活門進(jìn)行孔探檢查過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)3號(hào)搖臂位置放氣環(huán)磨穿斷裂，后經(jīng)廠家確認(rèn)立即換發(fā)。

②2018年3月B-6716飛機(jī)左發(fā)出現(xiàn)ENG 1 COMPRESSOR VANE（壓氣機(jī)葉片故障）警告，伴隨故障信息：CHA 2.5 BLDACT/HC/EEC1，CHB 2.5 BLD ACT/HC/EEC1，自檢故障代碼為：B25TK，排故更換放氣活門作動(dòng)筒后，故障依舊，對(duì)左發(fā)2.5級(jí)放氣活門進(jìn)行孔探檢查過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)2.5級(jí)放氣環(huán)磨損，后經(jīng)廠家確認(rèn)立即換發(fā)，參考圖2。

目前，航空公司都是分批次計(jì)劃性換發(fā)，而非計(jì)劃性換發(fā)，打亂了計(jì)劃性工作安排，帶來(lái)的工作量會(huì)成倍增加，需要臨時(shí)抽調(diào)專業(yè)技術(shù)人員，需要調(diào)配發(fā)動(dòng)機(jī)備件，需要安排專用工裝設(shè)備，需要重新完成前期手冊(cè)準(zhǔn)備，由此帶來(lái)的人力成本，采購(gòu)成本，物流成本，時(shí)間成本都是成倍遞增的，其中還不包含完成更換后的試飛申請(qǐng)，飛機(jī)停場(chǎng)帶來(lái)的運(yùn)行影響等等連鎖反應(yīng)，所有非計(jì)劃性煥發(fā)是航空公司機(jī)務(wù)維修部門需要極力避免的。

3 ?故障分析與處理

當(dāng)空客A320系列飛機(jī)出現(xiàn)CHA 2.5 BLD ACT/HC/EEC1，CHB 2.5 BLD ACT/HC/EEC1即2.5級(jí)放氣活門故障信息，同時(shí)自檢有B25TK故障代碼時(shí)，由該故障信息的嚴(yán)重程度分為三個(gè)不同級(jí)別，對(duì)應(yīng)情況如表1。

從表1中可以發(fā)現(xiàn)2.5放氣活門故障對(duì)飛機(jī)的放行有不同影響，隨著故障頻率的提高，故障等級(jí)也會(huì)隨之提升。當(dāng)只有故障信息時(shí)，一般測(cè)試正常后，判斷為瞬時(shí)假故障，后續(xù)監(jiān)控;如果故障發(fā)生頻率增多，會(huì)觸發(fā)維護(hù)信息，說(shuō)明故障確實(shí)存在，放氣活門性能下降，但可以保證最低工況，對(duì)整體安全性能沒(méi)有影響，為了保障飛機(jī)正常運(yùn)行，可以依據(jù)MEL辦理保留，在合適的停場(chǎng)時(shí)機(jī)再排除故障;如果故障連續(xù)發(fā)生，一直存在，觸發(fā)警告信息，那么認(rèn)為放氣活門已經(jīng)喪失其功能，必須立刻AOG停場(chǎng)，待故障完成排除后，才能重新投入運(yùn)行。

依據(jù)該故障信息，查詢廠家TSM排故手冊(cè)，排故流程中文表述如下：

①孔探檢查2.5級(jí)放氣活門組件機(jī)械結(jié)構(gòu);

②孔探檢查放氣環(huán)封嚴(yán);

③潤(rùn)滑2.5級(jí)放氣活門機(jī)械結(jié)構(gòu);

④再次完成測(cè)試，若測(cè)試正常，該發(fā)動(dòng)機(jī)可以繼續(xù)投入運(yùn)行;

⑤若故障依舊，更換2.5級(jí)放氣活門主作動(dòng)器;

⑥若故障依舊，更換EEC（發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制器）;

⑦若故障依舊，更換2.5級(jí)放氣活門從作動(dòng)器;

⑧若故障依舊，更換FMU（燃油計(jì)量組件）;

⑨若故障依舊，更換燃油泵。

如上文所述，廠家建議首先檢查放氣活門的機(jī)械結(jié)構(gòu)并潤(rùn)滑。因放氣活門在發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)內(nèi)，無(wú)法目視檢查，該步驟就需要使用孔探檢查，基于孔探設(shè)備價(jià)格昂貴，專項(xiàng)人員培訓(xùn)費(fèi)用高，孔探工作又基本上只包含在定檢項(xiàng)目中，孔探人員都集中在基地站，所以針對(duì)航線沒(méi)有孔探人員這一情況，為了在最快時(shí)間內(nèi)排除故障，航線維修人員在經(jīng)過(guò)工程師同意后往往會(huì)采取跳過(guò)孔探步驟，先完成后續(xù)相對(duì)簡(jiǎn)單的換件工作，若測(cè)試正常，先恢復(fù)飛機(jī)運(yùn)行，后續(xù)監(jiān)控使用。

同時(shí)，廠家排故手冊(cè)后續(xù)建議更換的EEC，作動(dòng)器，F(xiàn)MU，燃油泵都屬于高價(jià)值周轉(zhuǎn)件，為了加快資金流轉(zhuǎn)，航空公司會(huì)以最低庫(kù)存量來(lái)保障航材供給，并且由總部統(tǒng)一調(diào)配，實(shí)際工作中，不是需要的部件都會(huì)在當(dāng)?shù)赜袔?kù)存，所以工程師會(huì)結(jié)合本地庫(kù)存情況，下發(fā)先更換當(dāng)?shù)赜袔?kù)存?zhèn)浼呐殴史桨浮?/p>

所以，以前采取的方式是：先更換當(dāng)?shù)赜袔?kù)存的備件，若故障排除，后續(xù)監(jiān)控;若故障依舊，調(diào)配其余備件進(jìn)行更換，再視情安排孔探檢查。

參見(jiàn)第三節(jié)實(shí)際案例，上文所提排故思路，目前已造成了兩起非計(jì)劃性煥發(fā)，所以急需對(duì)現(xiàn)有排故思路進(jìn)行優(yōu)化。

分析案例，發(fā)現(xiàn)故障根源在于部件機(jī)械結(jié)構(gòu)發(fā)生了非正常磨損，該缺陷恰好在廠家建議首先執(zhí)行但由于實(shí)際操作有難度而跳步的孔探檢查放氣活門組件機(jī)械結(jié)構(gòu)步驟中可以發(fā)現(xiàn)。

根據(jù)故障代碼B25TK可知為Track-check故障，經(jīng)詢問(wèn)廠家，回復(fù)該故障代碼代表：EEC探測(cè)到放氣活門作動(dòng)器伸縮桿無(wú)法作動(dòng)至指令位置或無(wú)法達(dá)到正常作動(dòng)速度。結(jié)合實(shí)際案例結(jié)果，加上TSM排故過(guò)程中要求先潤(rùn)滑放氣活門機(jī)械結(jié)構(gòu)，以及放氣活門工作流程：EEC控制主作動(dòng)器，由FMU提供伺服燃油作動(dòng)，主、從作動(dòng)筒通過(guò)作動(dòng)桿驅(qū)動(dòng)兩個(gè)支撐搖臂，搖臂控制放氣環(huán)，主作動(dòng)筒再通過(guò)LVDT（線性位置傳感器）向EEC反饋位置信號(hào)。

分析得出該故障極大概率是機(jī)械結(jié)構(gòu)發(fā)生非正常磨損或者放氣環(huán)沒(méi)有得到充分的潤(rùn)滑而卡阻造成的，小概率是由于作動(dòng)器本體故障，EEC控制信號(hào)故障或FMU供伺服燃油動(dòng)力不足造成的，基本上判斷為機(jī)械故障而非電氣故障導(dǎo)致。

綜上所述，當(dāng)遇到2.5級(jí)放氣活門故障信息時(shí)，需重點(diǎn)關(guān)注放氣環(huán)機(jī)械結(jié)構(gòu)損傷，不可輕易跳過(guò)孔探步驟，及時(shí)通過(guò)調(diào)整飛機(jī)航班前往具備孔探條件的基地站或調(diào)配孔探人員前往需求地來(lái)完成孔探檢查。

東航工程部近期結(jié)合上文所述兩起案例，已發(fā)布工程通告《EB-2018-V250-75-201-R0關(guān)于LPC2.5級(jí)放氣作動(dòng)器故障的維護(hù)和建議》，歸納出以下維護(hù)提示：

當(dāng)出現(xiàn)CHA 2.5 BLD ACT/HC/EEC1 ， CHB 2.5 BLD ACT/HC/EEC1（左發(fā)）或CHA 2.5 BLD ACT/HC/EEC2 ，CHB 2.5 BLD ACT/HC/EEC2（右發(fā)）故障信息，且故障代碼為B25TK時(shí)，說(shuō)明A和B通道檢測(cè)到Track-check故障，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)請(qǐng)關(guān)注放氣環(huán)與搖臂故障的可能，結(jié)合排故實(shí)際情況對(duì)放氣環(huán)搖臂處進(jìn)行孔探檢查，尤其是3號(hào)和8號(hào)主、從作動(dòng)搖臂位置，示意圖參見(jiàn)圖3[3]。

4 ?維護(hù)建議

高效和精準(zhǔn)的排故思路，預(yù)防性的排故準(zhǔn)備往往對(duì)保證機(jī)隊(duì)良好技術(shù)狀況起到事半功倍的效果。結(jié)合上文的放氣活門故障分析與處理，歸納出如下具體維護(hù)建議：

①出現(xiàn)S級(jí)故障信息時(shí)：

AIRMAN重點(diǎn)監(jiān)控該信息，航后及時(shí)完成測(cè)試;

調(diào)配計(jì)劃更換的備件，做預(yù)防性更換準(zhǔn)備;

若故障信息出現(xiàn)兩次及以上，通知PPC調(diào)整后續(xù)航班前往基地站完成孔探檢查。

②出現(xiàn)2級(jí)故障信息時(shí)：

依據(jù)MEL辦理保留;

調(diào)配計(jì)劃更換的備件，首個(gè)航后完成部件更換;

立刻通知PPC調(diào)整后續(xù)航班前往基地站完成孔探檢查。

③出現(xiàn)1級(jí)故障信息：

飛機(jī)立刻AOG停場(chǎng);

調(diào)配計(jì)劃更換的備件，先更換，若故障消除，立刻飛回基地站完成孔探檢查;若故障依舊，通知MCC調(diào)配孔探人員前往故障地。

④技術(shù)部編寫2.5級(jí)放氣環(huán)孔探檢查工卡，插入A檢工卡中，預(yù)防性定期檢查放氣環(huán)機(jī)械結(jié)構(gòu);

⑤技術(shù)部編寫2.5級(jí)放氣環(huán)潤(rùn)滑工卡，插入A檢工卡中，定期潤(rùn)滑放氣環(huán)，防止因機(jī)械結(jié)構(gòu)卡阻，造成不可逆的機(jī)械磨損。

綜上，航空器營(yíng)運(yùn)人作為飛機(jī)持續(xù)性適航的主體責(zé)任人，掌握發(fā)動(dòng)機(jī)高效的維護(hù)方法與科學(xué)診斷等關(guān)鍵技術(shù)是其保障安全運(yùn)營(yíng)，提高收益的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]Airbus. Technical Training Manual.

[3]東方航空工程部 工程通告《EB-2018-V250-75-201-R0關(guān)于LPC2.5級(jí)放氣作動(dòng)器故障的維護(hù)和建議》.