■ 徐燕燕 李悅 徐翔 顧斌/春秋航空股份有限公司

蒙皮出口活門用于排放飛機(jī)電子設(shè)備艙中的空氣，對(duì)電子艙進(jìn)行通風(fēng)和降溫。當(dāng)飛機(jī)運(yùn)行過程中出現(xiàn)蒙皮出口活門故障時(shí)，若無法及時(shí)排故更換，則需要依據(jù)MEL 執(zhí)行M 項(xiàng)工作，將蒙皮出口活門人工鎖定至開位放行，一旦起飛或飛行過程中同時(shí)出現(xiàn)電子艙煙霧警告，即使飛行員沒有察覺到有煙霧，也需要執(zhí)行ECAM 指令，進(jìn)行一系列操作并將飛機(jī)盡快著陸，從而造成返航、備降等一系列嚴(yán)重后果。另外，如果蒙皮出口活門在空中沒有正常關(guān)閉，也會(huì)觸發(fā)警告，造成返航。因此，對(duì)于蒙皮出口活門的預(yù)防性故障監(jiān)控顯得尤為重要。如果能在活門故障前就預(yù)先識(shí)別故障跡象，對(duì)存在故障隱患的活門提前進(jìn)行更換，將大大減少蒙皮出口活門故障造成的運(yùn)行事件，從而提高航空公司放行簽派率和運(yùn)行品質(zhì)。

1 蒙皮出口活門基本工作原理

蒙皮出口活門作動(dòng)板的開關(guān)由活門作動(dòng)筒進(jìn)行操控。作動(dòng)筒伸出，活門板關(guān)閉；作動(dòng)筒縮進(jìn)，活門板打開。電子艙通風(fēng)系統(tǒng)分為活門全開（飛機(jī)在地面時(shí)）、活門全閉（飛機(jī)飛行中）、活門半開（飛機(jī)飛行中）三種模式?；铋T板的每個(gè)狀態(tài)都由一個(gè)制動(dòng)電門和一個(gè)指示電門控制和指示。制動(dòng)電門用于控制內(nèi)部電路的通斷，并給出反饋信號(hào)；指示電門同時(shí)給出指示信號(hào)，指示活門板所處的位置。

2 蒙皮出口活門常見故障

以空客A320 飛機(jī)上安裝的件號(hào)VFT300B00 的蒙皮出口活門為例，該活門送修故障通常表現(xiàn)為“蒙皮活門有故障信息”或“蒙皮活門位置指示××”，兩種故障信息都說明活門作動(dòng)板能夠打開和關(guān)閉，但是其位置指示有誤。

如圖1 所示的活門內(nèi)部電路圖，活門有完全打開、部分打開、完全關(guān)閉三種位置。由活門內(nèi)部7 個(gè)獨(dú)立的微動(dòng)電門的通斷組合來進(jìn)行識(shí)別。完全打開位置由微動(dòng)電門S1 和S2 來控制和指示，部分打開位置由微動(dòng)電門S3 和S4 來控制和指示，完全關(guān)閉位置由微動(dòng)電門S5和S6 來控制和指示。S1、S3、S5 為制動(dòng)電門，S2、S4、S6 為指示電門。圖2 所示狀態(tài)為活門作動(dòng)板在完全關(guān)閉位置，S5 已將內(nèi)部電路斷開。

圖1 VFT300B00活門內(nèi)部電路圖

若給電接頭的插針A 通電，則插針A 通過S1 與電機(jī)相連，內(nèi)部電路接通，活門板向完全打開位置運(yùn)動(dòng)，此時(shí)插針G 和H 通過S2 接通，指示活門板不在完全打開位置。當(dāng)活門板剛離開完全關(guān)閉位置，S5 與上方觸點(diǎn)接觸，插針C和D 斷開并與電機(jī)相連，之后S6 與上方觸點(diǎn)接觸，插針K 和L 通過S6 接通，指示活門板已經(jīng)不在完全關(guān)閉位置。當(dāng)活門板即將到達(dá)完全打開位置時(shí)，S2 先于S1 作動(dòng)到下方觸點(diǎn)，插針G 和J 接通，指示活門板到達(dá)完全打開位置，之后S1 作動(dòng)到下方觸點(diǎn)，插針A 與電機(jī)斷開并與插針B 接通，活門板停止運(yùn)動(dòng)，S1 向外輸出打開控制的反饋信號(hào)，此過程可概括為“先指示，后斷電”。

在上述過程中，若下面幾種現(xiàn)象有任意一種或多種出現(xiàn)，則飛機(jī)上顯示該蒙皮活門有故障信息。

1）完全關(guān)閉位置時(shí)，G 和H 不接通；

2）活門板離開完全關(guān)閉位置后，C和D 依然接通；

3）活門板離開完全關(guān)閉位置后，K和M 依然接通或K 和L 不接通；

4）將要到達(dá)完全打開位置時(shí)，S1先于S2 作動(dòng)；

5）插針A 與電機(jī)斷開后，不與插針B 接通；

6）S2 作動(dòng)到下方觸點(diǎn)后，插針G和J 不接通。

同樣，當(dāng)活門板反向從完全打開位置向完全關(guān)閉位置運(yùn)動(dòng)，或從完全關(guān)閉位置和完全打開位置向部分打開位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，指示電門和制動(dòng)電門的作動(dòng)順序同理。

3 蒙皮出口活門故障預(yù)防性監(jiān)控要點(diǎn)

通過上面的分析可以看出，活門板的運(yùn)動(dòng)及其所在位置的信號(hào)輸出與電門的作動(dòng)有密切關(guān)系，因此微動(dòng)電門自身假信號(hào)問題和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)械卡阻是產(chǎn)生故障的根源。

微動(dòng)電門一般有3 個(gè)觸點(diǎn)：C、NO和NC。C 是公共端，NO 是常開觸點(diǎn)，NC 是常閉觸點(diǎn)。這3 個(gè)觸點(diǎn)在長期使用的情況下容易產(chǎn)生電燒蝕，使得接觸電阻變大或不穩(wěn)定，容易導(dǎo)致故障信號(hào)的產(chǎn)生。從空客發(fā)布的數(shù)據(jù)來看，蒙皮出口活門故障很大比例是由于內(nèi)部微動(dòng)電門問題引起的。但電門不可以分解，觸點(diǎn)是否有燒蝕在航線維護(hù)時(shí)無法發(fā)現(xiàn)，只有活門部件返廠送修時(shí)才能對(duì)其進(jìn)行檢查。

運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)械卡阻多緣于花鍵加工工藝問題，花鍵在工作過程中會(huì)產(chǎn)生碎屑或損壞，最終造成活門的真實(shí)卡阻，且這兩類問題導(dǎo)致的最終后果都是活門關(guān)閉時(shí)長過長，觸發(fā)相關(guān)警告。

如果可以發(fā)現(xiàn)微動(dòng)電門問題，在航空公司航線維護(hù)層級(jí)就能提前識(shí)別到微動(dòng)電門觸點(diǎn)燒蝕問題以及運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)卡阻問題，對(duì)于提前防控蒙皮出口活門故障將起到明顯的作用。

4 通過大數(shù)據(jù)平臺(tái)建立預(yù)防性監(jiān)控方法

蒙皮出口活門易導(dǎo)致飛機(jī)滑回、中斷起飛和返航的另一個(gè)重要原因是電子艙通風(fēng)系統(tǒng)邏輯設(shè)計(jì)缺陷。根據(jù)FCOM手冊(cè)上原理闡釋圖，電子艙通風(fēng)系統(tǒng)關(guān)閉的邏輯為：空中或地面且TO 位時(shí)關(guān)閉，而活門關(guān)閉需要10 ～12s。10s 之后，飛機(jī)已經(jīng)進(jìn)入4、5 階段。4、5 階段是系統(tǒng)警告抑制階段，如果活門未正常關(guān)閉，會(huì)在空中報(bào)警，進(jìn)而造成返航。

因此，考慮利用系統(tǒng)監(jiān)控蒙皮出口活門的關(guān)閉時(shí)長，從而監(jiān)控活門內(nèi)部觸點(diǎn)的工作狀態(tài)，對(duì)蒙皮出口活門進(jìn)行預(yù)防性監(jiān)控。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，以A320 飛機(jī)為例，可以通過抓取AIRSOVFO（活門全開）、AIRSOVFC（活門全關(guān)）、AIRSOVPO（活門半開）3 個(gè)表征活門位置的參數(shù)來建立預(yù)防監(jiān)控模型和設(shè)置監(jiān)控邏輯。

設(shè)置監(jiān)控邏輯時(shí)，應(yīng)在邏輯中排除人工超控的情況，在設(shè)置激活此邏輯的相關(guān)飛行階段后，記錄蒙皮出口活門從全開位到全關(guān)位所耗費(fèi)的時(shí)間，通過相關(guān)自編ACARS 報(bào)文將該數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集并下發(fā)到地面，如圖2 中藍(lán)框所示，將采集到的相關(guān)數(shù)據(jù)記錄在報(bào)文中，地面處理系統(tǒng)即可對(duì)該報(bào)文進(jìn)行解析，提取相關(guān)數(shù)據(jù)并同步傳輸進(jìn)入大數(shù)據(jù)中心，供地面監(jiān)控平臺(tái)進(jìn)行預(yù)警監(jiān)控，同時(shí)生成可視化趨勢(shì)分析報(bào)表（見圖3），方便對(duì)每架飛機(jī)和機(jī)隊(duì)的故障趨勢(shì)及整體情況進(jìn)行監(jiān)控。

圖2 報(bào)文數(shù)據(jù)提取示意圖

圖3 平臺(tái)監(jiān)控可視化趨勢(shì)分析報(bào)表示意圖

對(duì)飛機(jī)端進(jìn)行報(bào)文編輯設(shè)置后，同時(shí)在地面監(jiān)控平臺(tái)里編寫報(bào)文解析邏輯并設(shè)置監(jiān)控閾值。可以將蒙皮出口活門關(guān)閉的停止位置FC 和PO 作為單選條件，展示參數(shù)蒙皮出口活門關(guān)閉的時(shí)間散點(diǎn)圖。全機(jī)隊(duì)數(shù)據(jù)以散點(diǎn)圖形式展示在同一坐標(biāo)圖內(nèi)，時(shí)長≤12s 的標(biāo)注為藍(lán)色，時(shí)長＞12s 的標(biāo)注為紅色，預(yù)警閾值線就設(shè)置為12s。

平臺(tái)實(shí)時(shí)接收整個(gè)機(jī)隊(duì)的監(jiān)控報(bào)文，并對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行抓取和計(jì)算，通過散點(diǎn)圖顯示，支持通過機(jī)號(hào)或航班號(hào)進(jìn)行檢索，當(dāng)數(shù)據(jù)顯示超過預(yù)警閾值時(shí)進(jìn)行相關(guān)預(yù)警，并通過郵件通知維修控制中心。

蒙皮出口活門關(guān)閉時(shí)長監(jiān)控郵件的提醒規(guī)則：蒙皮出口活門從打開位至全關(guān)位的關(guān)閉時(shí)長，在最近15 次里出現(xiàn)過3 次以上（含3 次）大于12s 的情況時(shí)，地面監(jiān)控平臺(tái)會(huì)自動(dòng)推送郵件預(yù)警，提醒維修控制中心和相關(guān)工程師，以提前進(jìn)行預(yù)防性維修。收到提醒郵件后，維修控制中心可以及時(shí)安排蒙皮活門的更換，從而預(yù)防蒙皮出口活門故障。的超過3 次異常現(xiàn)象，之后在C 檢停場(chǎng)時(shí)對(duì)蒙皮出口活門進(jìn)行了預(yù)防性更換，后續(xù)監(jiān)控活門關(guān)閉時(shí)長立即恢復(fù)到正常范圍值以內(nèi)，有效避免了突發(fā)故障對(duì)航班正常運(yùn)行的影響。

圖4 地面平臺(tái)預(yù)警監(jiān)控示例散點(diǎn)圖

5 總結(jié)與展望

通過本文的研究，可以對(duì)蒙皮出口活門的關(guān)閉時(shí)長進(jìn)行監(jiān)控，探測(cè)其內(nèi)部微動(dòng)電門觸點(diǎn)的工作狀態(tài)，從而進(jìn)一步對(duì)活門進(jìn)行預(yù)防性維修，避免因一個(gè)小小的活門故障影響航班運(yùn)行。

如何對(duì)隱藏在部件內(nèi)部的故障進(jìn)行有效的預(yù)防性監(jiān)控，一直是航空維修工作中的難點(diǎn)之一。本文通過系統(tǒng)原理分析、故障原因分析、部件研究和趨勢(shì)監(jiān)控，同時(shí)利用飛機(jī)數(shù)據(jù)總線中產(chǎn)生的海量監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，設(shè)置不同的監(jiān)控模型和預(yù)警邏輯，形成整個(gè)機(jī)隊(duì)的“大數(shù)據(jù)池”，在大數(shù)據(jù)平臺(tái)的基礎(chǔ)上，開發(fā)各種有效的預(yù)防性監(jiān)控手段。

不遠(yuǎn)的將來，飛機(jī)的運(yùn)行數(shù)據(jù)會(huì)越來越龐大和豐富，為飛機(jī)健康監(jiān)控和預(yù)防性維修帶來更多可能。在部件可靠性和MSG-3 維修分析原理越來越成熟的今天，對(duì)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用將成為未來飛機(jī)維修水平邁上新臺(tái)階的關(guān)鍵。