張金博，余 晉，李國松，許士剛

（93420 部隊）

1 故障現(xiàn)象

1） 某號機執(zhí)行完任務(wù)并滑回指定機位，發(fā)動機工作在慢車狀態(tài)，打開“壓力加油電源”和“副油箱加油”開關(guān)后，進行“熱加油”時發(fā)現(xiàn)，機身油箱可正常實施加油，副油箱無法加入燃油。

2） 某號機空中執(zhí)行任務(wù)時，飛行員反映故障單顯示“燃油控制故障”和“EMMC 故障3”。 飛機著陸并滑回指定機位，檢查飛機發(fā)現(xiàn)主油量為473kg、全機油量為686kg，“1 號油箱油盡”和“左、右機翼油箱油盡”信號出現(xiàn)，“左、右3 號油箱油盡”信號未出現(xiàn)，故障單顯示“燃油控制故障”和“EMMC 故障3”。

2 系統(tǒng)工作原理

機電管理計算機主要實現(xiàn)控制起落架收放、控制燃油加輸油順序、控制機上其他系統(tǒng)與航電系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換和飛參數(shù)據(jù)采集等功能，此處主要就加、輸油原理和燃油控制故障報故邏輯進行說明。

2.1 加油工作原理

將壓力加油操縱盒上的壓力加油開關(guān)扳至“加油”位置，組合閥通電打開。

1） 將“1 號油箱加油開關(guān)”、“機翼油箱加油開關(guān)”、“3 號油箱加油開關(guān)”置于“加油”位置時，給燃油壓力加油控制盒相關(guān)電路控制信號，使左、右機翼油箱電動插板開關(guān)“開”線圈通電，打開機翼油箱加油管路；1 號油箱燃油電動插板開關(guān)“開”線圈通電，打開1號油箱加油管路；3 號油箱壓力加油電動插板開關(guān)“開”線圈通電，打開左、右3 號油箱加油管路。

當(dāng)左、右機翼油箱滿油信號器發(fā)出滿油信號或機翼油箱加油開關(guān)在“關(guān)閉”位置時，左、右機翼油箱電動插板開關(guān)“關(guān)”線圈通電，關(guān)閉機翼油箱加油管路。3號油箱與機翼油箱關(guān)閉原理相同。

當(dāng)2 號油箱油面到達正常滿油位置時，系統(tǒng)自動機械式切斷壓力加油管路，機械系統(tǒng)失效后，油面上升到應(yīng)急滿油位置時，浮子閥發(fā)出信號給機電管理計算機，從而輸出控制信號使燃油電磁開關(guān)斷電，關(guān)閉壓力加油管路。

2） 將壓力加油操縱盒上的壓力加油開關(guān)扳至“加油”位置，“副油箱加油開關(guān)”置于“加油”位置時，機電管理計算機接收到副油箱加油指令后，給燃油壓力加油控制盒相關(guān)電路控制信號，使左、右加輸油控制活門加油線圈通電工作；左、右通氣安全閥通電工作，左、右增壓電磁閥斷電關(guān)閉。

當(dāng)左或右滿油—油盡信號器發(fā)出滿油信號時，機電管理計算機給燃油壓力加油控制盒中繼電器控制信號，切斷左、右加輸油控制活門加油線圈電源，關(guān)閉“加油”活門，停止給副油箱加油，同時相應(yīng)的左、右副油箱正常滿油燈亮；當(dāng)副油箱壓力信號器發(fā)出超壓信號（超壓接通），機電管理計算機控制相應(yīng)的左、右副油箱加輸油控制活門“加油”活門關(guān)閉并鎖定，斷開加油路，同時相應(yīng)的左、右副油箱應(yīng)急滿油燈亮（超壓信號器接通則亮，斷開則滅）。

2.2 輸油工作原理

飛機按照：副油箱（左、右各1 個）620kg×2→2 號油箱40kg→1 號油箱320kg＋機翼油箱（左、右各1個）190kg×2→3 號油箱（左、右各1 個）175kg×2→2 號油箱660kg”的順序進行輸油。

當(dāng)飛機帶副油箱時，機電管理計算機采集到副油箱存在信號，控制左／右加輸油控制活門的輸油電磁閥工作，左／右增壓電磁閥通電工作。打開副油箱氣路，副油箱燃油在增壓氣體的作用下，通過燃油電磁開關(guān)輸入2 號油箱（主油箱）。

當(dāng)左副油箱壓力信號器發(fā)出“超壓”信號給機電管理計算機，機電管理計算機控制左副油箱的通氣安全閥通電打開，放出多余氣體，同時控制左增壓電磁閥斷電關(guān)閉。此后，若超壓信號消失且持續(xù)10s，則機電管理計算機發(fā)出相對應(yīng)控制信號，使左副油箱的通氣安全閥斷電關(guān)閉，左增壓電磁閥通電打開；右副油箱超壓時的處理邏輯與左側(cè)相同。

當(dāng)左、右副油箱滿油—油盡信號器發(fā)出油盡信號給機電管理計算機，其控制左、右加輸油控制活門的輸油線圈，左、右增壓電磁閥斷電關(guān)閉，關(guān)閉副油箱與2 號油箱的輸油管路與增壓路。

副油箱油盡后，換向電磁閥控制1 號油箱和左、右機翼油箱或3 號油箱輸油到2 號油箱；油面控制開關(guān)與浮子閥聯(lián)合工作控制1 號油箱和左、右機翼油箱或左、右3 號油箱輸油到2 號油箱的油面。當(dāng)2 號油箱內(nèi)浮子閥發(fā)出應(yīng)急滿油信號給機電管理計算機，機電管理計算機控制油面控制開關(guān)通電關(guān)閉，停止輸油。 當(dāng)浮子閥應(yīng)急滿油信號持續(xù)消失10s，控制油面控制開關(guān)打開，繼續(xù)輸油。

1 號油箱和左、右機翼油箱內(nèi)油盡信號器均發(fā)出信號時，換向電磁閥接通左、右3 號油箱的輸油管路。當(dāng)輸油過程中2 號油箱油量低于600kg 且左、右3 號油箱均未油盡時，機電管理計算機發(fā)出信號控制換向電磁閥使其換向至3 號油箱并且持續(xù)1min 或直至任一個3 號油箱油盡信號出現(xiàn)，此時機電管理計算機斷開控制換向電磁閥的信號，隨后換向電磁閥接通1 號油箱和左、右機翼油箱輸油管路。1min 之后機電管理計算機重新判斷當(dāng)前狀態(tài)，若2 號油箱油量繼續(xù)低于600kg 且左、右3 號油箱未油盡，則繼續(xù)給電磁轉(zhuǎn)換閥輸出換向控制信號，使3 號油箱燃油輸至2 號油箱。

2.3 “燃油控制故障”報故原理

當(dāng)機電管理計算機判斷到燃油系統(tǒng)相關(guān)離散量采集錯誤或無法采集，燃油輸出控制模塊硬件自檢故障，燃油控制所需的判據(jù)參數(shù)獲取錯誤而引起指令邏輯解算錯誤，燃油輸出控制模塊的控制指令與回采的繼電器狀態(tài)不一致（繼電器不能按照控制指令進行輸出）時，機電管理計算機均會向航電系統(tǒng)上報“燃油控制故障”和“EMMC 故障3”，隨即停止控制燃油加輸油順序。

3 故障分析及排查

3.1 副油箱無法熱加油故障分析及排查

根據(jù)上述工作原理列故障樹并進行分析排查。

1） 判讀飛參發(fā)現(xiàn)，①起飛離陸3 分鐘時出現(xiàn)0.4秒“右副油箱超壓”信號，“副油箱存在”信號一直有（由此可知副油箱存在信號正常）；②地面打開“壓力加油電源”和“副油箱加油”開關(guān)后，“通氣安全閥打開”信號正常且無副油箱“超壓”、“滿油”、“增壓電磁閥打開”等信號，也無左、右副油箱“加輸油活門加油打開回采”信號。初步懷疑機電管理計算機未輸出副油箱加油信號。

2） 測量壓力加油操縱盒至機電管理計算機間線路未見異常。

圖1 故障樹

3） 地面檢測壓力加油操縱盒內(nèi)部的副油箱加油開關(guān)，左、右副油箱超壓信號燈，左、右副油箱滿油信號燈及其線路情況，未見異常。

4） 檢測、測量機上超壓信號器、滿油信號器、增壓電磁閥、副油箱加輸油控制活門、通氣安全閥等附件及其交聯(lián)線路無異常，由此排除超壓信號器、副油箱加輸油控制活門、副油箱滿油信號器、副油箱通氣安全閥、副油箱增壓電磁閥及其線路故障的可能。

5） 檢測燃油壓力加油控制盒內(nèi)部加輸油控制活門控制繼電器、增壓電磁閥控制繼電器、通氣安全閥控制繼電器及其線路未見異常，由此排除燃油壓力加油控制盒故障的可能。

6） 對故障機開展地面試驗，排查定位機電管理計算機內(nèi)部問題點。

①全機上電，當(dāng)出現(xiàn)超壓信號后，打開壓力加油控制盒電源。在進行副油箱壓力加油前，分別模擬閃現(xiàn)“左副油箱應(yīng)急滿油、右副油箱應(yīng)急滿油、左右副油箱均應(yīng)急滿油”信號后，對副油箱進行壓力加油，只有在閃現(xiàn)“左副油箱應(yīng)急滿油”信號后，可對右副油箱進行加油，其他兩種情況下均無法實現(xiàn)對副油箱加油。

②全機上電并打開壓力加油控制盒電源。在副油箱壓力加油正常進行過程中，分別模擬閃現(xiàn)“左副油箱應(yīng)急滿油、右副油箱應(yīng)急滿油、左右副油箱均應(yīng)急滿油”信號，除閃現(xiàn)“左副油箱應(yīng)急滿油”信號后，右副油箱可繼續(xù)進行加油，其他兩種情況下副油箱壓力加油均終止。

③全機下電，只打開壓力加油控制盒上電源。分別進行上述試驗，結(jié)果與上述情況一致。

④對其他2 架機按照故障機地面試驗方法進行試驗，發(fā)現(xiàn)其中1 架與故障機情況相反，另1 架與故障機情況一致。

綜合上述檢查結(jié)果，原因是：機電管理計算機內(nèi)部軟件未考慮熱加油功能。

3.2 燃油控制故障排查

根據(jù)故障現(xiàn)象和機電管理計算機上報“燃油控制故障”、“EMMC 故障3”機理，進行如下排查。

1） 判讀飛參。飛機報出“EMMC 燃油控制故障”和“EMMC 三級故障”，主油量為473kg、全機油量為686kg，“1 號油箱油盡”和“左、右機翼油箱油盡”信號正常出現(xiàn)，“左、右3 號油箱油盡”信號未出現(xiàn)，無“換向電磁閥換向回采”信號。

2） 地面線路測量。 按照燃油系統(tǒng)輸油順序及飛機油量剩余情況，此時機電管理計算機換向信號輸出端應(yīng)輸出“地”信號，進而控制換向電磁閥1、3 插針通電，使左、右3 號油箱向主油箱供油。

地面檢查發(fā)現(xiàn)，在飛機不下電的情況下，保持飛機報故狀態(tài)，測量換向電磁閥1、3 插針無輸入電壓，機電管理計算機換向信號輸出端未輸出“地”信號，檢查機上線路未見異常，說明機電管理計算機工作異常。

3） 放油檢查。斷開飛機上電源，打開左、右3 號油箱放油口，放出約200kg 燃油，放出的燃油與飛機主油量473kg 之和約為全機油量686kg（主、全機油量允許誤差為±90kg），說明左、右3 號油箱未按正常程序輸油。

4） 歷史故障回顧及分析。對曾報出過“燃油控制故障”和“EMMC 故障3”的某5 架機（均已落實某號技術(shù)通報）故障架次飛參數(shù)據(jù)進一步判讀發(fā)現(xiàn)，當(dāng)“輸油泵電源信號”、“輸油泵故障”、“低油面告警1”、“左機翼油箱油盡”等信號出現(xiàn)或消失時，均伴隨有“左副油箱增壓電磁閥打開回采”、“左加輸油活門輸油打開回采”、“回油電磁閥打開回采” 等信號異常出現(xiàn)或消失。 同時，當(dāng)出現(xiàn)“燃油控制故障”和“EMMC 故障3”后，從報故的時間節(jié)點開始，“左副油箱增壓電磁閥打開回采”、“左加輸油活門輸油打開回采”、“回油電磁閥打開回采”、“換向電磁閥換向回采”、“鎖定主蓄電池組接觸器接通信號”等信號均消失，左、右3 號油箱的燃油未再向2 號油箱輸油（飛機故障架次均未掛副油箱）。

5） 經(jīng)與工廠人員討論分析認為，機電管理計算機燃油控制程序中軟件編寫存在錯誤，程序運行過程中會使內(nèi)部的“開關(guān)組5 （共16 個開關(guān)量信號）”和“開關(guān)組6（共16 個開關(guān)量信號）”被賦予異常數(shù)值，導(dǎo)致燃油控制程序采集到的指令信號與回采信號不一致而報出“燃油控制故障”和“EMMC 故障3”信號，左、右3 號油箱無法向2 號油箱輸油[1]。

由此可知，導(dǎo)致某號機左、右3 號油箱未按正常程序輸油的原因是：機電管理計算機軟件存在缺陷。

3.3 燃油系統(tǒng)存在的其他問題

日常檢查維護發(fā)現(xiàn)，3 號油箱電動插板開關(guān)故障率較高。 究其原因是：當(dāng)壓力加油時，3 號油箱總是先于機翼油箱滿油，此時機上電路自動關(guān)閉3 號油箱電動插板開關(guān)，因機翼油箱尚未滿油所以其加油電動插板開關(guān)未關(guān)閉，從而3 號油箱油量又會流向機翼油箱而導(dǎo)致3 號油箱滿油信號消失。隨機觸發(fā)3 號油箱電動插板開關(guān)打開，如此反復(fù)，導(dǎo)致“3 號滿油”信號在加油過程中常有閃亮現(xiàn)象，同時3 號油箱電動插板開關(guān)跟隨滿油信號燈亮滅情況頻繁關(guān)、開，終因3 號油箱電動開關(guān)不滿足機上動作次數(shù)需求，多發(fā)極限位置無法斷電而持續(xù)工作的故障，導(dǎo)致過早到壽。

判讀飛參發(fā)現(xiàn)，在3 號油箱輸油過程中，常有“浮子閥應(yīng)急滿油”信號出現(xiàn)，當(dāng)此信號出現(xiàn)時，主油量顯示值還未到達滿油量位置。經(jīng)分析排查發(fā)現(xiàn)，3 號油箱通往2 號油箱的輸油管出口正好對著浮子閥應(yīng)急滿油信號器位置，當(dāng)3 號油箱輸油時，觸發(fā)應(yīng)急滿油信號器工作而輸出應(yīng)急滿油信號，屬于浮子閥設(shè)計缺陷。

4 “副油箱超壓”和“燃油控制故障”信號出現(xiàn)幾率分析

4.1 “副油箱超壓”信號出現(xiàn)的概率分析

對掛載副油箱任務(wù)飛參數(shù)據(jù)判讀發(fā)現(xiàn)，掛載副油箱執(zhí)行訓(xùn)練任務(wù)時，超壓信號出現(xiàn)的幾率約為34.72%。

4.2 “燃油控制故障”信號出現(xiàn)的概率分析

對曾報出過“燃油控制故障”和“EMMC 故障3”的5 架機飛參數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)出現(xiàn)“低油面告警1”、“左機翼油箱油盡”信號時，“左副油箱增壓電磁閥打開”、“左加輸油活門輸油打開”、“回油電磁閥打開”等電磁閥會同時動作而導(dǎo)致報故幾率增大。經(jīng)不完全統(tǒng)計，落實軟件升級技術(shù)通報的飛機共飛行約1700 架次，出現(xiàn)故障7 架次，報故幾率約為0.41%。

5 使用維護措施

1） 進行副油箱壓力加油完成后，核對加油車油量，查看副油箱是否加滿。

2） 在2 號油箱油面達到應(yīng)急油面后，一定要先將壓力加油接頭壓力消除后再切斷壓力加油電源（因為系統(tǒng)是通過應(yīng)急電信號來控制加油關(guān)閉的，若先切斷電源，應(yīng)急電信號消失，燃油電磁開關(guān)在燃油壓力下再次打開，油面又會上升而噴出）。

3） 進行壓力加油時，若全機油量大于500kg，應(yīng)在1 號油箱加油開關(guān)和機翼油箱加油開關(guān)撥至加油位置且綠色信號燈燃亮后保持約1min，再啟動加油車進行壓力加油，以防止加油時2 號油箱先滿油或3號油箱加油電動插板開關(guān)頻繁通斷。

4） 進行空、地勤交流，提醒空勤人員，飛機出現(xiàn)“燃油控制故障”、“EMMC 故障3”顯示，第一時間報告指揮員，以主油量為參考油量，根據(jù)指揮員指揮，建立返場航線著陸。

6 故障影響及處置建議

“燃油控制故障”、“EMMC 故障3”的影響主要有兩個方面，一是從報故的時間節(jié)點開始，副油箱和3號油箱的燃油不會再向2 號油箱輸入。二是該故障報出后會同步解除“鎖定主蓄電池組接觸器接通信號”，若在收油門停車時至發(fā)動機高壓轉(zhuǎn)速大于5%期間，關(guān)閉“地面電源／蓄電池” 開關(guān)，就會造成全機斷電，導(dǎo)致發(fā)動機停車電磁活門處于打開位置，燃油會在發(fā)動機轉(zhuǎn)子慣性下泵入燃燒室引起發(fā)動機噴火。處置建議有：

1） 飛行人員

①無論空中何時出現(xiàn)“燃油控制故障”、“EMMC故障3”顯示，飛行員應(yīng)第一時間報告指揮員，以主油量為參考油量，根據(jù)指揮員指揮，聽令建立返場航線著陸。

②著陸滑回停機位后不要關(guān)閉“地面電源／蓄電池”開關(guān)，待發(fā)動機完全停轉(zhuǎn)后，由機務(wù)人員執(zhí)行“下電”操作。

2） 塔臺值班員

①當(dāng)出現(xiàn)“燃油控制故障”、“EMMC 故障3”顯示時，詢問當(dāng)前全機油量和主油量以及油盡信號顯示情況，綜合判斷當(dāng)前可用燃油量。

②提醒飛行人員發(fā)動機未完全停轉(zhuǎn)前切勿關(guān)閉“地面電源／蓄電池”開關(guān)。

7 下一步措施及建議

1） 工廠針對機電管理計算機軟件中存在的問題查明原因立即改正，暫停某號技術(shù)通報落實。

2）建議工廠搭建地面平臺，模擬機上輸油環(huán)境，徹查故障原因，舉一反三排查是否存在其他缺陷并完善飛機加輸油控制邏輯。

3） 建議改進3 號油箱電動插板開關(guān)控制電路，同時改進電動插板開關(guān)質(zhì)量。

4） 建議改進浮子閥結(jié)構(gòu)，防止3 號油箱輸油時出現(xiàn)異常應(yīng)急滿油信號。