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【机务频道】A300飞机 AP 作动器电磁阀故障分析
发布时间:2017-04-03        浏览次数:277        返回列表
 一、故障现象
B-23X9 飞机撤销第二部 AP 保留故障的排故工作,故障现象为 FCU 上 AP2 不能衔接保持,检查 MTP 维护测试面板)上显示“FCC2 FAILED”和“AP ROLL ACTUATOR FAILED”信息。
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二、排故经过
B-23X9  飞机的第二部 AP  保留故障,根据 MTP  上的故障信息,可依据 TSM 22-10-00  进行 排故 。 根据 故障 信息 :“FCC2  FAILED”和“AP  ROLL ACTUATOR FAILED”,首先通过交换 FCC1 与 FCC2 计算机,立即排除了 FCC 计算机故障的可能性,随后依据 TSM 22-10-00-004-001 / FIG 102 / SHEET 10;SHEET 11 量线确认了 AP ROLL ACTUATOR(AP 横滚作动器)上一个电磁阀故障,更换了故障的电磁阀后,故障顺利排除。
 
在此次排故过程中,在确定排故方案时考虑到以下因素:
 
(1)B-2319 飞机停场排故时间有限;
 
(2)AP 作动器航材暂无货,而电磁阀航材有货;
 
(3)A300  机型 AP  横滚作动器安装位置较难接近,更换作动器需要耗费超过 6小时人工工时;
 
(4)更换 AP 横滚作动器带来的航材翻修成本也将提高;
 
(5)若更换电磁阀则需要找出作动器上 4 个电磁阀中故障电磁阀的具体位置,并判断能否顺利完成更换工作。
 
最终判断出故障的电磁阀安装位置最易接近,完全能够保证更换工作顺利完成,且不影响航班计划。能够选择最优的排故方案,关键在于如何判断出具体哪个电磁阀故障,这将在以下排故分析中详细阐述。
 
三、排故分析
A300 机型的自动飞行系统分别由 4 个子系统组成:飞行控制系统、飞行增稳系统、推力控制系统及系统监控。系统监控即 MTP,其管理自动飞行系统维护及故障记录,以及进行地面测试。上述自动飞行子系统包含计算机、作动器、控制单元及相关外围设备。
 
其中飞行控制系统如图 3.1 所示,主要包括以下部件:
 
(1)1 部 FCU(飞行控制组件)
 
(2)2 部 FCC(飞行控制计算机)
 
—AP1/FD1 用 FCC1
 
—AP2/FD2 用 FCC2
 
(3)3 个 AP ACTUATOR(自动驾驶作动器)
 
—AP PITCH ACTUATOR(俯仰作动器)
 
—AP ROLL ACTUATOR(横滚作动器)
 
—AP YAW ACTUATOR(偏航作动器) 
 
若满足 AP 接通条件,可在 FCU 上接通 AP1/AP2 手柄, 使 AP 工作在 CWS 模式时,则通过驾驶盘操作输入控制信号,使 AP 工作在 CMD 模式时,则通过指令模式输入控制信号。AP1 与 AP2 相互独立,每次只有一个 AP 手柄能被接通,但当 LAND 模式在 FCU 上已待命或在 GO AROUND(复飞)模式时,两个 AP 可以同时接通在 CMD 模式,以增加系统冗余度。
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AP 的指令最终由 AP 作动器来执行,AP 作动器是一个独立的双通道电液作动器,三个  AP 作动器分别执行俯仰、横滚、偏航的飞行控制。
 
根据  A300 机型的IPC 手册,可以确定 3 个 AP 作动器可以选用两种件号,并且可以通用,因此这 3个 AP  作动器是相同的,可以互换。B-2319  飞机安装的 AP  横滚作动器为 P/N:30513-136,如图  3.2 所示安装位置及外观,其上的两个电插头分别接自 FCC1与 FCC2,A 所指的是 2 个伺服活门,B 所指的是 4 个电磁阀。需要更换的电磁阀实际上是一个电磁线圈。

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针对 B-2319 飞机 AP 的故障,查看 MTP 故障记录,同时再执行如下测试:
AMM 22-40-00 PB501 AFS LAND TEST(自动飞行系统着陆测试)通过 MTP 上反映的故障信息,均指示为:
 
1.A FCC2 FAILED
 
1.B AP ROLL ACTUATOR FAILED
 
该故障表示由 FCC2 检测到两个故障源:FCC2 计算机以及 AP ROLL 作动器故障。
 
针对“FCC2 FAILED”的故障信息,在交换了 FCC1 与 FCC2 后,故障未转移,首先排除了 FCC 的故障。
 
针对“AP ROLL ACTUATOR FAILED”故障信息,需要量线作动器 AP2 通道上的两个电磁阀,排故参考 TSM 22-10-00-004-001 / FIG 102 / SHEET 10;SHEET 11。TSM 上的步骤如下图 3.3: 

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按 TSM 步骤对 AP ROLL 作动器电磁阀进行量线判断的线路图为:ASM 22-13-00 SCH 02 P101 Figure,如图 3.4,需要量线的线路分别用红色线、绿色线标注。
 
TSM 上的步骤要求对电磁阀阻值进行两次量线,其目的是为了确定 FCC 与 AP作动器之间的线路是否正常,若在 FCC 后座测量结果与作动器上的测量结果一致,同时阻值又不符合要求,则可以确定是电磁阀故障。然而,因实际排故情况限制,无法实现 TSM 上(图 3.3)步骤 2。
 
因为, AP ROLL 作动器安装在右大翼根部处,通过 675AB 盖板接近安装位置,因内部空间狭小且作动器安装位置特殊,使得维修人员无法观察到电插头来进行测量。
 
因此,排故方案确定为跳过步骤 2,通过步骤 3 确定线路正常后,同样可以判断作动器上电磁阀是否正常。实际解决方案如下(图 3.5):
 
1. FCC2 后部量线 AE/14A 与 AB/14A 之间,电阻值为 2.4MΩ;

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2. 脱开 AP ROLL 作动器 B 插头,短接 B 插头上#A 与#B电插头上标记为“a”b”),再次测量 FCC2 后座 AE/14A 与 AB/14A 之间的电阻,结果不到 1Ω;
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3. 判断为 FCC2 上 AE/14A 与 AB/14A 连接的电磁阀故障;FCC2 后部量线 AE/15H与 AC/5(接地)之间,电阻值为 68Ω,与之对应的电磁阀正常。

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现在可以证明 FCC2 与 AP ROLL 作动器间电磁阀的控制线路正常,同时判断出有一个电磁阀确实故障了。接下来的工作是找出 AP ROLL 作动器上故障电磁阀的具体位置。
 
之前已经提到了 A300 机型 AP ROLL 作动器安装位置特殊,不得不考虑需要更换的故障电磁阀的位置来决定能否执行排故方案。作动器上的四个电磁阀,现已确定了 AP2 通道所对应的两个电磁阀的位置,但在查阅了 A300 机型 AMM 有关AP ROLL 作动器拆装程序和附图以及 TSM、ASM 上相关内容,发现没有提到并指出 TSM 中量线的电磁阀在作动器上的具体位置。
 
这并不能说无法判断了,如果选择拆解 并脱开电磁阀 的插头来测 量电磁阀阻 值,确实能 直接判断出 故障的电磁阀,但这样会存在一个二选一的情况,并有 50%的可能性要返工。
 
其实,查阅了 AMM 中相关章节,在 AMM 上针对 AP PITCH 作动器电磁阀拆装程序附图上找到明确说明。由于已明确了 A300 的三个 AP 作动器是一样的,因此参考 AP PITCH 作动器上对电磁阀的说明,完全可以应用在 AP ROLL 作动器上。

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如图 3.6 为 AMM 中附图 Figure 22-13-23-04 / SHEET 404.1,图中指明了AP PITCH 作动器上的电磁阀,箭头 B 指出个四电磁阀的位置,中间两个即<P>所指的 为 MAIN  VALVES, 在这里 可以 称作 为主 电磁阀 ,外 侧两 个即 <E>所指 的为ENGAGE VALVES,在这里称作为衔接电磁阀。
 
结合图 3.4,可以看到 FCC 后座插钉 AE/14A 与 AB/14A 之间连接的电磁阀,其在 FCC 内部表明为 ROLL CLUTCH COIL(横滚离合线圈)作用的线路,说明其连接的即为图 3.6 中<E>所指的衔接电磁阀;FCC 后座插钉 AE/15H 与 AC/5 接地)之间连接的电磁阀,其在 FCC 内部表明为 ROLL HYD PRESS ON(横滚液压增压接通)作用的线路,说明其连接的即为图 3.6 <P>所指的主电磁阀。
 
至此,根据 AMM、TSM、ASM 手册的相关内容,从理论分析出发找到了 B-23X9飞机 AP2 故障原因: AP ROLL 作动器上 AP2 通道的衔接电磁阀故障,结合图 3.4与图  3.6 可以确定故障电磁阀安装在该作动器的右外侧,检查了实际的接近位置,确定了更换该电磁阀的排故方案可以顺利完成。
 
最后在执行更换电磁阀工作的过程中,再次测量了拆下后故障的电磁阀阻值为 2.4MΩ ,这样从理论与实际方面证明了判断的准确性。可以看到通过制定了有效的排故方案,使得仅需更换作动器的电磁阀而无需更换整个作动器就能完成排故工作,从航材成本、维修工时成本上做到了最优化。
 
四、排故总结
通过这次为 B-23X9 飞机 AP2 故障分析并制定排故方案的经历,对 A300 机型AP 作动器电磁阀故障的判断分析提供了重要经验。尽管过去也有更换 AP 作动器电磁阀的排故案例,但未曾对量线结果与电磁阀对应位置的关系,以及各电磁阀的作用进行汇总,因此,有必要针对 A300 机型 AP 作动器电磁阀量线方案进行总结,这可以成为按 TSM 22-10-00 对 AP 作动器电磁阀量线制定排故方案的扩展。
 
参考 ATA 22 章中关于 A300 机型三个 AP 作动器的 ASM 图、AMM 拆装程序、TSM 内容,对 AP 作动器电磁阀量线判断故障做以下汇总:
 
A300 机型自动飞行系统作动器故障信息,针对量线 AP 作动器上电磁阀的量
线 TSM 参考:
 
TSM 22-10-00 Figure 102(Sheet 7) ON MTP "FCC1(2) FAILED” AND “AP PITCH ACTUATOR FAILED”TSM 22-10-00 Figure 102(Sheet 10)ON MTP "FCC1(2) FAILED” AND “AP ROL ACTUATOR FAILED”TSM 22-10-00 Figure 103(Sheet 8) ON MTP "FCC1(2) FAILED” AND “AP YAW ACTUATOR FAILED”。
 
若 A300 机型飞机出现 AP 故障,且根据 TSM 需要对 AP 作动器上电磁阀进行量线判断故障时,可以通过上述表格对任何 AP 作动器量线,并判断出具体哪个电磁阀故障;尽管 FCC 与 AP 作动器之间的线路故障情况可能性很低,但在量线排故中验证线路是否完好这一过程必不可少。能够快速确定故障电磁阀的位置,对制定排故方案起到重要参考。
 
在进行更换 AP 作动器电磁阀工作时,除了严格按照 AMM 手册进行外,还需要注意 拆下电磁阀 时,作动器 内部控制液 压油路通断 的顶针会掉 出,这在  AMM拆装电磁阀的手册 CAUTION 中提到,在安装时切不可遗漏该顶针,必须对准电磁阀中央的凹槽后正确安装回原位。

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经过此次 B-23X9 飞机 AP 作动器电磁阀的排故,通过理论和实践准确地判断出故障的电磁阀,同时对不同电磁阀的作用有了清楚的认识,在积累了排故经验后,总结并为今后对相关故障制定排故方案提供了可靠依据。
 



 

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