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1、一起737NG机翼热防冰系统失效故障分析飞机机翼结冰会改变机翼的气动外形，降低升力系数，导致临界攻角变小，破坏飞机的操纵性和稳定性。737NG飞机机翼防冰系统采用了热空气防冰。其利用来自飞机发动机压气机经过高、低压活门及预冷气控制系统进行压力和温度调节后的热空气，对机翼内侧3块前缘缝翼进行加热防止结冰，从而保证飞机机翼始终处于光滑的气动外形，达到保证飞行安全的目的。飞机在地面和空中都会使用机翼热防冰系统。 1 故障背景 2015年某公司B-XXXX机在某机场过站，机组反映机翼热防冰系统失效。当地维护人员检查发现位于正驾驶背后P18-3面板上的A6“ANTI-ICE&RAIN ENGINE 1，
2、ENGINE&WING CONTROL”跳开关弹出。复位后接通机翼热防冰控制电门S3，A6跳开，故障再现，于是初步判断为机翼热防冰系统的相关故障。随后，故障隔离“更换了系统防冰控制面板P5-11，测试故障依旧；将系统防冰关断活门和过热电门的电插头失效进行故障隔离，故障重现。”判定机翼热防冰控制系统失效，航班取消，基地派人至该航站排故。 2 系统介绍 737NG飞机机翼热防冰系统主要控制部件包括如下几方面。 （1）防冰控制面板P5-11，位于P5头顶板，包括机翼热防冰控制电门S3及逻辑控制电路与防冰关断活门指示灯。 （2）防冰关断活门，左右发动机外侧的机翼前缘各一个，控制来自发动机气源系统的热防
3、冰气流进入机翼防冰管道。 （3）过热电门（两个），安装于防冰关断活门下游供气管道上，仅防冰系统在地面工作时监测防冰管道温度，当温度达到125时关闭防冰关断活门（注：任意一电门闭合接地，两侧机翼防冰活门都会同时关闭）。 （4）防冰电门（两个），位于中控台下自动油门电门组件上，提供飞机起飞推力保护。 （5）电磁阀（两个），位于左右发动机核心机12点钟位置，机翼热防冰系统在地面工作时，将预冷器控制活门作动到全开位，降低发动机引气温度，防止机翼前缘过热损坏。 机翼热防冰系统采用了28 V直流电来进行控制和指示，115 V交流电来作机翼热防冰关断活门。飞机在地面和空中都会使用机翼热防冰系统，但在起飞期间
4、，系统会自动关闭以保持发动机推力。 当飞机在地面，飞行员将防冰控制面板P5-11上的机翼热防冰控制电门S3接通（ON位）后，在左右机翼地面热防冰过热电门没有探测到过热情况发生及左右两台发动机推力手柄角度小于60时，K1继电器通电闭合，115 V交流电控制左右机翼热防冰关断活门打开，来自引气管道的热空气通过机翼热防冰关断活门对机翼前缘进行加热防冰。此时，由于飞机在地面，流过机翼上的冷却气流很少，为了防止机翼前缘过热损坏，在S3接通后，机翼热防冰电磁阀通电打开，从而释放预冷气控制活门作动筒里的控制压力，使预冷气控制活门移向全开位，为发动机引气提供最大的冷却空气。在起飞时，当任一发动机推力手柄前推到
5、角度大于60时，自动油门电门组件上的机翼热防冰电门闭合给防冰控制面板P5-11内的逻辑电路提供一个接地信号，K1继电器断开，机翼热防冰关断活门关闭，从而降低发动机引气负载并保证推力。同时，由于电门S3是一个由K1继电器闭合时的线圈电阻保持其电流在低于跳开阀值时工作电门，起飞时起飞逻辑电路接通并提供一个低阻抗接地回路，从而控制电门S3发生过流并自动跳到OFF位，机翼热防冰系统断开。起飞后，为使机翼热防冰系统再次工作，则飞行员需重新将控制面板P5-11上的防冰控制电门S3置于ON位（见图1）。 3 故障分析与排除 3.1 故障分析 考虑到故障现象是防冰控制电门S3接通后A6跳开，导致用于机翼热防冰
6、系统的28 V DC控制电源断开，所以机翼热防冰系统失效。跳开关A6作为断路器保护装置，正常工作位置如图2（a）。被保护电路的电流全部通过开关装置的触点和热原件，在正常电流值时，热原件中产生的热很快地辐射掉，因而温度在最初升高之后便保持恒定。如果发生短路，电流超过正常值，元件的温度开始升高，由于组成热元件的金属有不同的膨胀系数，就会发生如图2（b）所示的变形，变形达到一定程度后就会释放闩锁机构，并在控制弹簧的作用下使触点断开，从而使负载与电源隔离，此时按钮弹出，即A6跳开。 由此可知，A6跳开则说明机翼热防冰控制系统至28 V DC电源的回路中出现了短路。那么，此时要做的工作就是找出系统中经A
7、6与28 V DC电源连接的部件及线路。而机翼热防冰系统在空中和地面的工作逻辑不同，机组反映故障时并没有说明故障是发生在空中还是地面。当飞机在空中，P5-11防冰控制面板的逻辑电路只会提供一个飞机在空中的逻辑，在防冰控制电门S3接通后用于吸合K1继电器，打开防冰关断活门，机翼开始加热防冰。机翼热防冰系统地运行只有防冰控制面板和防冰关断活门参入工作。假设故障发生在空中，由于机翼热防冰关断活门是由K1继电器控制115 V交流电来作动，只与A1相关，所以可直接排除，那么只可能是P5-11防冰控制面板故障。但在最初排故时，当地维护人员就对P5-11控制面板进行了串件，排除了面板故障的可能。所以，可以推
8、断故障应该是发生在地面。结合系统图分析，当飞机在地面防冰控制电门S3接通后，控制面板P5-11内的继电器A2K2和A2K1得电吸合，机翼热防冰电磁阀经A6直接获得28 V DC；机翼热防冰过热电门与防冰电门则通过S3经A6与28 V DC电源连接；虽然以上部件及线路都关联到A6，但由于S3是一个过流跳开电门，过热电门、防冰电门的连接都要经过S3，假设电门或相关线路故障，则只可能造成S3过流跳开。那么造成A6跳开的原因则只可能是机翼热防冰电磁阀或P5-11控制面板至防冰电磁阀的线路短路。 3.2 故障排除 由于机翼热防冰电磁阀（M1236与M1237）安装于两台发动机核心机部位，为了快速的锁定故
9、障源提高效率，笔者从驾驶舱控制面板P5-11上脱开了至两台发动机机翼热防冰电磁阀（M1236与M1237）的插头D648，结合图3用万用表分别对26和29两点的对地电阻进行了测量。测量结果：26对地电阻02 ，29对地电阻60 。于是，可以判断故障就出在控制面板至左发机翼热防冰电磁阀（M1236）的这条回路上。那么，进一步工作就是如何隔离是电磁阀（M1236）故障还是线路故障了。打开左发反推直接对电磁阀（M1236）线圈的电阻值进行测量，结果电磁阀线圈阻值不足2欧姆，可以判定左发电磁阀（M1236）故障。脱开电磁阀（M1236）插头并复位A6跳开关进行故障隔离后系统测试，系统正常接通，排除了防
10、冰控制面板至电磁阀的线路故障，至此A6跳开的故障源得到确认。更换左发机翼热防冰电磁阀（M1236）并进行系统测试，机翼热防冰系统失效故障排除。 4 结语 该故障从反映至排除整个过程耗费了较多的资源和人力，了解A6工作原理，依据系统原理对故障进行分析是排故的关键。机翼热防冰控制系统中导致A6跳开的可能原因有防冰控制面板P5-11、机翼热防冰电磁阀或控制面板至电磁阀之间的线路故障。其中机翼热防冰电磁阀由于处于发动机的核心机高温与高震动区域，故障频率较高，排故时可优先考虑；另外，特别是针对老龄飞机，电磁阀电插头连接处导线容易磨损，该公司已出现过3起因导线磨损短路导致的A6跳开防冰系统失效故障。该文可为今后排除类似故障提供一定的参考。