單文娟++聞捷

摘 要：系統(tǒng)機(jī)上功能試驗(yàn)的有效開展在飛機(jī)研制過程中具有重要的意義。針對(duì)某型飛機(jī)液壓系統(tǒng)功能試驗(yàn)中RAT發(fā)電條件下3#系統(tǒng)備用泵搶電故障，從設(shè)計(jì)方面（3#電動(dòng)泵控制邏輯）及設(shè)計(jì)驗(yàn)證方面（試驗(yàn)程序問題、設(shè)備問題等）對(duì)故障原因進(jìn)行了定位分析。研究發(fā)現(xiàn)，故障為試驗(yàn)程序中蓄壓器壓力設(shè)置不合理所致。最后對(duì)程序提出了改進(jìn)方案，并通過機(jī)上驗(yàn)證確認(rèn)故障排除，提高了功能試驗(yàn)驗(yàn)證的可靠性。

關(guān)鍵詞：液壓系統(tǒng) 功能試驗(yàn) 控制邏輯 改進(jìn)方案

中圖分類號(hào)：TH137 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）02（a）-0009-02

Abstract： The effective implementation of the On Aircraft Test Procedure （OATP） is meaningful during the design and manufacturing process. For the fault that the 3# hydraulic backup pump inhibiting the main pump starting up， reason in the design and the design verification aspect was analyzed respectively. The results indict that the control logic is correct， and the fault is resulted by the irrational pressure of the accumulation during OATP. At last， an optimized proposal was put forward and was verified on the aircraft， which improved the reliability of OATP.

Key Words： Hydraulic system； OATP； Control logic； Optimum proposal

在飛機(jī)研制過程中，為保證飛機(jī)試飛的安全性，在試飛前需在地面對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行最后的綜合試驗(yàn)——機(jī)上功能試驗(yàn)（OATP），用于對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行一系列功能檢查[1-3]。在某型飛機(jī)液壓系統(tǒng)驗(yàn)證RAT條件下3#系統(tǒng)電動(dòng)泵自動(dòng)控制功能的OATP中，出現(xiàn)主泵啟動(dòng)后備用泵啟動(dòng)，而后抑制主泵啟動(dòng)的故障現(xiàn)象，使得主泵無法工作，與主泵工作的設(shè)計(jì)預(yù)期不符。這一故障帶來的嚴(yán)重后果是：RAT發(fā)電條件下若飛機(jī)實(shí)際運(yùn)行中備用泵啟動(dòng)后發(fā)生失效，主泵將不能啟動(dòng)，從而使3#液壓系統(tǒng)完全失去能源，對(duì)液壓系統(tǒng)性能和功能造成直接的威脅，因此找出導(dǎo)致故障發(fā)生的原因非常重要。

該文針對(duì)某型民用飛機(jī)液壓系統(tǒng)OATP程序中RAT發(fā)電條件下3#系統(tǒng)備用泵搶電故障，從設(shè)計(jì)方面（3#電動(dòng)泵自動(dòng)控制邏輯）及設(shè)計(jì)驗(yàn)證方面（OATP試驗(yàn)程序問題、線路問題等）分別進(jìn)行了分析。研究發(fā)現(xiàn)，3#系統(tǒng)電動(dòng)泵自動(dòng)控制邏輯設(shè)計(jì)正確合理，故障為試驗(yàn)程序問題所致，因此對(duì)OATP程序提出了改進(jìn)方案，提高了OATP程序開展的有效性。

1 液壓系統(tǒng)概述

民用飛機(jī)的液壓系統(tǒng)一般由3套獨(dú)立的系統(tǒng)組成，每個(gè)系統(tǒng)包含2臺(tái)液壓泵（主泵、備用泵各一臺(tái)）、蓄壓器、自增壓油箱等設(shè)備及管路系統(tǒng)[4，5]。某民用飛機(jī)3#液壓能源系統(tǒng)設(shè)有兩臺(tái)電動(dòng)泵，分別記為ACMP3A、ACMP3B。液壓控制系統(tǒng)利用液壓邏輯控制盒（HCLE），通過對(duì)相關(guān)信號(hào)的邏輯計(jì)算來實(shí)現(xiàn)3#系統(tǒng)兩臺(tái)泵的自動(dòng)運(yùn)行，保證ACMP3A、ACMP3B分別在單、雙日作為3#系統(tǒng)主泵為液壓用戶供壓。ACMP3A/3B由三相重要交流匯流條（AC Essential（3 phase））供電，保證在電源應(yīng)急構(gòu)型（左/右發(fā)電機(jī)及APU發(fā)電機(jī)均失效）時(shí)，由沖壓空氣渦輪（RAT）發(fā)電機(jī)供電。

2 故障現(xiàn)象及分析

某民用飛機(jī)液壓系統(tǒng)在進(jìn)行OATP試驗(yàn)，對(duì)電源應(yīng)急構(gòu)型狀態(tài)RAT發(fā)電情況下3#系統(tǒng)電動(dòng)泵自動(dòng)功能進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)，發(fā)生主泵首先啟動(dòng)隨后停止，備用泵啟動(dòng)的現(xiàn)象。現(xiàn)場(chǎng)對(duì)故障進(jìn)行了復(fù)現(xiàn)。該故障出現(xiàn)的原因可能是設(shè)計(jì)方面（ACMP3A/3B控制邏輯）的問題或設(shè)計(jì)驗(yàn)證方面（OATP程序、線路或設(shè)備）的問題。下文將分別從這兩方面對(duì)故障原因進(jìn)行分析定位。

2.1 設(shè)計(jì)方面分析

為判定該故障是否為設(shè)計(jì)方面存在問題所致，需對(duì)3#系統(tǒng)電動(dòng)泵自動(dòng)控制邏輯進(jìn)行詳細(xì)的分析。電動(dòng)泵控制邏輯運(yùn)算由HCLE完成，其中備用泵的控制邏輯中HCLE接收的信號(hào)共計(jì)7個(gè)，包括空/地信號(hào)、RAT是否發(fā)電、主泵壓力高/低等。為實(shí)現(xiàn)主/備用泵的運(yùn)行模式，備用泵的控制邏輯運(yùn)算中，除需判斷飛行狀態(tài)、RAT是否發(fā)電等信號(hào)外，還需對(duì)主泵壓力高低進(jìn)行判斷：若主泵壓力低，則備用泵邏輯判斷主泵失效，并立即啟動(dòng)備用泵。由于在RAT發(fā)電前主、備用泵均停止，此時(shí)主泵壓力一定為低。為避免RAT發(fā)電后的瞬間備用泵邏輯誤以為主泵已經(jīng)失效，在設(shè)置備用泵邏輯時(shí)，在其邏輯中對(duì)“RAT發(fā)電”信號(hào)采用了t1延時(shí)，即RAT發(fā)電后t1內(nèi)備用泵邏輯仍判斷為RAT未發(fā)電（“RAT未發(fā)電”信號(hào)為0），使得備用泵邏輯最終輸出為0，以保證主泵有t1的時(shí)間啟動(dòng)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，t1內(nèi)主泵能否啟動(dòng)至高壓將直接影響兩臺(tái)泵的工作狀態(tài)。

現(xiàn)根據(jù)主泵啟動(dòng)至高壓的時(shí)間t2與t1的關(guān)系，對(duì)邏輯分為兩種工況進(jìn)行分析。結(jié)果表明，邏輯可以保證：若主泵啟動(dòng)至高壓的時(shí)間t2小于t1，主泵就可以保持運(yùn)行的狀態(tài)，不會(huì)發(fā)生備用泵搶電的故障。

在實(shí)際飛行中，查閱該飛機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)文件和試驗(yàn)報(bào)告可知，RAT發(fā)電情況下，主泵啟動(dòng)至高壓的時(shí)間t2較短，小于前文分析中提到的t1，因此這一過程中備用泵邏輯信號(hào)保持為0，不會(huì)發(fā)生備用泵啟動(dòng)抑制主泵工作的現(xiàn)象。因此可以推斷，電動(dòng)泵控制邏輯正確，故障非設(shè)計(jì)方面的原因所致。

2.2 設(shè)計(jì)驗(yàn)證方面分析

為判定該故障是否為設(shè)計(jì)驗(yàn)證方面的原因所致，現(xiàn)場(chǎng)排故時(shí)對(duì)3#系統(tǒng)的線路及設(shè)備進(jìn)行了檢查，經(jīng)確認(rèn)均無故障；而對(duì)OATP試驗(yàn)程序分析時(shí)，初步判定程序本身存在問題，即試驗(yàn)中蓄壓器狀態(tài)與真實(shí)情況中不一致，并導(dǎo)致電動(dòng)泵啟動(dòng)時(shí)間t2不同（具體情況如表1所示）。下文結(jié)合圖1，對(duì)兩種工況中蓄壓器壓力不同導(dǎo)致電動(dòng)泵運(yùn)行差異的原因進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。

真實(shí)飛行中，電動(dòng)泵正常工作時(shí)為液壓用戶提供壓力的同時(shí)，也對(duì)蓄壓器進(jìn)行增壓，保證蓄壓器壓力與系統(tǒng)壓力p1相同；當(dāng)飛機(jī)突然進(jìn)入電源應(yīng)急構(gòu)型電動(dòng)泵停止運(yùn)行時(shí)，由于蓄壓器內(nèi)壓力p1大于優(yōu)先閥的開啟壓力p2，使得蓄壓器能夠及時(shí)為系統(tǒng)增壓。在RAT發(fā)電后主泵重新啟動(dòng)期間，當(dāng)主泵壓力未達(dá)到蓄壓器當(dāng)前壓力時(shí)，主泵壓力濾上的單向閥始終保持閉合狀態(tài)，主泵不需對(duì)系統(tǒng)和蓄壓器供壓，從而使得主泵啟動(dòng)至高壓的時(shí)間較短。

試驗(yàn)中，蓄壓器預(yù)充壓，在試驗(yàn)溫度下，充壓壓力僅為p3左右，小于優(yōu)先閥的開啟壓力p2，即在主泵重新啟動(dòng)期間，蓄壓器不能為系統(tǒng)增壓，主泵壓力濾上的單向閥始終保持打開狀態(tài)，導(dǎo)致電動(dòng)泵在啟動(dòng)期間需對(duì)系統(tǒng)和蓄壓器進(jìn)行充壓，重新啟動(dòng)時(shí)間t2相對(duì)較長(zhǎng)，當(dāng)啟動(dòng)時(shí)間t2大于t1時(shí)，即出現(xiàn)了主泵首先啟動(dòng)但未在規(guī)定時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)至高壓而導(dǎo)致備用泵啟動(dòng)的故障現(xiàn)象。

2.3 故障原因小結(jié)

綜上，OATP中備用泵搶電故障是由于試驗(yàn)中蓄壓器壓力設(shè)置與真實(shí)飛行條件不一致所致。下文將對(duì)故障現(xiàn)有處置方案進(jìn)行分析，并提出優(yōu)化處置方案。

3 故障處置方案及優(yōu)化方案分析

3.1 現(xiàn)有方案

現(xiàn)場(chǎng)在對(duì)該故障進(jìn)行處理時(shí)，采取的措施是在設(shè)置試驗(yàn)條件時(shí)，人工將主泵壓力置于高位，即人工將輸入信號(hào)“主泵壓力低”信號(hào)設(shè)置為0，使得備用泵的控制邏輯始終為0。該措施實(shí)現(xiàn)了主泵啟動(dòng)并保持運(yùn)行的目的，但導(dǎo)致電動(dòng)泵的啟動(dòng)并非由邏輯控制，而是人工操控，違背了OATP程序?qū)﹄妱?dòng)泵自動(dòng)功能檢查的目的。

3.2 優(yōu)化方案

根據(jù)前文分析得出的故障原因，現(xiàn)對(duì)處置意見提出優(yōu)化方案，即優(yōu)化OATP程序，以保證試驗(yàn)中蓄壓器壓力與飛機(jī)真實(shí)條件一致。

優(yōu)化方案采取的措施是：在RAT發(fā)電前，利用外電源啟動(dòng)機(jī)上電動(dòng)泵，并對(duì)系統(tǒng)和蓄壓器增壓至p1，然后斷外電源，斷外電源后需在蓄壓器保壓時(shí)間內(nèi)迅速利用地面液壓馬達(dá)啟動(dòng)RAT，最后進(jìn)行電動(dòng)泵自動(dòng)功能的檢查。優(yōu)化方案保證了試驗(yàn)中蓄壓器的壓力與真實(shí)情況相近，并在機(jī)上得到了驗(yàn)證，使得備用泵搶電故障得以解決。

4 結(jié)論

該文主要針對(duì)某型飛機(jī)液壓系統(tǒng)進(jìn)行功能試驗(yàn)時(shí)，電源應(yīng)急供電情況下發(fā)生的3#系統(tǒng)備用泵搶電啟動(dòng)故障進(jìn)行了分析，得到的結(jié)論簡(jiǎn)單概括如下。

（1）電動(dòng)泵控制邏輯正確合理，故障是由于功能試驗(yàn)程序存在問題所致。

（2）故障采取的工程處置措施存在人工操控邏輯的缺點(diǎn)，該文提出優(yōu)化方案，使得試驗(yàn)程序與真實(shí)情況保持一致，并在機(jī)上得到驗(yàn)證，提高了功能試驗(yàn)驗(yàn)證的可靠性。

該文為民用飛機(jī)功能試驗(yàn)故障的排除提供了一定的思路，具有一定參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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