A320系列飛機(jī)ELAC系統(tǒng)(10)

1、A320系列飛機(jī)ELAC系統(tǒng)南航吉林分公司維修廠二車間 尹剛1. 引言本文針對(duì)ELAC計(jì)算機(jī)的原理進(jìn)行介紹和分析，并通過(guò)飛機(jī)故障實(shí)例，總結(jié)出A320飛機(jī)機(jī)載ELAC計(jì)算機(jī)在飛機(jī)維護(hù)中的一些技巧和系統(tǒng)排故方法。2. 簡(jiǎn)介：A320系列飛機(jī)的俯仰和滾轉(zhuǎn)操縱控制主要由2種數(shù)字式計(jì)算機(jī)完成， ELAC（Elevator and Aileron Computer，2部）和SEC（Spoiler Elevator Computer，3部）。其中ELAC負(fù)責(zé)完成對(duì)副翼、升降舵、THS（Trimmable Horizontal Stabilizer）的控制，SEC完成對(duì)擾流板、升降舵、THS的控制。這些計(jì)算機(jī)

2、在操縱優(yōu)先權(quán)條件控制下，通過(guò)對(duì)不同舵機(jī)的控制來(lái)操縱舵面，從而協(xié)同完成對(duì)飛機(jī)俯仰和滾轉(zhuǎn)的操縱。如圖2.1。圖2.1 飛行控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)3. ELAC計(jì)算機(jī)介紹Ø 組成：ELAC負(fù)責(zé)升降舵、副翼和THS的位置控制，每一部ELAC計(jì)算機(jī)都含有兩個(gè)獨(dú)立的通道，指令通道（COM unit）和監(jiān)控通道（MON unit），這兩個(gè)通道在物理上和電氣上都是獨(dú)立的（如圖 3.1）。圖3.1 監(jiān)控通道（MON unit）和指令通道（CMD unit）指令通道主要負(fù)責(zé)計(jì)算舵面的偏移指令和舵面強(qiáng)制同步（升降舵，副翼，THS）；監(jiān)控通道主要負(fù)責(zé)檢查指令的正確執(zhí)行（自身也計(jì)算出一個(gè)偏移指令），如果出現(xiàn)了兩個(gè)通道計(jì)

3、算的同一個(gè)舵面偏移指令的差異，監(jiān)控通道將通過(guò)開關(guān)K10和K11抑制這個(gè)偏移指令的輸出（如圖3.2）。為保證軟件計(jì)算的安全性，兩個(gè)通道使用的計(jì)算軟件和算法是完全不同的。圖3.2 升降舵舵面偏移指令的執(zhí)行對(duì)于每個(gè)通道，都能獨(dú)立完成如下功能：l 接收數(shù)字輸入信號(hào)l 生成數(shù)字輸出信號(hào)l 計(jì)算功能l 接收離散信號(hào)輸入l 生成離散信號(hào)輸出l 接收模擬信號(hào)輸入l 控制繼電器狀態(tài)轉(zhuǎn)換l 自檢功能，每一個(gè)通道都能夠監(jiān)控接受或發(fā)射的關(guān)鍵信號(hào)的失效，并且能夠通過(guò)對(duì)處理器的測(cè)試和監(jiān)控內(nèi)部電源來(lái)探測(cè)到內(nèi)部失效。特別地，指令通道能夠生成模擬信號(hào)輸出用于驅(qū)動(dòng)舵機(jī)上的電磁閥，而監(jiān)控通道沒有此項(xiàng)功能。這兩個(gè)通道之間一直通過(guò)數(shù)字

4、式數(shù)據(jù)總線來(lái)交互數(shù)據(jù)來(lái)確認(rèn)從不同傳感器來(lái)的信號(hào)。Ø 電源：ELAC1、2的外部電源供給電路存在很大差異。在日常維護(hù)、放行飛機(jī)和排故過(guò)程中，需要充分考慮到這兩部計(jì)算機(jī)電源供給的差異。對(duì)于ELAC1，正常情況下由401PP（28V DC ESS BUS）供電，當(dāng)401PP供電電壓低于1#電瓶電壓時(shí)，由703PP（28VDC HOT BUS）供電（至少一套液壓系統(tǒng)高壓），當(dāng)最后一個(gè)液壓源壓力低時(shí)（2發(fā)關(guān)車），供電繼電器（35CE）繼續(xù)保持接通30秒之后斷開電瓶熱匯流條供電，如圖3.3。圖3.3 ELAC1供電對(duì)于ELAC2，正常情況下由202PP（28VDC BUS2）供電，當(dāng)202PP供

5、電失去時(shí)，通過(guò)繼電器轉(zhuǎn)換到704PP（28VDC HOT BUS）供電，同時(shí)分別給ELAC1、2和SEC1限速信號(hào)。同樣，當(dāng)最后一個(gè)液壓源壓力低時(shí)，供電繼電器（35CE，37CE）繼續(xù)保持接通30秒之后斷開電瓶熱匯流條供電，如圖3.4。圖3.4 ELAC2供電Ø 關(guān)于ELAC計(jì)算機(jī)模擬信號(hào)指令輸出（驅(qū)動(dòng)電路）：對(duì)于升降舵、方向舵和THS作動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)為模擬電壓信號(hào)，輸出信號(hào)原理如圖3.5。此電路只存在于ELAC的指令通道。伺服活門的電流指令的數(shù)字信號(hào)值（在ELAC內(nèi)部計(jì)算得出的結(jié)果）通過(guò)一個(gè)12比特的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬的電壓信號(hào)（VA），通過(guò)電容和放大器傳送到輸出端（VAF），

6、在輸出端通過(guò)一個(gè)電壓隨動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)舵機(jī)上的電磁活門作動(dòng)。在這個(gè)電路中，電阻R是起到反饋調(diào)節(jié)作用的，同時(shí)，也是一個(gè)保護(hù)電阻，防止當(dāng)負(fù)載擊穿短路時(shí)燒毀驅(qū)動(dòng)電路。圖3.5 ELAC驅(qū)動(dòng)輸出原理圖反饋調(diào)節(jié)電阻（保護(hù)電路）Ø MEL的放行限制：按南航目前現(xiàn)行有效的MEL規(guī)定：n 對(duì)于機(jī)載SEC計(jì)算機(jī)在受限制的件/序號(hào)要求范圍內(nèi)的飛機(jī)，ELAC故障是不能放行的。限制條件為：安裝了件號(hào)為B372BAM0509 或B372BAM0511，序號(hào)為THALES VSB B372BAM-27-024 所列序號(hào)<Q00136011231 至Q00136011536 之間>的SEC 的飛機(jī)。n 對(duì)于

7、其它飛機(jī)，ELAC對(duì)于MEL的放行限制為: ELAC1故障可以有條件放行而ELAC2故障是不能放行的。4. 故障實(shí)例Ø 故障現(xiàn)象以及處理過(guò)程：2007年4月22日，A320飛機(jī)出現(xiàn)如下警告：ELEC2 FAULT，由于航班原因當(dāng)時(shí)工作者將ELAC2（a）與ELAC1（b）對(duì)調(diào)，故障轉(zhuǎn)移，按ELAC1故障放行飛機(jī)，飛機(jī)回基地后，工作者將ELAC1位置的計(jì)算機(jī)（a）拆下。本機(jī)ELAC2位置的計(jì)算機(jī)（b）串至ELAC1位置，將一部可用ELAC計(jì)算機(jī)（c）安裝至ELAC2位置，發(fā)現(xiàn)故障沒有排除，而且故障現(xiàn)象變?yōu)镋LAC1 PITCH FAULT。進(jìn)一步檢查和測(cè)試發(fā)現(xiàn)有左側(cè)綠液壓系統(tǒng)升降舵舵機(jī)

8、34CE1相關(guān)故障信息（L G ELEV MODE VLV 34CE1），按TSM檢查發(fā)現(xiàn)34CE1上C插頭的K、L兩根插釘之間短路（圖4.1,圖4.2），這兩根插釘對(duì)應(yīng)的是1#電磁閥，正常情況下著兩根插釘之間的電阻應(yīng)該在40100歐姆之間，當(dāng)拆下1#電磁閥后發(fā)現(xiàn)電磁閥與舵機(jī)之間的連接處有明顯的燒蝕痕跡，而且在拆下1#電磁閥后，仍然存在K、L插釘之間有短路的現(xiàn)象，判斷為線路在34CE1內(nèi)部短路，更換34CE1。在更換34CE1之后，發(fā)現(xiàn)故障現(xiàn)象沒有排除。繼續(xù)檢查和測(cè)試發(fā)現(xiàn)又出現(xiàn)34CE3（左側(cè)藍(lán)液壓系統(tǒng)升降舵舵機(jī)）的故障信息，而且如果多次測(cè)試，還會(huì)間斷出現(xiàn)34CE1的故障信息。最后再次更換EL

9、AC1計(jì)算機(jī)（b），故障現(xiàn)象完全消失，故障排除。圖4.1 ELAC升降舵伺服控制1圖4.2 ELAC升降舵伺服控制2Ø 故障分析：（如圖 4.3）圖4.3 ELAC驅(qū)動(dòng)輸出電路讓我們重新看一下ELAC的驅(qū)動(dòng)輸出電路，如果ELAC出現(xiàn)故障，造成A點(diǎn)輸出電壓過(guò)高，這樣會(huì)導(dǎo)致負(fù)載或者負(fù)載的連接線因電流過(guò)大而“燒壞”；或者，ELAC計(jì)算機(jī)正常，而B點(diǎn)接地，也會(huì)造成負(fù)載電流過(guò)大而使負(fù)載損壞。另一種情況，如果負(fù)載擊穿或者其它意外情況，造成A、B之間短路，會(huì)使全部電壓加載在電阻R上。在這種情況下，如果A、B之間的導(dǎo)線出現(xiàn)“搭地”，會(huì)直接導(dǎo)致輸出放大器或者計(jì)算機(jī)電源因過(guò)流造成永久性損壞，直接反映現(xiàn)象

10、就是ELAC相關(guān)故障警告。由以上分析可以看出，負(fù)載和ELAC故障是可以相互影響的，而且任何一方故障都有可能會(huì)導(dǎo)致另一方也故障。此次故障事例可以看到，當(dāng)ELAC2計(jì)算機(jī)（a）故障被串至ELAC1位置后，導(dǎo)致對(duì)應(yīng)的舵機(jī)34CE1故障，而34CE1的內(nèi)部短路導(dǎo)致新安裝在此位置的計(jì)算機(jī)（b）故障（修理報(bào)告可以證明分析的正確性），此時(shí)，同時(shí)出現(xiàn)了34CE1和計(jì)算機(jī)（b）同時(shí)故障，使工作者很難判斷故障點(diǎn)，在排故過(guò)程中走了很多彎路。（后附修理報(bào)告圖4.4，4.5）圖4.4 升降舵舵機(jī)（34CE1）修理報(bào)告圖4.5 一部ELAC計(jì)算機(jī)修理報(bào)告（另一部計(jì)算機(jī)還沒有修理報(bào)告）5. 小結(jié)a) 對(duì)于任何系統(tǒng)故障，應(yīng)該

11、首先以TSM程序?yàn)橹?，要杜絕排故過(guò)程中的隨意性。目前Airbus公司對(duì)A320飛機(jī)的絕大部分故障給出了詳細(xì)的、“傻瓜式”的排故步驟，在執(zhí)行TSM程序的過(guò)程中，工作者要使用自身已經(jīng)學(xué)習(xí)到的系統(tǒng)知識(shí)，通過(guò)分析了解到每個(gè)步驟的目的和作用。這樣在排故過(guò)程中可以少走彎路；另外通過(guò)這種方式，工作者可以不斷鞏固和提高自己的業(yè)務(wù)水平。最后要提醒的是，對(duì)于TSM步驟的執(zhí)行要全面。b) 對(duì)于ELAC、SEC、FAC、SFCC等計(jì)算機(jī)，在日常維護(hù)工作中不能隨意對(duì)調(diào)。一定要排除外部短路尤其是線路意外接地的可能性之后才能夠?qū)φ{(diào)，否則，非常容易造成計(jì)算機(jī)因電流過(guò)載而“燒壞”。而且，如果想通過(guò)串件判斷故障，最好使用“單方向

12、”的串件，也就是將一個(gè)可用的部件安裝到被懷疑故障部件的位置上，而被懷疑故障的部件最好不要在裝機(jī)。尤其是， 當(dāng)航前或短停出現(xiàn)ELAC 2相關(guān)故障，航班時(shí)間或者航材不能保證故障被及時(shí)排除。而ELAC2對(duì)于MEL是不放行項(xiàng)目，要杜絕為放行飛機(jī)而直接對(duì)調(diào)ELAC。首先是故障未必轉(zhuǎn)移，其次，有可能“燒壞”計(jì)算機(jī)和其它部件。c) 如果故障出現(xiàn)伴隨斷路器跳出的情況，首先要排除相關(guān)線路及部件短路/搭地的可能性，不能隨意復(fù)位斷路器。否則會(huì)造成部件或線路因電流過(guò)大而造成永久性損壞。（圖5.1、5.2）圖5.1環(huán)境溫度對(duì)斷路器是否彈出的影響圖5.2斷路器作動(dòng)（彈出）時(shí)間曲線從圖5.2可以看出，在室溫（23°C）條件下，如果對(duì)斷路器施加10倍的標(biāo)稱保護(hù)電流值，斷路器的彈出時(shí)間大約是0.1秒。而一般復(fù)位斷路器時(shí)，手指力量保持?jǐn)嗦菲魈幱陂]合狀態(tài)一般會(huì)超過(guò)0.51秒，這段時(shí)間已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)斷路器的過(guò)流保護(hù)作動(dòng)時(shí)間。可以肯