A320系列飞机襟翼锁定和卡阻故障的分析与预防

中图分类号：V267 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2014）01-0076-02

摘要：本文针对空客A320系列飞机襟翼锁定和卡阻故障的现象，结合襟翼系统的结构组成和工作原理，以及飞机实际运营中出现的情况，详细分析了故障产生的原因，并提出故障预防的有效措施，对该机型的维护有一定的参考意义。

关键词：襟翼锁定 襟翼卡阻 原因分析 预防措施

Abstract： Regarding the phenomenon of AIRBUS A320 family flaps locked and flaps jam， combined with the system composition and operating principle， as well as the actual operating situation of the aircraft， the paper analysis the frequent causes of the failure and proposes measures for prevention and trouble shooting. It has certain reference value for the maintenance of such type of aircraft.

Key words： flap locked； flap jam； cause analysis； prevention measures

空客A320系列飞机是空客家族的主力机型，在日益繁荣的中国航空市场上，该型飞机已经逐步成为主流机型。2013年4月25日，中国航空器材集团公司和空中客车公司签署意向协议，订购60架空客飞机，其中包括42架单通道的A320系列飞机和18架双通道的A330系列飞机。截至2013年3月底，在中国，共有14家航空公司运营着750多架空客A320系列飞机，作为拥有国内最大机队的南方航空公司运行着超过200架空客A320系列飞机。

A320系列飞机安装了左右、内外共4块襟翼，用于在起飞下降过程中增加或者减少飞机升力。整个襟翼系统包括襟翼安装、襟翼驱动、襟翼控制、襟翼指示等子系统。内襟翼通过两个小车固定在1、2号滑轨上，外襟翼通过小车固定在3、4号滑轨上。每个滑轨处分别有一个臂与襟翼的驱动系统相连，使襟翼受驱动系统作用在滑轨上运动。另外，襟翼和小车之间通过偏心螺栓连接，襟翼驱动臂上也有一个偏心螺栓，通过螺栓偏心的位置就可以调节襟翼翼型的位置。如图所示，襟翼驱动系统包括一个动力控制组件（PCU），滑轨由一个旋转作动器与多段扭力管等部件组成。首先由PCU输出旋转力矩，然后通过扭力管将旋转力矩传递给各个滑轨上的旋转作动器，旋转作动器利用旋转力矩驱动作动器臂，在作动器臂的驱动下，襟翼可以在滑轨上自由运动。

襟翼控制系统使襟翼在襟翼手柄和缝翼/襟翼计算机（SFCC）的指令下正常工作，并在襟翼出现不正常情况时锁死襟翼。所以，在襟翼运动过程中，通过PCU上的反馈位置探测组件（FPPU）、仪表设备位置探测组件（IPPU）和扭力管末端的不对称位置探测组件（APPU）来保证PCU输出指令与襟翼实际位置一致，再通过内外襟翼之间的互联支柱来保证内外襟翼不错位。另外，扭力管上的扭矩限制器在襟翼超载时也会通过SFCC锁死襟翼。襟翼的指示主要显示在ECAM显示器上，由IPPU提供数据。

在A320 的运行过程中，作为飞机制造厂家的空客经常会收到关于襟翼锁定和卡阻的故障报告。这些事件如果发生在起飞后可能导致飞机返航，如在进近的过程中碰到类似的故障问题将增加飞行人员着陆准备的工作负荷。对于类似事件的比较严重的后果，航空公司需将这类问题报告给运营商当地的适航当局安全监督部门。

本文主要分析导致A320系列飞机襟翼锁定和卡阻故障最频繁的原因以及提出相关的预防和纠正措施，这些预防纠正措施的实施，可以避免类似故障的再次发生。

1 A320系列飞机襟翼系统故障监控原理说明

1.1 襟翼系统故障监控设计原理

在襟翼作动过程中有几个故障条件可能导致缝翼/襟翼控制计算机（SFCC）停止襟翼在故障安全位置或将它们锁在故障位置（翼尖刹车（WTB）工作）。以下四种主要类型的监控状态可以考虑：

FLAPS LOCKED due to Alignment fault （Flap Disconnect）

襟翼锁定-不一致故障（襟翼脱开）

Flap Jam

襟翼卡阻

FLAPS LOCKED due to Asymmetry， Overspeed， Runaway

襟翼锁定-不对称，超速，失控

FLAPS LOCKED due to Uncommanded movement

襟翼锁定-非指令移动

下面分别简单阐述几种监控原理

FLAPS LOCKED due to Alignment fault （Flap Disconnect）

襟翼锁定-不一致故障（襟翼脱开）

这种监控旨在探测襟翼机构下游传动组件的断裂问题：襟翼驱动杆，襟翼驱动臂/支柱等等。

当一个襟翼滑轨的驱动连接部件出现断裂、由于断裂造成的负荷将由受影响的襟翼相邻驱动路径来承担，同时通过连接支柱传递到邻近的襟翼，此类组件作为备用承载路径。

此外，连接支柱还包含了两个临近传感器，允许SFCC监控两相邻襟翼间过度的相对运动。

当两个SFCC都检测到故障并得到确认，F / CTL FLAPS LOCKED襟翼锁定驾驶舱效应并伴随着ALIGNMENT FAULT不一致故障现象会显示给机组人员。在这种情况下动力控制组件（PCU）压力断开刹车工作但WTB翼尖刹车不激活。

Flap Jam

襟翼卡阻

这个监控旨在探测传动轴组件的卡阻 （硬点或过度摩擦）的。它依赖安装在襟翼PCU的反馈位置探测组件（FPPU）传递过来的信息。当探测到传动转速检查发现低于0.34°/秒时即为襟翼卡阻。

当类似故障被两个SFCC都探测并得到确认， F / CTL FLAPS FAULT ECAM襟翼故障ECAM警告信息会显示给机组人员，同时PCU的压力断开刹车工作但WTB翼尖刹车不激活。

FLAPS LOCKED due to Asymmetry， Overspeed， Runaway

襟翼锁定-不对称，超速，失控

这些监控主要就是探测襟翼传动轴的断裂。

他们依靠安装在襟翼传动组件外侧的襟翼PCU和不对称APPUs内的位置探测组件（PPU）传递过来的信息。

当类似故障被两个SFCC都检测到并得到确认，F / CTL FLAPS LOCK-

ED襟翼锁定驾驶舱效应并伴随着WTB 翼尖刹车的作动。 根据触发的监控状况特定的中央维护显示系统（CFDS）的维护信息也将随即产生：

- Asymmetry 不对称 LH和RH APPU传感器之间的同步差值超过5.2°

- Overspeed 超速 APPU or FPPU转速大于49.9°/秒

- Runaway 失控 APPU和FPP之间差异超过5.2°

FLAPS LOCKED due to Uncommanded movement

襟翼锁定-非指令移动

这个监控旨在检测由于PCU故障导致在没有有效指令下的机械传动组件的驱动。当两个SFCC都检测到故障并得到确认， F / CTL FLAPS LOCKED襟翼锁定驾驶舱效应伴随着翼尖刹车作动（WTB）被触发。

1.2 使用经验

回顾并总结过去多年使用反馈表明，故障类型最常碰到的是以下三种（按优先级：频繁发生的机率）：

1）. Flap alignment fault 襟翼不一致故障

2）. Flap jam 襟翼卡阻

3）. Flap Asymmetry （at a lower extent） 襟翼不对称（放下位）

1.3 根本原因分析

本文对这些事件的根本原因做了分析，详细的分析结果如下：

1.3.1 Flap alignment fault 襟翼不一致故障

襟翼不一致故障一般是由于机械传动系统轻微偏置而引起的（在维护行动过程中）。这可能导致每个滑轨处襟翼作动器下游的襟翼驱动输入不同步。这种偏差在地面是几乎看不见的，只会在飞行中有载荷和紊流（间歇）作用下通过互联支柱被探测到。特别需要指出的是类似的这种故障往往发生在大修检或者襟翼作动器拆装后。

1.3.2 Flap jam 襟翼卡阻

襟翼卡阻的最主要的原因已经得到确认：

水汽侵入襟翼作动器组件（旋转作动器 和/或 输入齿轮箱）。如果过量的水汽侵入作动器，在飞行过程中可能发生结冰冻住，从而导致在飞机进近过程中放下襟翼时出现卡阻。

1.3.3 Flap asymmetry 襟翼不对称

襟翼不对称故障相比襟翼不一致和襟翼卡阻故障来说是比较少见的，但是这一故障也曾出现过，导致发生的原因如下：

- Internal failure of the APPU APPU内部故障

- Incorrect / partial re-assembly of the transmission shaft joint during maintenance action 在维护过程中对传动轴接头的组装不正确

2 A320飞机襟翼系统故障的预防措施

2.1 Flap alignment fault 襟翼不一致故障

如前面所提到的，该故障通常是发生在襟翼作动器大修或者拆装后。经验表明，对于A320系列飞机的襟翼作动器很有必要定期拆下做内部的工作（参考MPD 275449-05-1 间隔为6 Y / 18000 FC / 24000 FH）。

为了更好的预防该故障，襟翼互联支柱的调节需参考MPD 275144-01-1 （间隔： 8000 FH or 72 MO） 来做检查工作。这一工作有助于发现潜在的襟翼互联支柱调节的不正确。

2.2 Flap jam – Water ingression / Freezing 襟翼卡阻-水汽侵入/冻结

为了提高襟翼作动器组件（旋转作动器齿轮箱，偏置齿轮箱等）的防水性，厂家已经就A320系列飞机的作动器组件做了几个改装工作。同时，针对剂从黄油脂变为半流体状作为这最后的剂，该剂能容纳适度的水汽侵入以及允许在翼重新。

同时还应参考AMM task 12-13-27-612-005对左右一号滑轨的襟翼作动器执行更为频繁的勤务工作。

2.3 Flap asymmetry –襟翼不对称-APPU内部故障

襟翼APPU内部故障是导致这一故障的原因（谐波传动组件断裂）。调查发现，只有随飞机交付出场安装的襟翼APPU才受这个故障模式的影响。这些组件特别地被安装在空客机翼装配线上的4号襟翼作动器上，其他交付到空客的PPUs被安装到其他设备上。

调查过程中发现PPU轴有损坏，这一原因是由于APPU安装过程中，作用在APPU轴上的载荷/应力而导致谐波传动组件出现裂纹而产生的。

作为预防措施， 'care point' “关注点”已被添加到襟翼APPU的空客机翼配件组装线上，以提醒工作者意识到组装工作所可能存在的对部件的潜在损害。

为了识别在任何操作中断发生前存在的潜在损害，建议运营商安排维护人员对机队进行一遍一次性的检查。

3 结论

飞机实际运行中的故障现象总是千变万化，但是通过现象看本质，掌握了原理，故障问题也就能迎刃而解。希望以上分析能给用户解决问题带来一点帮助，也就达到了本文的目的。

参考文献：

[1]AIRBUS A320 TSM TASK 27-51-00-810-810 to 849.

[2]AIRBUS A320 AMM PAGE BLOCK 27-51-00-05.