MA600飞机空调系统常见问题及排故分析论文
摘要：MA600飞机是我国自主研制的双发涡桨支线客机，由于目前国内只有民航飞行学院的两架飞机在服役，相关的维修经验和交流学习渠道都比较欠缺，所以文章将该机型空调系统常见的故障及排故分析方法进行总结，为维修人员提供可靠的参考资料，对飞行安全和出机率都有着重大的意义。
关键词：MA600;空调系统；排故分析
1概述
MA600空调系统主要利用发动机的引气完成座舱温度调节和座舱压力调节两个功能。根据完成这两种功能的需要可将MA600空调系统分为三个分系统：引气系统、温度调节系统和座舱增压控制系统。引气系统是用来将左、右发动机或者APU的引气经调压后送往温度调节系统，温度调节系统再将引气系统的供气通过温度调节组件的调整后送往座舱，以使座舱温度保持在所设定的数值，座舱增压控制系统通过自动或者手动两种方式控制排气活门的排气量，从而调节座舱的压力。MA600空调系统的故障率在各系统的故障统计中并不算高，但排故过程大都比较耗费时间，很容易造成停场。在日常运行中经常出现的故障按系统功能可以归纳为引气系统故障、温度调节故障和座舱增压控制故障，其中温度调节故障特别是制冷效果不好占比最大。
2 MA600空调系统常见故障及排故分析
2.1引气系统故障分析
由于引气系统的功能和结构简单，所以故障的类型比较单一，主要是高压引气活门、压力调节及关断活门、引气关断活门相应功能的失效。这三个活门在驾驶舱顶部环控面板上都有相应的控制开关按钮，开关上有“OFF”和“CLOSE”字符灯，“OFF”字符灯用来显示按钮是否按下，而活门的工作状态可以从“CLOSED”字符灯看出，当活门处于关闭时相应按钮开关上的“CLOSED”字符灯亮起，处于打开位置时字符灯熄灭。
当字符灯的显示与活门应有的工作状态不符时或者活门无法正常开启、关闭时可以从以下几个方面进行排故：
（1）线路问题。检查活门电源插头上的活门位置信号插针是否有28VDC电压，检查活门控制开关按钮是否正常。如果当开关按钮按下，座舱出风口也有气流正常流出时，很可能就是相应活门的位置信号反馈线束有问题。
（2）活门本体故障。活门卡阻或者内部结构故障造成活门无法正常开启、关闭。
（3）关联探测开关故障。引气系统的一些探测开关会控制活门的状态，比如高压温度开关和引气超温开关会分别在引气温度高于274℃±2℃和高于288℃±5℃时关闭高压引气活门；高压引气压力开关在压力调节及关断活门出口压力高于369 k Pa±24 k Pa时使压力调节及关断活门自动关闭；压气机出口超温开关在空气循环机的压气机出口空气温度超过227℃±2.7℃时使压力调节及关断活门自动关闭。所以这些关联探测开关故障时会向活门提供错误的控制信号导致活门工作异常。
（4）导管破损或漏气。当压力调节及关断活门的字符灯出现异常时也需要考虑导管破损或漏气的因素，因为压力调节及关断活门工作时需要活门出口气源作为判定压力，当导管出现破损或者漏气时会使压力失准，从而影响活门的开度。
同时因为高压引气活门负责引气高压级与低压级的转换，当发动机在高功率运转时，高压引气活门会自动关闭，从而使引气系统从发动机低压级引气，此时按钮开关上的“CLOSED”字符灯熄灭是正常现象。如果此时字符灯仍然亮起，则很可能是高压引气活门出现故障。
2.2温度调节故障分析
温度调节故障的直观体现主要是无法将座舱温度调节到设定值，即制冷或者制热调节功能失效。故障原因可能是制冷组件工作效果不好和温度控制系统故障。
制冷组件效果不好的原因主要有：
（1）冲压空气进气口堵塞。这个可以通过目视检查的方法来确定。
（2）空气循环机故障。空气循环机最常见的故障就是压气机与涡轮间的转轴断裂，可以通过用手旋转压气机风扇叶片检查旋转是否顺畅和测量出口管路温度是否过高来判断。
（3）热交换器太脏。热交换器太脏会影响一二级散热效果，从而降低循环机的制冷效果。
温度调节系统故障分为自动控制模式故障和人工控制模式故障。
自动调节模式故障：自动调节是通过驾驶舱温度控制盒来完成，温度控制盒把来自座舱温度传感器、座舱温度选择器和管路温度传感器的信号进行比较，产生一个误差信号，并将其通过适当的控制电路和伺服驱动电路处理后转变为控制信号去调节温度控制活门的位置，从而自动控制座舱的温度。所以当自动控制模式下无法正常调节座舱温度工作时，可以从温度控制活门、温度控制盒、座舱温度传感器、管道温度传感器、以及系统的线路这几个关键控制部件进行排故分析。温度控制活门常常会发生活门卡阻的现象，因为它是自动模式和人工模式的共用控制组件，所以排故时可以首先转为人工模式，在冷极限和热极限位之间调节，观察温度变化和活门的作动情况，由此来初步判断是否为温度控制活门的故障。如果温度控制活门工作正常，可以依次更换温度控制盒、座舱温度传感器和管道温度传感器，以及检查电子线路来逐步对故障进行隔离排除。因为驾驶舱温度是由左侧空调系统控制，客舱温度主要由右侧空调系统控制，所以当驾驶舱温度控制失效时需要排查左侧空调系统，客舱温度控制失效时需要排查右侧空调系统。
人工调节模式故障：人工调节是通过人工操作温度调节开关直接改变温度控制活门的开度来调节进入制冷组件的空气量来控制座舱的温度，所以排故程序比较简单，通过隔离法检查温度控制活门、温度调节开关、人工/自动转换开关以及温度控制线路就可以了。
在排除温度控制系统的故障时，应该首先检查制冷组件是否正常工作，因为制冷组件的工作状态会直接影响座舱温度的调节效果，特别是天气炎热需要调低座舱温度时，常常会造成控制系统故障的假象。
2.3座舱增压控制故障分析
MA600座舱增压控制系统常见的故障主要有：自动或人工模式控制座舱压力功能失效、座舱压差超高、座舱高度超高。因为座舱压力的大小是由空调供气和增压控制系统调节放气共同决定的，所以在排故时也要考虑空调供气是否正常，同时机身增压区域的气密性也是一个需要注意的方面。
2.3.1自动或人工模式控制座舱压力功能失效
正常情况下座舱压力调节系统设置在自动工作模式，由控制器根据大气数据计算机提供的`飞行高度信号或者人工输入的飞行高度或座舱高度数据自动控制放气活门的开度来控制座舱压力。自动模式故障最常见的现象就是座舱压力波动或者出现“压耳朵”的情况。导致自动模式下无法正常控制座舱压力的原因可能是座舱高度控制器故障、放气活门组件故障、真空和压力管路堵塞或漏气、真空泵故障、控制线路故障。
排故时可以先通电检查高度控制器左上角的绿色指示灯是否亮起，显示窗口显示是否正常，以及进入高度控制器的维护模式将座舱高度分别设置为低于、等于、高于场高时信号指示是否正常，来对高度控制器的状态做初步判定。如果不正常可以通过更换控制器和检查控制线路（特别是控制器的外接线路、排气活门电气线路、自动/人工选择开关、正常/释压开关、起落架空地开关以及相应的线）否正常，如果不正常就更换相应的主排气活门和检查相关线路。如果正常可以检查主/副排气活门能不能正常开闭、空气泵的工作情况以及真空管路和压力管路是否正常。
人工模式一般作为自动模式故障时的备用调压方式，工作时按压控制开关就能直接控制放气活门的开度，所以人工模式的排故方法比较简单，通过排查手动控制开关、放气活门和人工调节管路的气密性即可确定故障。
2.3.2座舱压差超高
正常情况下系统会把座舱压差控制在0psi到4.6psi之间，此时EICAS上的座舱压差数值显示为绿色。而当控制系统出现故障，压差超过5.0psi时， EICAS警告区会显示“CABIN DELTA P OVER-TOP”警告信息，压差数值也变为红色，同时主警告灯闪烁。造成座舱压差超高的原因可能是：
（1）座舱压力控制器故障。
（2）排气活门故障。特别是排气活门的上升电磁活门或者最大压差限制活门故障。最大压差限制活门可以在座舱压差超过4.71psi时会自动控制排气活门开启放气以降低座舱压力。所以出现压差超高警告时，最大压差限制活门肯定处于失效状态。
（3）系统线路故障。
2.3.3座舱高度超高
MA600座舱高度的正常范围是-1500ft到8000ft,如果控制系统出现故障，座舱高度超过11500ft±100ft时，EICAS警告区会出现“CABIN ALT OVERTOP”警告信息及“OXYGEN SUPPLY”提示信息，同时主警告灯闪烁并发出声响警告信号。导致座舱高度超高的原因和座舱压差超高类似都是座舱压力控制器故障、排气活门故障或者系统线路故障。只是此时不再是最大压差限制活门故障，而是排气活门的最大高度控制活门出现问题。因为最大高度控制活门会在座舱高度大于12467ft时自动控制放气活门关小以降低座舱高度，所以当座舱高度超高表明最大高度控制活门已无法正常工作。
3结束语
因为MA600飞机空调系统的构件种类和数量繁多，有些部件安装位置很难接近，所以要求维修人员在排故时根据故障现象做到分析精准，从易而难、由简至繁，尽量减少不必要的拆装工作，提高排故效率。在日常维护中要严格按照工作单的要求认真完成各项工作，提高对空气循环机、散热器、排气活门等关键部件的检查频率，同时还要注意观察舱门等密封部件的状况，防微杜渐，提前消除故障隐患。
参考文献：
[1]任仁良，张铁纯。涡轮发动机飞机结构与系统[M].兵器工业出版社，2006.
[2]MA600飞机维护手册[M].中航工业西安飞机工业有限责任公司，2014.
[3]MA600飞机排故手册[M].中航工业西安飞机工业有限责任公司，2013.
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