一、背景
监控飞机在空中出现LEFT PACK TRIP OFF信息,飞机到位后与机组核实无驾驶舱效应(主警告和组件灯都未点亮),地面检查检查ACM叶片未见异常,自检ZTC无信息,单项活门在开位,后续完成单项活门复位,测试左组件在ATUO位不工作,HIGH位工作正常,在更换P5-10面板和左右对串ACAU无效后,进一步分析判断FCSOV故障,后续完成更换,故障排除。
二、故障分析
本次排故获取了很多故障现象,其中有的信息很关键,有的信息具有迷惑性,因此需要对现象进行梳理,筛选有用的信息,然后再从原理层面分析本次故障。
1、监控信息LEFT PACK TRIP OFF解读
该信息的含义是监控到左组件FCSOV给FMC的位置信号为“OFF”,即系统认为组件关闭。
造成上述信息出现主要有以下原因:
(1)机组无引气起飞(未使用组件)
(2)FCSOV因真实故障关闭(若组件过热、活门自身故障等)
(3)FCSOV位置电门故障(即活门实际在OPEN位置,但是却给了OFF信号,此种情况还会导致N1限制值不一致现象)
当监控到上述信息时,需要和机组了解当时情况,针对本次信息,并非机组操作引起,因此需要进一步隔离检查。
2、组件灯未点亮
正常情况下,当组件跳开时,主警告和对用组件灯会点亮,但是本次驾驶舱并没有任何反应,是因为什么呢?这就需要分析组件灯点亮的条件。

从故障层面分析,组件灯点亮主要有三方面原因:
(1)组件过热跳开,组件灯点亮:
——Turbine inlet overheat (210F/99C)
——Pack discharge overheat (250F/121C)
——Compressor discharge overheat (390F/198C)
(2)单通道故障,再现点亮组件灯
(3)双通道故障, 组件灯点亮
通过上述分析可以推断出:正常情况下将组件电门置OFF位,组件灯不会点亮,还有一种情况就是虽然组件电门在AUTO或HIGH位组件不工作,但是只要系统没有监控到组件故障/过热,组件灯也不会点亮。
结合本次故障现象,机组没有认为关闭组件,自检ZTC也无信息,驾驶舱有无指示,因此推断导致FCSOV的原因并没有被系统认定位故障。
3、旁通活门(fan bypass check valve)在打开位置
这个现象还是具有迷惑性的,因为机队曾发送过因为单项活门丢失或卡死导致的组件跳开故障,大部分人在看到上述现象时,也会不由的将其作为故障原因。因此还是先从原理出发,然后在分析为什么单项活门会在开位。

该活门全称为 fan bypass check valve,位于扩散器下部。(具体可到SDS PRIMARY HEAT EXCHANGER AND PLENUM/DIFFUSER ASSEMBLY这一节中查找)
下面来看下 fan bypass check valve正常情况下是如何工作的。
(1)飞机在地面

飞机在地面时,ACM的叶轮高速转速产生了一个低压空间,这就导致产生负压,外界空气通过冲压进气口被吸入,被吸入的空气经过热交换器进行热交换之后进入集气室,再流经叶轮风扇,最后流经扩散器并经过冲压排气口流出。此时 fan bypass check valve在扩散器内的气压压力作用下保持在关闭位置。
(2)飞机在空中
When the airplane is in flight, ram air pressure opens the fan bypass check valve.

当飞机在空中,将会产生冲压空气,其和热交换器发生热交换后将单项活门顶开,流经扩散器,最后经过冲压排气口流出。此时 fan bypass check valve冲压空气作用下保持在开位。
在知道了原理之后,就不难理解本次故障现象了。飞机在空中单项活门就应该打开,所以本次地面检查单项活门再开位不是故障原因。当然通常情况下在组件不工作时,单项活门在重力作用下也会处于闭合位置,本次活门开在开位也算“意外”发现,在确认活门开关无卡阻、无损伤的情况下,可以复位正常使用的。
4、FCSOV控制原理
在排除上述信息后,就剩下FCSOV了, 下面从FCSOV控制原理进行分析。
(1)FCSOV活门开关控制
FCSOV活门的打开和关闭,取决于Solenoid C中的活门位置。

(2)FCSOV流量控制

(3)驾驶舱控制
在知悉上述原理后,我们在看驾驶舱控制。
——当组件电门OFF位时
线圈C的CLOSE线圈通电,球形活门关闭,A腔内无气压,FCSOV关闭。


——当组件电门AUTO或HIGH位时
当电门置AUTO的同时,线圈C的OPEN线圈通电,球形阀打开,作动器A腔内有气压,FCSOV打开,同时线圈B也通电,其内部阀门打开,让FCSOV可以调节流量,如下左图及中图所示。
当电门置HIGH的时,线圈C的OPEN线圈通电,球形阀打开,作动器A腔内有气压,FCSOV打开,但是此时线圈B无电,其内部阀门关闭,如下左图及右图所示



根据上述,AUTO和HIGH位都会给C线圈通电,但是在AUTO位活门却不打开,因此怀疑面板触点故障,导致电门在AUTO位,但是触点并没有给出对应信号,所以优先更换的面板,故障依旧,对面板量线发现面板触点是没有问题的,量线结果如下:
左组件电门在off位时,测量D646的PIN17-PIN24导通,pin17-pin23无穷
左组件电门在high位时,测量D646的PIN17-PIN24无穷,pin17-pin23导通

既然控制层面没有问题,那么很可能就是FCSOV本体的问题了,问题出在哪里呢?
通过上述分析我们知道AUTO和HIGH位还有一个不同:B线圈阀门是否打开,如果B的下游存在漏气,导致A腔内的气体被旁通的太多了,不足以克服作动器的弹簧力,FCSOV就无法打开,当电门置HIGH位,因为B线圈阀门关闭,其下游漏气就被隔断了,A腔气压不会受影响,所以在HIGH位就工作正常了。根据上述分析,制定了更换FCSOV的方案。航后更换该部件测试正常,排除故障。
三、小结
通常制定排故方案时,我们会鼓励尽可能多的收集故障现象和细节,便于快速判断故障,但是有些故障现象若不深挖分析反而会影响排故思路,因此日常还需对系统原理进行深入分析,多总结、多积累。
四、后续跟踪
本次部件件序号信息如下:
PN: 396608-1
SN: 9359
装机时间: 2019.07.18
TSI: 4963.49
CS1: 2305
后续跟踪修理报告,以便证实本次排故分析结论。