燃油系统是控制飞机加油、受油,该系统是否能够正常工作,对发动机正常工作和飞机飞行安全有重要影响。某型飞机燃油系统在地面检查时故障率很高,导致后续发动机首次试车和飞行工作无法进行,影响生产进度。为帮助地勤人员排除燃油系统故障,根据多年实际工作经验和燃油系统工作原理,总结出一套故障分析方法,并通过对多个实际故障的原理分析、机上检查和排故过程加以说明。
1 燃油系统的基本组成
某型飞机燃油系统组成主要包括燃油控制盒1、继电器盒(内部有满油控制继电器、满油信号继电器、主油泵电磁活门控制继电器、两台发电机断电切断后电泵控制继电器)、主油泵、2主油泵、前液动泵、后电泵、后液动泵、前液动泵电磁活门、后液动泵电磁活门、1主油泵压力信号器、2主油泵压力信号器、后液动泵压力信号器、后电泵压力信号器、左、右机翼油箱加油控制活门、左、右机翼加油开关、燃油电动开关、切断气源电磁活门、机翼油箱通气电磁活门、左右机翼挂架微动开关、机身油箱增压气路电磁活门、左、右机翼和机身油箱燃油活门。
2 加油故障
此类故障,应该首先根据故障现象和加油电路工作原理,确定是那一部分电路可能有故障,例如根据多个油箱还是一个油箱无法加油的故障现象确定是公共加油线路还是某一油箱专用加油电路有故障。然后在系统通电情况下测量该部分电路的电源和控制电信号是否正常。如正常,则在断电的情况下测量该部分线路是否有断路、误搭地等故障。如线路良好,根据故障现象和部件故障率采用更换部件的方法进行排查,例如油箱燃油故障率较高,通常应首先予以更换。下面以具体故障为例进行说明。
2.1某机进行压力加油时,3个油箱都加不进油。
a) 原理分析
3个油箱同时故障不应是某一油箱的油箱燃油控制活门有故障,而应是控制3个油箱压力加油的公共线路有故障。根据图纸,压力加油时27V直流电源首先经过燃油控制盒上的加油选择开关“压力加油”位置,再经过燃油控制盒内的J1的1-2触点、J7/J8的1-2触点(机翼油箱)/J9的4-5触点(机身油箱)、J4的2-3、5-6触点(机翼油箱)/J5的2-3触点(机身油箱),分别连接到3个活门的3号插针。如果此线路任何一处搭地,都会造成此故障。
b) 机上检查和排故过程
经测量此线路,测得机身油箱活门3号插针搭地,造成故障,并且会烧坏燃油控制盒。最后更换燃油控制盒和机身油箱活门,压力加油工作正常。
2.2 飞机右机翼油箱不能压力加油。
a) 原理分析
右油箱挂上时,燃油控制盒内J4继电器吸合。正电经J1的1-2触点后,分别经J8(右机翼油箱)的1-2和5-4触点,再分别经J4的3-2触点,进入右机翼油箱燃油活门的插头座3号孔,使其打开。燃油活门的打开受挂架信号和油箱选择活门的串联控制。当油箱未挂时,J4继电器不能吸合,则右机翼油箱燃油活门的插头座3号孔无电,不能打开。如果任何一路信号不正常或线路故障,都会造成故障。
b) 机上检查和排故过程
首先断开FR225B右机翼油箱燃油控制活门插头,测量线路。查得活门插头3号插针和燃油控制盒插头37插针之间的线路断路,然后断开这段线路中间的插头检查,发现插头23号插针上有黑色烧蚀处,对应插孔也有烧蚀痕迹,而插头23号插针正好在此段线路内,说明23针孔接触不良导致此故障和插针、插孔烧蚀。最后更换插头23号插针、插孔后,检查右机翼油箱压力加油正常。
2.3 飞机机身油箱不能压力加油。
a) 原理分析
机身油箱挂上时,燃油控制盒内J5继电器吸合。正电经J1的1-2触点后,分别经J9(机身油箱)的1-2和5-4触点,再经J5的3-2触点,进入对应的机身油箱燃油活门的插头座3号孔,使其打开。燃油活门的打开受挂架信号和油箱选择活门的串联控制。当油箱未挂时,J5继电器不能吸合,则机身油箱燃油活门的插头座3号孔无电,不能打开。在燃油控制盒上将机身油箱加油选择开关选择“500升”或“满油”后,当油量加到相应的油面高度时,对应的500升油面信号器或满油油面信号器触点吸合,接地信号经过油面信号器触点输出至燃油控制盒内J9继电器的负端,使J9继电器工作,即则断开其1-2和5-4触点,则断开了机身油箱压力加油线路,停止加油。此故障原因可能是加油线路有故障导致不能压力加油,或油面信号器线路误输出停止加油信号导致不能加油,此两个线路均应重点检查。
b) 机上检查和排故过程
1)首先检查油面信号器线路,断开机身油箱传感器插头,查得传感器插头9号插孔与15号插孔、9号插孔与16号插孔均不导通,说明机身油箱油面信号器工作正常。然后断开燃油控制盒插头查得该插头39号、40号插孔均不接地,说明机身油箱油面信号器线路良好。然后测量机身油箱压力加油控制线路良好。
2)倒装燃油控制盒后故障依旧。继续深入检查线路,将机身油箱传感器插头接上,断开燃油控制盒插头测得39号插孔搭地,但断开机身油箱传感器插头后,测量其16号插针、插孔均不搭地。最后查得机身油箱传感器插头16号插孔与其插头外壳搭接,拆开插头电缆根部检查,发现16号插孔导线包皮破裂搭地。将破裂处包扎好后机身油箱压力加油正常。
2.4飞机压力加油时左机翼油箱加满油后溢出。
a) 理论分析
飞机压力加油时,正电经燃油控制盒上压力加油开关、燃油控制盒内J2继电器的1-2触点、J11继电器的1-2触点,到达左机翼油箱加油控制活门,使其工作,即进行压力加油。其中燃油控制盒内J11继电器的负端与左翼后油量传感器插头2号插针相连。左机翼油箱加满油后,左翼后油量传感器的油面信号器触点接通,传感器插头2号插针经过此触点接地,则断开左机翼油箱压力加油控制电路,停止加油。左翼后油量传感器的接地线是经屏蔽导线外的屏蔽层和传感器插头,再经由C280插头的电缆屏蔽层实现接地。此故障应是燃油控制盒内J11继电器的负端与左翼后油量传感器接地线之间的线路有故障造成的。
b) 机上检查和排故过程
在飞机机翼油箱满油的情况下,测量左翼后油量传感器插头2号插针不接地,但测量传感器2、3号插针导通,说明满油信号器已正常导通,但接地线没有接地。检查左翼后油量传感器电缆屏蔽层,发现有一处屏蔽层裂开。将其包扎好,检查压力加油工作正常。
3 受油故障
此类故障,应该首先根据故障现象和加油电路工作原理,确定是那一部分电路可能有故障,例如根据多个油箱还是一个油箱无法受油的故障现象确定是公共受油线路还是某一油箱专用受油电路有故障。然后在系统通电情况下测量该部分电路的电源和控制电信号是否正常。如正常,则在断电的情况下测量该部分线路是否有断路、误搭地等故障。如线路良好,根据故障现象和部件故障率采用更换部件的方法进行排查。下面以具体故障为例进行说明。
3.1飞机右机翼油箱不受油。
a)原理分析
由于左机翼、机身油箱受油正常,因此不应是控制3个油箱压力加油的公共线路故障,而应是控制右加油油箱受油的分支线路或右机翼油箱活门故障。受油时27V直流电源首先经过燃油控制盒上的加油选择开关“受油”位置,经过J10的1-2触点、满油继电器的1-2触点,再分别经X87的25孔、X97的13孔(右机翼油箱)/X139的13孔、X147的2孔(左机翼油箱)连接到3个活门的2号插针。其中从线路压接点经X87的25孔、X97的13孔连接到右机翼油箱活门的2号插针,这一段线路是右机翼油箱专用线路,应该是此段线路有故障。
b) 机上检查和排故过程
测量X87插头到右机翼油箱活门之间的线路,机上通电测量,测得右机翼油箱活门2号插孔无电信号。打开机翼根部口盖,测得X87插头的25插孔有电信号。因此应为X87插头25插孔到右机翼油箱活门2号插孔之间线路有断路。打开口盖查看电缆,发现电缆套有破口,破口内导线已断,更换该导线后检查右机翼油箱受油正常。
3.2飞机机身油箱不受油。
a) 原理分析
机身油箱受油时,机身油箱燃油控制活门的2号插孔输入27V正电,3号插孔输出27V正电,且1、4号插孔应接地,其中1号插孔依次经过C157单孔插销、C670插头、机身挂架微动开关接地。如果任何一路信号不正常,都会造成故障。
b) 机上检查和排故过程
首先断开机身油箱燃油控制活门插头,测量机身油箱受油线路。查得1号插孔不接地,说明线路断路。然后查看C157插头,发现左主轮舱内壁35框处C157插头根部导线断了。将断路处包扎好后机身油箱受油正常。
4飞机左机翼油箱不受油。
a) 原理分析
左机翼油箱受油时,左机翼油箱燃油控制活门的2号插孔输入27V正电,3号插孔输出27V正电,且1、4号插孔应接地。
b) 机上检查和排故过程
首先断开左机翼油箱燃油控制活门插头,在插针、插孔之间加短接线,通电测量电信号。测得2号插孔输入27V正电,但3号插孔没有输出27V正电,说明活门故障。更换左机翼油箱燃油控制活门后左机翼油箱受油工作正常。
3.4飞机飞行时左机翼油箱不受油而机身油箱先受油。
a)原理分析
1) 根据燃油系统工作原理,机身油箱受油的条件是机身油箱燃油活门和机身油箱加油通气活门都工作。机身油箱加油通气活门无电通压,并且工作受燃油控制盒内J6继电器5-6触点、J15继电器2-3触点并联控制。当J6、J15继电器中任何一个工作,其触点接通,都会供电给机身油箱加油通气活门,使其通电断开;只有J6、J15继电器都断电停止工作,都会断开给机身油箱加油通气活门的供电,使其断电工作。其中J6继电器受左、右翼油箱燃油活门并联控制,当任一个翼副活门受油时,其插头3孔输出+27V信号使J6继电器通电工作,则使机身油箱加油通气活门通电断开。当油箱油尽时,其插头3孔停止输出+27V信号,则使J6继电器断电停止工作,则使机身油箱加油通气活门断电通压开始工作。同时任一个翼副活门受油时,J6继电器通电工作,则断开“翼副油尽”信号灯。J15继电器受左机翼油箱内500升油面信号器控制,当左机翼油箱油量高于500升时其内部500升油面信号器触点接通,则J15继电器通电工作,断开机身油箱加油通气活门。
2) 左机翼油箱不受油而机身油箱先受油的故障现象,说明燃油控制盒内J6、J15继电器都断电。其中J6继电器断电,说明左机翼油箱燃油活门插头3孔在未受油的情况下错误的停止输出+27V信号,很可能是左机翼油箱燃油活门故障。J15继电器断电,重点怀疑线路有断路故障。
b) 机上检查和排故过程
1) 针对上述分析中J6继电器断电故障,更换了左机翼油箱燃油活门。
2) 针对上述分析中J15继电器断电故障,首先测量相关线路。首先测量左机翼油箱内部线路,根据此时油箱内油量超过500升,测得500升油面信号器触点导通良好。然后测量燃油控制盒插头28孔到左机翼油箱插头16孔之间的线路,测得导通。怀疑此段线路有时通时断的断路故障,继续深入检查。打开左机翼根部口盖,找到此段线路中的C238插头,将其断开后分别测量两端线路,线路导通。然后将C238插头接上,测量燃油控制盒插头28孔到左机翼油箱插头16孔之间线路,测得线路断路,说明C238插头附近有时通时断的断路故障。最后摇动C238插头根部电缆测量发现线路时通时断,打开插头根部电缆,发现C238插头6号插针的导线在插头根部断开,将其连接好后。重新开车检查油箱受油,机翼、机身油箱受油顺序良好,工作正常。
4 油泵相关故障
此类故障,应该首先根据故障现象,接通报故的油泵使其工作,通过观察油量表指示确定油泵是否工作正常。如果油泵工作正常,则说明油泵信号电路有故障,应在通电的情况下测量该部分电路的电信号是否正常;如果正常,则根据故障现象全面测量该部分电路是否有断路或误搭地故障。如果检查油泵工作不正常,则首先应根据故障现象测量该部分电路是否有断路或误搭地故障;如果线路良好,则很可能油泵故障,此时可以在对应的燃油管路接一块压力表,通过通电查看燃油压力最终确定油泵故障。
4.1飞机接通“前组泵”开关,发动机状态灯盒上“前液泵”灯不熄灭。
a) 原理分析
根据工作线路,前液动泵工作时,正电经过7Q熔断器、4Q前液动泵控制开关后分为两路;一路经4Q前液动泵控制开关的断开位置(开关接通后此电路断开)到达22Q前液动泵电磁活门,电磁活门无电通压,前液动泵投入工作;另一路经4Q前液动泵控制开关的接通位置(开关接通后此电路接通)、26Q前液动泵压力信号器到达“前液泵”信号灯,使信号灯燃亮。此故障可能是信号灯、或前液动泵电磁活门、或前液动泵故障,应分别排查。
b) 机上检查
1)接通“油量表”工作开关,选择“主油量”位置。接通前液动泵控制开关,观察油量表指示无增加,说明前液动泵没有工作。
2)打开前液动泵控制开关,听见前液动泵电磁活门发出“嗒”的一声工作声音,说明此电磁活门工作正常。然后测量前液动泵控制电路是否有断路或误搭地故障,测量结果线路良好。说明是前液动泵故障。更换前液动泵后工作正常。
4.2飞机飞行降落时,飞行员发现“后电泵”信号灯燃亮,然后熄灭。
a)原理分析
根据工作线路,后电泵燃油管路达到工作压力后,后电泵压力信号器工作,断开信号灯盒内“后电泵”信号灯负端的接地线路,“后电泵”信号灯熄灭。针对“后电泵”信号灯异常燃亮的情况,按照先易后难的原则,应首先检查信号灯线路,然后再检查油泵工作线路。
b) 机上检查和排故过程
首先地面通电检查电后组泵工作,工作正常。由于在飞机着陆有较大震动时发生故障,因此怀疑后电组泵压力信号器受震动影响发生故障,导致“后电泵”信号灯误熄灭,则更换压力信号器。继续飞行,故障复现。地面通电检查故障复现。为查出后电组泵工作情况,在飞机后液动泵(左后)和后电泵(右后)的油路各接一块压力表,测量油泵工作压力进行对比。结果查到后液动泵油压正常,后电泵压力低于工作压力,说明后电泵故障。更换后电泵后系统工作正常。
4.3飞机地面压力加油时座舱内“满油”信号灯亮,且“前组泵”“后液组泵”、“后电泵”信号灯亮。
a)原理分析
主油箱满油时,从告警控制盒插座37孔输出的+27V直流电进入3号传感信号器2孔,经满油油面信号器触点自4孔输出,然后通往5号传感信号器4孔,经满油油面信号器自3孔输出接地。油箱满油时,这两个满油油面信号器接通,电路导通,使告警控制盒输出接地信号,使告警灯盒上“满油”信号灯亮。并且,“前组泵”“后液组泵”、“后电泵”信号灯亮的故障现象应该是由于“满油”控制电路投入工作,切断这些油泵的供电线路造成的。此故障应该是满油控制线路有故障,应重点测量。
b)机上检查和排故过程
首先查看主油箱,发现此时主油箱没有满油,属于满油信号电路误报警,应该重点测量满油信号电路。打开机背口盖,检查3号、5号油箱油量传感器导线是否有误搭地之处。发现3号油箱油量传感器电缆套破裂,打开电缆套后发现导线包皮破裂,导致故障搭地。将破裂处包扎好后检查地面加油正常。