某型飞机液压系统电动泵机上功能试验故障分析

作者:单文娟;闻捷; 刊名:科技创新导报 上传者:李琛

【摘要】系统机上功能试验的有效开展在飞机研制过程中具有重要的意义.针对某型飞机液压系统功能试验中RAT发电条件下3#系统备用泵抢电故障,从设计方面(3#电动泵控制逻辑)及设计验证方面(试验程序问题、设备问题等)对故障原因进行了定位分析.研究发现,故障为试验程序中蓄压器压力设置不合理所致.最后对程序提出了改进方案,并通过机上验证确认故障排除,提高了功能试验验证的可靠性.

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在飞机研制过程中,为保证飞机试飞的安全性,在试飞前需在地面对系统进行最后的综合试验机上功能试验(OATP),用于对系统进行一系列功能检查[1-3]。在某型飞机液压系统验证RAT条件下3#系统电动泵自动控制功能的OATP中,出现主泵启动后备用泵启动,而后抑制主泵启动的故障现象,使得主泵无法工作,与主泵工作的设计预期不符。这一故障带来的严重后果是:RAT发电条件下若飞机实际运行中备用泵启动后发生失效,主泵将不能启动,从而使3#液压系统完全失去能源,对液压系统性能和功能造成直接的威胁,因此找出导致故障发生的原因非常重要。该文针对某型民用飞机液压系统OATP程序中RAT发电条件下3#系统备用泵抢电故障,从设计方面(3#电动泵自动控制逻辑)及设计验证方面(OATP试验程序问题、线路问题等)分别进行了分析。研究发现,3#系统电动泵自动控制逻辑设计正确合理,故障为试验程序问题所致,因此对OATP程序提出了改进方案,提高了OATP程序开展的有效性。1液压系统概述民用飞机的液压系统一般由3套独立的系统组成,每个系统包含2台液压泵(主泵、备用泵各一台)、蓄压器、自增压油箱等设备及管路系统[4,5]。某民用飞机3#液压能源系统设有两台电动泵,分别记为ACMP3A、ACMP3B。液压控制系统利用液压逻辑控制盒(HCLE),通过对相关信号的逻辑计算来实现3#系统两台泵的自动运行,保证ACMP3A、ACMP3B分别在单、双日作为3#系统主泵为液压用户供压。ACMP3A/3B由三相重要交流汇流条(ACEssential(3phase))供电,保证在电源应急构型(左/右发电机及APU发电机均失效)时,由冲压空气涡轮(RAT)发电机供电。2故障现象及分析某民用飞机液压系统在进行OATP试验,对电源应急构型状态RAT发电情况下3#系统电动泵自动功能进行验证时,发生主泵首先启动随后停止,备用泵启动的现象。现场对故障进行了复现。该故障出现的原因可能是设计方面对象真实飞行试验条件备注进入应急状态时蓄压器压力p1p3p1>p2>p3优先阀开启压力p2p2电动泵重启时优先阀状态开启关闭电动泵重启时压力滤上单向阀状态关闭开启电动泵启动时间t2t1表1真实飞行与试验中系统状态对比表(ACMP3A/3B控制逻辑)的问题或设计验证方面(OATP程序、线路或设备)的问题。下文将分别从这两方面对故障原因进行分析定位。2.1设计方面分析为判定该故障是否为设计方面存在问题所致,需对3#系统电动泵自动控制逻辑进行详细的分析。电动泵控制逻辑运算由HCLE完成,其中备用泵的控制逻辑中HCLE接收的信号共计7个,包括空/地信号、RAT是否发电、主泵压力高/低等。为实现主/备用泵的运行模式,备用泵的控制逻辑运算中,除需判断飞行状态、RAT是否发电等信号外,还需对主泵压力高低进行判断:若主泵压力低,则备用泵逻辑判断主泵失效,并立即启动备用泵。由于在RAT发电前主、备用泵均停止,此时主泵压力一定为低。为避免RAT发电后的瞬间备用泵逻辑误以为主泵已经失效,在设置备用泵逻辑时,在其逻辑中对“RAT发电”信号采用了t1延时,即RAT发电后t1内备用泵逻辑仍判断为RAT未发电(“RAT未发电”信号为0),使得备用泵逻辑最终输出为0,以保证主泵有t1的时间启动。进一步研究发现,t1内主泵能否启动至高压将直接影响两台泵的工作状态。现根据主泵启动至高压的时间t2与t1的关系,对逻辑分为两种工况进行分析。结果表明,逻辑可以保证:若主泵启动至高压的时间t2小于t1,主泵就可以保持运行的状态,不会发生备用泵抢电的故障。在实际飞行中,查阅该飞

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