民机液压系统防火切断阀告警故障分析及排除

傅博

【摘 要】针对某型民机总装试验过程中液压防火切断阀告警问题，对其的控制信号及告警逻辑进行分析，将多因素逻辑故障单因素化，优化设计了故障排除的试验用例，最终定位到两处故障点，对类似问题的试验和排故具有一定的参考意义。

【关键词】民机；防火切断阀；告警；液压系统；故障定位

0 引言

民用飞机液压能源系统是飞机重要的机载系统之一。对于液压能源系统，普遍采用的磷酸酯基液压油属于可燃液体，并且往往液压管路会穿过燃油箱，因此液压系统的高温过热是民用飞机液压能源系统最危险和重要的故障工况，适航条款对相关设计有着严格的要求。

液压系统防火切断阀可以切断液压油箱通向发动机驱动泵的吸油管路，防止液压油流入或流过任何指定火区，对保证液压系统及飞机的安全有着重要的作用。某型飞机采用了三种不同的控制信号控制防火切断阀的关闭，同时可以通过驾驶舱简图页和机组告警（CAS）向飞行员提供防火切断阀的状态和故障情况。

某型飞机首架机总装机上地面试验过程中出现了与防火切断阀相关的机组告警信息，本文旨在通过对该故障的分析，总结故障排故过程和方法，为相似机型的设计和试验提供有益借鉴。

1 故障现象

某型飞机进行首次通电后的地面试验（OATP）时，液压系统正常上电，相关交联系统试验环境也已具备，包括发动机全权限数字电子控制（FADEC）上电，蓄电池上电，航电系统上电，断路器正常设置等。试验发现驾驶舱出现两条机组告警（CAS）信息，为HYD 1 SOV FAULT和HYD 2 SOV FAULT。相应的简图页中防火切断阀（SOV）位置指示正常，但防火切断阀外圈颜色显示为琥珀色，表示液压防火切断阀存在故障。

2 控制信号及告警逻辑

液压系统防火切断阀受三种开关信号控制，简化示意图如图1所示，分别为手动的防火专业防火预位开关，顶部板液压防火切断阀按钮，以及自动的液压温度开关。这三种控制信号均为地空信号（图中分别表示为①②③），其中只要任何一种信号发出关闭的指令，液压防火切断阀就应处于关闭位置。

同时，液压电子控制单元能够接收来自防火切断阀实际位置的指示信号（图中④所示），并接收总线传来的三种控制命令信号（图中⑤⑥⑦所示），当液压控制单元发现三种控制命令都为开启，但阀的实际位置为关闭会报告SOV FAULT告警，或者当发现三种控制命令任何一种命令阀关闭，而阀的实际位置为开启，也会报告SOV FAULT告警。

3 排故准备

3.1 阀的实际位置指示检查

液压防火切断阀布置在飞机发动机吊挂处，可以打开维护口盖观察到防火切断阀阀体外部的机械指示进而判断阀的实际关闭或开启位置。通过比较驾驶舱液压简图页和阀体的机械指示，确认了简图页中阀的位置指示与防火切断阀体的机械指针一致，说明液压电子控制单元收到的阀的位置指示信号正确，简图页中阀的位置指示正确。

3.2 温度开关和顶部板防火切断阀按钮硬线控制检查

通过人工模拟温度开关的信号和在驾驶舱操控顶部板防火切断阀按钮，观察简图页中阀的实际位置，确认了温度开关和防火切断阀按钮能够正常控制阀的接通或断开。

3.3 顶部板上防火预位开关硬线控制检查

同样通过操纵驾驶舱顶部板上防火预位开关观察简图页中阀的实际位置，发现阀的实际位置对防火预位开关的控制没有响应，判断防火预位开关对阀控制存在故障，无法控制防火切断阀接通或断开。然而该故障不能完全解释机组告警的故障原因。初步分析还存在其他的故障点。

4 试验内容和结果

通过初步的功能检查，结合液压防火切断阀的控制信号和告警信息逻辑，按照三种命令各有2种状态的排列组合，总共应有8条测试用例，由于液压温度开关仅涉及航电系统的交联，故障可能性较小，基于简化试验的考虑，优化为5条测试用例。防火切断阀机组告警故障測试用例及试验结果如表1所示。

5 故障分析

5.1 确认防火预位开关硬线控制存在故障

分析比较测试1和测试3（或者测试2和测试4），可以发现，其他状态相同时，仅防火预位开关命令有变化，阀的实际位置没有变化，说明了防火预位开关的硬线控制存在故障，这也印证了准备工作3.3中的判断。

并且通过测试3防火预位开关命令防火切断阀关闭，但阀的实际位置为开启，可以判断防火预位开关的硬线控制坏在了非防火位置，即图1中①所示地空信号为开路。

5.2 液压防火切断阀按钮信号位定义错误

液压控制单元同时接收这三种命令信号，信号均为航电数字信号。由防火切断阀机组告警的逻辑可知，当液压电子控制单元收到的航电命令信号与阀的实际位置不一致时，即触发HYD 1/2 SOV FAULT告警。

由测试1可知，阀的命令信号都应为开启，阀的实际位置为开启，本应不触发告警，由于已确认阀的实际位置指示是正确的，所以必然这三种命令的信号（即图1中⑤⑥⑦）中有错误。

结合先前确定的防火预位开关硬线控制故障，采用假设法，逐一假设三种总线命令信号错误，检查试验结果的符合性。可以定位液压防火切断阀按钮总线命令信号（图1中⑥所示）存在故障，与人工设置的命令预期恰好相反。

试验可以确定防火预位开关硬线控制和液压防火切断阀按钮总线命令信号存在故障。该结论可以解释机上所有试验现象。随后得到了相关设备责任方的确认，故障顺利排除。

6 结语

本文通过防火切断阀机组告警故障的试验及分析，最终定位到两处故障点，顺利地完成了排故任务。该排故的过程和方法可以为民用飞机多系统交联情况下多因素逻辑的设计和试验提供有益的参考。

【参考文献】

[1]谢孟恺.民用飞机液压系统防火切断阀的应用研究[J].航空科学技术，2011（6）3：1-32.

[2]张瑞华.民机液压能源系统防火安全性适航条款符合性分析[J].航空科学技术，2012（5）：70-72.

[责任编辑：田吉捷]endprint