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飞机也得“减压症”

2017-10-18 17:20 来源:民航资源网
飞机也得“减压症”
  减压症,又名“潜水伕症”。顾名思义最早发现于潜水员上浮后的快速减压病症。

  当我们拧开一瓶可乐时,会发现有大量气泡溢出。这是由于外界压力降低,气体溶解的饱和度降低所致。

  人体在高气压环境下,血液和肌体中也会溶入一定量的空气。如果突然进入低气压环境,血液和肌体也会溢出大量气泡,并逐渐合并成为气栓堵塞血管。

  与人体类似,飞机在某些特定情况下也会患上“减压症”。

  第一节 发动机“减压症” 

  B737NG飞机的燃油系统采用“两级增压”设计。

  (1)油箱电动泵增压 

  每个油箱都有两个电动增压泵,分别由两侧的交流电源驱动。单套交流电源故障,不会导致同一油箱的两个油泵失效。

  (2)发动机燃油增压组件 

  燃油进入发动机后,依次经过低压增压泵、IDG滑油/燃油热交换器、发动机滑油/热交换器、燃油滤、高压增压泵,最后由HMU供向燃烧室。

  (一)“吸力供油”的风险 

  某些特殊情况,例如双发断电,可能导致同侧所有油箱增压泵均失效。此时发动机高/低压增压泵以“吸力供油”的方式,从油箱汲取燃油。

  如果发动机在高空进入“吸力供油”状态,在油箱至发动机的管路中,燃油的压力会突然降低。

  原本在“增压供油”状态下溶解于燃油中的空气,开始大量溢出,形成气泡阻塞供油管路。发动机“供血不畅”,导致推力衰减。

  在前面提到,发动机高/低压增压泵由附件齿轮箱驱动,其转速随N2转速变化。

  这意味着在“吸力供油”状态下,N2转速越高,增压泵吸力越大;N2转速越低,增压泵吸力越小。

  发动机原本已经供油不畅,如果此时再大幅降低N2转速,则可能导致发动机因贫油熄火。

  (二)燃油平衡操作的风险 

  这个案例是笔者在Z管制区“亲耳目睹”的。

  飞机在9600米巡航(当时还没有RVSM)。机组燃油平衡操作错误,没有打开燃油交输活门,导致其中一台发动机进入“吸力供油”状态。

  在巡航期间,发动机工作并无异常。恰好ATC指挥机组下降8400米,油门一收下来,发动机就停车了。

  “燃油平衡居然不开交输活门?这太可笑了,绝对不会发生在我身上!!”

  那还真未必。

  当机组平衡燃油,打开燃油交输活门选择器时,如果交输活门同步打开,燃油交输活门“VALE OPEN”灯指示暗亮,未打开则为明亮。

  B737NG驾驶舱内所有“明/暗亮逻辑”指示灯,用手指按压均显示明亮。

  机组可以通过按压/放开的方式,确定指示灯的明/暗亮状态。

  现在很多机组操作燃油交输活门,是没有检查指示灯明/暗亮的习惯的。

  如果燃油交输活门未打开,机组又关闭了同侧全部燃油泵,发动即会进入“吸力供油状态”。

  “只看见兄弟眼睛里有木刺,不知道自己眼睛里有大梁。”

  ——《圣经》

  (三)双发断电 

  为了提高APU起动成功的概率,减少电瓶电量消耗,《双发断电检查单》要求低于FL250再起动APU。

  这里机组容易陷入本末倒置的“双发断电悖论”:

  (1)为了避免发动机熄火,我们希望尽快恢复“增压供油”。

  (2)为了恢复“增压供油”,我们希望尽快接通APU电源。

  (3)为了起动APU,我们希望尽快下降至25000英尺以下。

  (4)为了快速下降,我们把油门收光。

  (5)油门收光,N2转速下降,增压泵吸力减小,发动机熄火.......

  借用已故相声大师刘宝瑞先生的名言,这叫——“倒霉催的”。

  “吸力供油”下降,机组需要柔和减小推力,并严密监控燃油流量。

  相较于慢车转速而言,“中等推力+减速板”的组合可能更为可靠。

  (四)双发停车 

  相较于“吸力供油”,“增压供油”可以显著提高发动起动成功的概率。

  如果发动机起动成功,哪怕只有一台,那电瓶消耗就不是问题。

  如果双发起动均失败,那等不到电瓶耗尽,你就“接地”了。

  所以,在《双发失去推力检查单》中,APU起动是没有25000英尺高度限制的。机组应当立即尝试起动APU,以尽快恢复“增压供油”。

  第二节 方向舵PCU“减压症” 

  这是笔者亲历的一个故障。

  飞机早班起飞,在离地收轮阶段,A系统“飞行操纵低压灯”和“备用方向舵接通灯”持续闪亮。

  待机组进入稳定爬升状态,准备执行检查单的时候,故障灯全部熄灭。

  到达目的地机场后,当地机务要按照“飞行操纵低压灯”和“备用方向舵接通灯”办保留,被我一口回绝了。

  因为这是典型的“方向舵力操纵监控器”(FFM)动作的现象。

  “主方向舵 PCU 包括一个用来探测 A 和 B 作动器之间相对压力(力操纵)的力操纵监控器。如果 A 或 B 任一系统卡阻或脱开,可能会出现这种情况。使用 FFM 的输出可自动接通备用液压泵,打开备用方向舵关断活门给备用方向舵 PCU 增压。并且 STBY RUD ON 灯、主警戒及飞行操纵(FLT CONT)灯亮。”

  ——《B737NG机组操作手册》(FCOM)

  B737NG飞机的方向舵有两套冗余系统——主方向舵PCU和备用方向舵PCU。

  主方向舵PCU有两套动作筒和传动杆,分别使用A和B液压系统驱动。两套动作机构,同时操纵方向舵。

  力操纵监控器(FFM)对比两套动作筒的压力。如果某侧动作筒压力异常减小,FFM即启动备用方向舵PCU参与操纵,同时触发“STBY RUD ON”灯、和该侧飞行操纵“LOW PRESSURE”灯亮。

  我们经过一番讨价还价最终达成共识——对方向舵控制机构进行测试,如果未见异常就放行飞机 。

  回到基地,机务“大拿”上来找我:“今天早上滑行前,你检查飞行操纵有没有什么异常感觉?”

  我回忆了一下:“有。我感觉方向舵脚蹬有点儿晃荡,空行程偏大。”

  “大拿”:“这就是了。”

  除了机械故障原因外,B737飞机偶尔会在当日首次起飞时偶发FFM动作。

  B737NG液压管路压力为3000PSI。高压环境下必然会有部分空气溶解于液压油中。飞机航后液压管路释压,空气就会重新逐渐溢出。正常情况下,第二天液压重新增压后,气泡即会逐渐溶解消失。

  但如果当日首次起飞滑行时间过短,且气泡/气栓恰好位于方向舵PCU上游附近,当气泡进入方向舵PCU动作筒时,就会导致该动作筒短时丧失压力,进而激活备用方向舵PCU。

  “每天第一段滑出前,或者操纵检查时感觉方向舵空行程较大,多做几次全行程操纵。

  如果是气泡原因,可以让气泡循环出PCU。

  如果是机械故障,可以提前触发飞行操纵故障警告。”

  “大拿”如是说。

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