A320系列飞机大气数据系统常见故障分析与处理-深圳(2)

A320系列飞机大气数据系统常见故障分析与处理Fault Analysis about A320 Series Aircrafts Air Data System

南航深圳分公司飞机维修厂万晓云

【摘要】

针对A320系列飞机大气数据系统常见的故障情况，本文结合系统工作原理、工程技术资料、机组操作要求和自身维护经验，对故障原因、故障可能造成的后果和维修措施进行深入、细致地分析。

【正文】

A320系列飞机的大气数据系统主要由三个ADIRU(大气数据惯性基准组件)、八个ADM（大气数据组件）、安装在飞机外部的传感器以及连接这些部件的气管路组成，飞机外部的传感器包括三个皮托管、六个静压孔、三个AOA（迎角）传感器和两个TAT（总温）探头，这些传感器感受并探测飞机外部的大气情况，最终由ADIRU计算并获得飞机的大气数据，供机组和飞机其它系统使用。

常见故障情况及分析

1、气压高度误差大

气压高度数据的准确性取决于测量静压、ADM、ADR、飞机的迎角值、马赫数和襟缝翼位置数据。当某一侧气压高度误差太大时，机组通常会有左右高度不一致的故障反映，如果此时没有明确的故障信息，维护人员可以首先查阅FCOM（机组操作手册）中高度容差的允许范围，如果容差在允许范围之内，则可以不用排故。在需要排故时，通常以ADR3的气压高度为参考来判断哪一侧的数据误差大，但当ADR3的气压高度介于ADR1、2中间时，有时难以判断，这时可以通过机组与地面管制员联系由地面测高雷达来确认飞机此时的精确高度。

在排故时，对相关部位进行详细目视检查必不可少，如检查静压孔周围飞机蒙皮的气动光洁度、AOA 传感器有无外部损伤、静压孔有无堵塞、连接静压孔或ADM的气管快卸接头有无松动和漏气等。静压管路漏气会使机内增压空气进入管路，导致测量静压增大，气压高度变小，这在地面上通过渗漏测试可以检测出来。如果以上检查均正常，可以考虑与其它飞机对串怀疑的ADM并飞行观察，以及在空中对迎角传感器的数值进行采样检查来确认是否是ADM或AOA的问题。

需要指出的是，当飞机进入气动不对称飞行如侧滑时，会有左右高度指示不一致的现象，这是正常的。另外，ADR3计算的气压高度误差通常要比ADR1、2的要大，一方面这与备用静压孔的安装位置有关，另一方面是AOA3传感器容易受到外界气流干扰。如早期的A320飞机由于机长位皮托管的安装位置偏高，当飞机以某个迎角姿态飞行时，流经机长位皮托管的尾流会对AOA3传感器的风刀造成扰动，从而降低AOA3传感器的测量精度，影响静压源误差修正（SSEC）的效果，造成ADR3计算的气压高度误差增大，为此空客公司针对这些飞机ADR3要满足RVSM（减小垂直高度间隔）运行要求提出了具体的改装方案，其中有一项内容就是将机长位皮托管的安装位置往下进行调整，以消除尾流对AOA3传感器的影响。

2、空速误差大或空速波动

空速数据的准确性不仅取决于测量静压、ADM、ADR、迎角值和襟缝翼位置数据，还取决于测量总压。不准确的迎角值和襟缝翼位置数据对气压高度计算造成的误差会远大于空速。

对于左右空速不一致的故障反映，如果没有明确的故障信息，并且容差在FCOM的允许范围之内，同样可以不用排故。在湍流中飞行，飞机往往会有左右空速不一致的现象，这也是正常的。

尽管从皮托管来的测量总压不需要修正，但皮托管的工作状况会直接影响总压测量的准确性。以A320飞机最常见的Thales公司件号C16195AA的皮托管为例，该皮托管中段设有两个排水孔，在序号4760以下的皮托管中，约有30％的皮托管厂家在对排水孔钻孔后管腔内壁残留毛刺，这些毛刺将会导致管内排水孔周围容易堆积异物，时间长后极易堵塞排水孔，雨季时管内排水不畅将直接影响空速测量的准确性。为此Thales公司在2002年专门发布了清除管腔内壁毛刺的服务信函SIL34-086，空客公司在2006年的MPD（维修计划文件）中也增加了对皮托管排水孔每6000飞行小时定期清洁的工作。

皮托管使用时间长后，氧化导致管腔内壁凹凸不平，一旦遭受大雨，管内残留的雨水极易堵塞气路，造成测量总压减小，空速指示波动或急剧下降，甚至触发假失速警告，这在日常维护中已经多次遇到，在吹通管路后系统即恢复正常。对于使用时间长、氧化严重的皮托管则必须更换。

针对件号C16195AA的皮托管在恶劣气候条件下容易出现空速异常的情况，Thales公司在2005年对该皮托管的外表保护涂层和内部结构进行了设计改进，改进后的皮托管件号为C16195BA，其外表的防腐能力和内部结构对雨水的排除将显著增强（见图1）。

图1、皮托管改进前、后的内部结构

同样，管路漏气也会对空速造成影响，静压管路漏气将导致测量静压增大，由于总压不变，动压必将减小，空速减小。总压管路漏气将导致测量总压增大，空速必然增大。在遇到有空速误差的故障反映时，要针对误差的不同情况对相应的管路进行渗漏检查。

3、AOA传感器精度下降或故障

AOA传感器的测量精度相当重要，AOA数据的不准确将导致气压高度、空速、性能速度（如绿点速度、最小可选择速度、迎角保护速度、最大迎角速度等）、FAC（飞行增稳计算机）计算的总重、迎角平台与迎角保护门限值等数据产生误差，误差严重的话还将导致失速警告、自动驾驶和自动油门断开、飞行控制系统进入备用法则等。

飞机的迎角值（AOA ref）应当是飞机的俯仰角（PITCH）与飞行航路角（FPA）的差值，即AOA ref ＝PITCH－FPA。三个AOA传感器由于安装位置和各自精度的不同，测量得到的AOA值也可能各不相同，一般要求每个AOA测量值与AOA ref的误差都不能超过±0.5度，如果误差超过允许范围，目前ADIRU 的BITE（机内自测试）部分都能探测到并给出相应的维护信息，需要强调的是，如果AOA传感器本身的故障将导致ADR也故障，此时ADIRS CDU上ADR电门的故障灯将点亮。

AOA传感器安装在飞机外部，容易遭受雷击，此外由于长期暴露在高速气流中，传感器的风刀等部位容易出现风蚀、脱胶现象，从而导致风刀的动平衡性能变差，传感器测量精度下降。06年我机队一架A320