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A320飞机方向舵指示故障浅析
作者 / 舒晓林(机务部 A320中队)
2005年 12月 7日，我公司空客 A320型 B-2348飞机机组反映该飞机地面滑行时，在未操纵舵面的情况，出现方向舵指示摆动。蹬舵时未见异常现象，而后故障消失。但在后续航段再次出现该现象，而在正常情况下，未蹬舵时，方向舵指示应处于中立位，即 0位。在这里我主要从方向舵指示原理以及空客排故手册，空客线路手册进行介绍，结合本故障排除过程总结经验。
故障现象：在地面接通黄色电动泵，我们通过下 ECAM的飞控页面（参考图 1中红色箭头），在不操纵方向舵和操纵方向舵的情况下分别观察方向舵指示，发现方向舵指示存在间歇性摆动，摆动幅度大约在正负 10度范围内。从 AIDS系统输入 RUDD代码，读出的方向舵位置数据也存在与指示相同的摆动，地面近距离观察方向舵，发现方向舵始终处于中立位，并无任何摆动，外界气象条件良好，风速较低。通过上述观察确认方向舵指示系统存在故障。
要排除这个故障，首先我们来谈谈方向舵指示的原理。如图（ 1），出现在下 ECAM飞控页面中的方向舵指针，是通过方向舵中的位置传感器（ 42WV）得到的，该传感器是一个旋转可变差动传感器，俗称角位移传感器，即 RVDT。它的工作原理就是把机械部件的旋转传递到轴上，带动与之相连的扰流片或者铁心，改变线圈中的感应电压或者电感量，输出与旋转角度成比例的电压或者电流信号。正常情况下，方向舵位置传器（ 42WV）被来自交流重要汇流条的 26V/400HZ同步交流电激活，此时就会在铁心中产生感应电压并传给两台 SDAC，SDAC把方向舵在中立位置时的感应电压与参考电压相比较，得出方向舵在中立位的信号，并通过 DMC2的传输，显示在下 ECAM上。当方向舵发生转动时，与方向舵位置传感器相连的轴就会带动传感器内部的铁心转动，引起感应电压的变化，由于感应电压与转动角度成一定的比例，SDAC就可以通过把收到的电压信号与参考电压相比较后，计算出方向舵的转动角度，并把结果传给 DMC2，再由 DMC2传给 ECAM，在飞控页面中给出方向舵的转动位置。由此，我们不难看出导致方向舵指示摆动的可能原因包括以下几个方面： 1、SDAC1
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2、SDAC2 3、方向舵位置传感器（42WV） 4、DMC2 5、以上计算机和传感器之间的线路
以上这几点也正好和空客排故手册上所给出的完全吻合，下面我们就来看看在空客 TSM中所建议的排故程序，参考任务号：TASK 27-20-00-810-806 以下是我们在排故程序中需要用到的 C/B：
PANEL DESIGNATION IDENT. LOCATION
49VU SDAC/1/SPLY 3WV F04
49VU SDAC/2/26VAC SYNC/AC ESS BUS 6WV F03
49VU SDAC/1/26VAC SYNC/AC ESS BUS 5WV F02
121VU EIS/SDAC1 AND 2/BUS2/28VDC 44WV P03
121VU EIS/SDAC/2/SPLY 2WV Q06
121VU EIS/SDAC/1/BUS2/26VAC SYNC AC 7WV Q03
121VU EIS/SDAC/2/BUS2/26VAC SYNC AC 8WV Q02
在手册中，空客建议通过拔 C/B 的方式分别隔离 SDAC1和 SDAC2，以及与它们相关的线路（参考图 1和图 2中蓝色下划线标出部分），再通过显示转换开关的选择，隔离 DMC2和方向舵位置传感器（ 42WV）以及相关的线路。在手册中要求首先隔离 SDAC1，这就要求我们断开为 SDAC1供电的线路（即断开 3WV、44WV）以及为 SDAC1提供同步参考电压的线路（即断开 5WV、7WV），断开这些线路以后，方向舵指示则完全由 SDAC2提供信号。如果摆动停止，则更换 SDAC1并检查其与方向舵指示有关的输入端和输出端线路；如果仍然摆动，则恢复 3WV、5WV、7WV、44WV，然后断开与 SDAC2有关的 2WV、6WV、8WV、44WV，观察当由 SDAC1提供信号时的具体现象，如果摆动停止，则更换 SDAC2并检查相关的线路。通过对图 1和图 2的分析，我们可以看出从 3WV、2WV、44WV来的电主要用来给 SDAC1和 SDAC2供电，而从 5WV、7WV来的电则是为 SDAC1提供同步参考电压。同样，从 6WV、 8WV来的电为 SDAC2提供同步参考电压。在第一天的排故过程中，当我们断开 3WV、 5WV、7WV、44WV后，发现方向舵指示摆动，幅度在正负 10度左右，于是我们按手册中的要求更换了 SDAC2，更换后地面检查指示正常，但是在第二天的飞行中，
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故障现象再次出现。于是我们又重新按手册进行排故，这时却出现了一个奇怪的现象。只要我们按手册要求,进行第一步故障隔离，断开 3WV、5WV、7WV、44WV后，在下 ECAM中的方向舵指示立刻被琥珀色的 XX所代替，根本无法进行后续故障隔离工作，导致我们在更换了 DMC2以及方向舵位置传感器（ 42WV）后，故障仍然未排除。最后在更换了 SDAC1后，彻底排除了该故障。那么又是什么原因导致琥珀色 XX的出现呢？请大家注意图 2中的 5WV这条线，在图 2中，这条线与上面其他 C/B所控制的线路不同的是，这条线路是用虚线表示，而其他线是用实线。这就说明从 5WV过来的电信号除了给 SDAC提供重要汇流条参考同步信号外，还用另外的作用。那么它去了哪里？又起什么作用呢？答案就在图 1中，通过对图 1的分析，我们可以看出（参考图 1中黄色箭头标出部分），从 5WV出来的电信号分成了两路，一路到 SDAC1，为 SDAC1提供同步参考电压；另一路到 42WV，即方向舵位置指示传感器，为其提供激活电压。现在不难看出，如果我们按照手册的要求断开 5WV，那么意味着断开 SDAC1的同时，也断开了方向舵位置传感器（42WV）的供电。这就意味着 SDAC2在这样的情况下根本无法接收到方向舵位置传感器（ 42WV）的感应电压，更说不上提供位置信号给 DMC2，并显示在下 ECAM的飞控页面上。通过事实证明也是这样的，当我们按照手册上说的断开 3WV、5WV、7WV、44WV后，在下 ECAM的飞控页面我们看到方向舵位置指示已经被两个琥珀色的 XX所代替，并且在 AIDS系统中读出的位置参数也发生了变化，SDAC1得到的参数被 XX所代替，而 SDAC2得到的参数被--所代替，这就说明在这个时候根本不可能正常显示方向舵的位置。那为什么在我们第一天排故时却出现了指示摆动现象，而没有显示琥珀色的 XX呢？为了取得更多的资料，我在公司其他飞机进行了相同的操作，发现确实存在两种完全不同的现象，一些飞机出现方向舵位置指示被琥珀色的 XX所代替，而一些飞机却出现方向舵位置指示左右摆动的现象，但是这些飞机的飞行员从来没有反映过指示摆动。这又是什么原因呢？经过对空客 TFU报告的研究学习，我终于在 TFU31.54.00.001报告中找到了答案，在这篇报告中介绍了一起由于剩余电压的影响，导致三个液压系统出现低油量警告的故障。报告这样描述到：由于为 SDAC1提供 26V同步交流电压的 C/B 9WV（参考图 2中黑色下划线标出部分）意外断开，导致 SDAC1的 26V同步交流电压丢失，但是由于该输入信号中仍然存在剩余电压，而该件号的 SDAC又具有较强的电压敏感度，从而导致 SDAC1认为接收到的剩余电压信号是正常的信号输入，并将错误
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的感应信号传给警告系统，触发了错误的警告。现在我们再反过来看我们的操作，当我们断开 5WV后，那么来自 5WV的 26V同步交流输入信号中就有可能存在剩余电压，SDAC1也就有可能把这个错误的感应信号当成参考电压；同时，在方向舵位置传感器（ 42WV）内部，由于线圈之间电磁感应现象的存在，也可能使 SDAC2收到错误的感应信号，从而给出错误的方向舵转动指示。这也正好解释了为什么有的飞机在断开 5WV后出现指示摆动。就上述问题询问空客后，空客承认在 TSM27-20-00-810-806排故中断开 C/B 5WV是不正确的，建议在该故障的隔离过程中一直保持 C/B 5WV闭合，并且承诺将在随后的手册升级中对该处进行改动。到此，这起由 SDAC引起的方向舵指示故障得到了彻底解决。
通过这次排故我们看到，一方面，随着科学技术的不断发展创新，更多的电子元件，数字控制系统应用到飞机上，在提高了飞机的安全性、可靠性的同时也迫使我们不断的认真学习，补充新的知识。另一方面，空客排故手册（TSM）的在平时工作中为我们提供了很好的排故建议，给我们的维护带来了很大的方便，但我们不能完全局限于 TSM，而应该结合 AMM、ASM、AWM以及自己掌握的知识，对部件和系统的原理进行完整而系统的分析。只有这样我们才能通过手册，通过故障本身，不断提高自己的维护能力。
参考文献：空客飞机维护手册（AMM）
空客飞机图解手册（ASM）
空客飞机排故手册（TSM）
注解： RVDT----旋转可变差动传感器 DMC----显示管理计算机
ECAM----飞机电子中央监控 SDAC----系统数据集获器
TFU----技术跟踪 AIDS----飞机综合数据
系统
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图 1：摘自 ASM31-54-08
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例图 2：摘自 ASM31-51-01
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发表于 2011-8-20 16:38:51
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