【机务】故障分析: 浅析737NG飞机反推系统故障

现代民航客机在降落时为了缩短刹车距离，除了使用高大上的自动防滞刹车系统（也就相当于汽车上的ABS系统），还使用了发动机反推系统辅助刹车，将刹车距离大幅缩短。发动机反推系统简单来说，就是在飞机接地之后，将发动机原本向后喷出产生推力的气流通过一个坚固的反推机构，翻转为向飞机前方喷出，形成反方向的大推力，迅速将飞机的速度降低。当飞机速度减小到很低的滑行速度时，反推装置关闭，发动机恢复到产生向后推力的构型。

CFM56-7B型发动机广泛应用于波音737NG系列民航客机，采用双发配置。每台发动机安装一套反推系统。飞行机组使用反推装置（T／R）系统改变风扇空气排气的方向以帮助产生反推力用于在飞机着陆后或在中止起飞过程中使飞机减速。反推力系统包括一个电子液压控制系统和一个指示系统。

背景：

737-700飞机反推故障灯亮是该机型普遍存在的一个缺陷，由此常发生反推故障灯亮造成航班延误的情况。以下为国内某航空公司737NG型机队各类反推故障统计图：

从上图我们可以看出，目前主要有以下几类原因造成了737NG飞机反推故障灯亮的间歇性故障，使得反推系统的可靠性下降：

1）反推控制活门组件；

--EAU故障激励逻辑。

2） 锁作动筒人工开锁手柄组件；

--疲劳损坏。

3）自动油门电门组件(S4/S5/S6)电门调节问题；

--电门的作动距离小、工作电流变化较大、易受环境影响。

一、反推控制活门组件故障。

控制活门组件表现为P5顶板的反推故障灯亮，如果在地面反推收放正常，则控制组件故障的可能性较大。反推控制组件包括隔离活门、换向活门、隔离活门接近传感器、换向活门接近传感器、预位电磁线圈、收入电磁线圈、展开电磁线圈和人工关断活门。

波音公司在737NG-FTD-78-06001中指出，很多反推控制组件（特别是件号为3810056-106）在故障后送回厂家检测后并没有故障，但在机队中又常发生由于反推控制组件问题引起反推系统故障，为此，波音和厂家专门组成了一个调查团并在2008年开始进行研究改良；结果发现，很多反推控制组件会经常由于水分的浸入导致反推控制活门组件的插头和磁线圈的绝缘性下降，从而导致反推电子液压控制信号的误触发或者不触发。为此，波音加强了反推控制活门组件的绝缘性，经过多处改良，包括改进封严，环氧树脂封装与磁线圈等。

波音的737-SL-78-070中说到，在前期的反推控制活门组件内存在内部一个内部布线问题，电门和磁线圈的销钉和导线并没有完全夹接好，可能会引起反推控制门组件的功能失效或者反推故障灯亮。由这种情况导致的反推故障发生后的送厂检测中并不会被检测到问题，但随着时间的推移又会导致故障，由此给我们的排故工作带来很大的难度。现在波音已经改进了此缺陷，并在后来的飞机生产线上采用。

二、锁作动筒人工开锁手柄组件。

人工松开手柄使你可人工地松开锁定作动筒。同时它也是反推装置套筒锁定传感器的靶标，传感器提供一个收上/非收上信号至EAU，EAU使用这些信号进行反推的控制和故障指示，因此手柄组件的间隙、花键轴的完好情况都会影响传感信号的准确性。

人工开锁手柄组件位于靠近发动机吊架附近，是一个高振动区域，在实际的使用过程中经常会因为频繁高振出现目标片间隙超标，手柄断裂或者花键轴损伤的情况，从而导致反推故障灯亮。

为此，波音已经推出新的反推锁作动器人工开锁手柄组件。新的手柄组件改变了材料，减轻手柄组件的重量；同时改变花键轴的设计，降低应力集中在半径圆角处，增加了疲劳性能，降低裂纹扩展的可能，并改进表面光洁度，均匀颗粒流；增加轴承负荷区（键齿增加到8至14牙）；新的手柄组件的强度至少比以前的强10倍。

三、自动油门电门组件的电门调节问题。

自动油门电门组件给飞机系统提供油门杆位置信号。自动油门电门组件包括9个电门，周向分布在一个凸轮组(共三个凸轮)上，每个凸轮上包含3个电门，由油门杆作动。油门杆的移动通过机械连接带动凸轮运动，凸轮的高、低位通过凸轮的运动作动电门。这些电门用于：速度刹车、起落架警告、前缘地面防冰、起飞警告、气象雷达、自动刹车、反推同步锁、反推预位、反推收回。

BOEING研究发现，大多数情况下反推控制的异常现象是由于自动油门电门组件的电门失去调节引起的。自动油门电门组件中的电门S4，S5和S6控制反推系统的工作。由于通常情况下这些故障的发生是瞬时性的，从而给排故带来困难。

由于自动油门电门组件是触点式的，位于中控台下部，那里有很多的部件需要润滑，特别是钢索，所以会经常受到这些润滑油的侵害；同时粉尘也会附着在触点上，这些都会造成触点的灵敏性变差。

由于现有设计的电门作动距离太小，导致电门的调节比较困难。BOEING重新设计了改进的电门组件，增加了作动距离，从而保证了电门作动的可靠性。

为此波音公司推出新的自动油门电门组件；类似767的设计，不再采用滚子和作动臂构型，并且是全密封的形式。同时增加了同步锁电路的电阻，使之到S4的电流变得平滑；改变收回操作时到S4电门的电流值。

四、另外的两种故障指示情况。

1、飞行员收回反推的操作程序。

故障现象：飞机降落打开反推后无法收回或者反推故障灯点亮，反推手柄在反推慢车位和收回位之间。

以下描述了当反推手柄在某个特殊位置的情况：

- 如果反推手柄在从反推慢车位向收回位两个球的位置时，将激励EAU的BITE检查反推是否在8秒钟内收回。

- 如果反推手柄再向前一个球(从反推慢车位向收回位三个球)，EEC的BITE检查不使用前推力，直到反推完全收回(10秒延时器)。

- 如果反推手柄位于从反推慢车位向前四个球的位置，反推将收回。

如果反推手柄在从反推慢车位向前两个球到三个球的区间停留时间较长，上述的一个或以上的BITE将不能通过，从而导致EAU或EEC的故障指示。如果反推手柄在该区间停留超过16秒，同步锁将锁定，反推将停留在原位直到反推手柄通过循环复位。

为避免以上故障出现，BOEING曾经颁发FlightOperation Technical Bulletin 99-3 描述了该问题。反推手柄应该避免停留在反推慢车位和收回位之间。通常情况下，从反推慢车位置到收回位置(或反向)的运动不应该超过3秒钟。

2、机务维修人员在反推系统维修过程中的操作。

在地面使用液压放出反推，然后断开液压（将液压泵电门放到OFF位）执行维护工作时，P-5面板的REVERSER灯点亮，同时EAU上出现HYD ISO VALVE SENSOR故障信息，这种指示对于反推系统而言是正常的。反推系统控制活门组件中的液压隔离活门通过弹簧加载在关闭位，如果没有T/R系统故障，当反推不在收回位并且控制系统具备28V直流电时，预位电磁活门提供液压去打开液压隔离活门。在将液压泵电门放到OFF时，没有液压使液压隔离活门保持在开位，因此由于弹簧力的作用活门将关闭。液压隔离活门的位置传感器感受到活门在关闭位置而反推手柄在释放位，由此触发了HYD ISO VALVE SENSOR故障，而导致P-5面板的REVERSER灯点亮。当此情况发生时可通过多次收放反推，复位EAU来处理。

为了解决为此造成的假故障信息，波音正在考虑修改EAU故障代码S833/S830(HYD ISO VALVE SENSOR)激励逻辑,避免无液压情况下HIV在非指令位置引起的故障灯亮的情况发生。

维护建议：

1) 在确认是EAU 故障的情况下才更换EAU，否则不要将更换EAU作为反推故障灯亮的隔离措施。从以往的EAU送修历史来看，大部分因反推故障灯亮而更换的EAU在修理厂并未发现故障。并且由于间歇性故障的特点，可能对于判断故障件在超过了观察期后，故障并未重现，这样该EAU可能被确认为故障件而送修。这也是为什么EAU在部件故障率中占据24%但并未把它列为引起反推系统故障的主要原因。

2) 复位EAU之前，执行EAU BITE以详细记录故障代码，并且记录驾驶舱的观察信息。对于后续的监控和排故工作，记录EAU的故障代码是很重要的。因为驾驶舱REVERSER灯亮后，针对不同状态下(放出、收回)出现的故障代码和不同代码的组合，FIM中对EAU灯亮有具体的故障隔离程序(包括左、右发)，仅仅记录是REVERSER灯亮不足以针对性的进行排故工作。所以，在清除代码复位EAU之前，首先进行EAU BITE程序以记录代码，并且尽可能了解当时的驾驶舱信息，以帮助后续的排故分析。

3) 检查A/T电门组件的电门S4/S5/S6的接通电阻。如果接通时阻值超过其正常值(2欧姆)，建议更换该电门。从机队历史来看，上述电门的可靠性较差(特别是S4和S6电门)是造成间歇性REVERSER灯亮的主要原因之一。原先的设计造成了电门的作动距离较小，另外S4电门在收回时的工作电流为10mA，在该类型电门触点的工作电流低限，也容易产生误动作。FIM手册在隔离S4/S6电门时是通过测量其通断情况，而实际测量中还发现即使在接通的条件下其阻值相对较高，可能存在触点接触不良。从维护经验来看，如果其阻值超过2欧姆，建议更换该电门。

参考文献：

737-SL-78-070 “ThrustREVERSER Control Valve Module-Quality Disclosure”

737NG-FTD-78-04001“T/R REVERSER Light Illumination”

737NG-FTD-78-05001“Autothrottle Switchpack Improvement”

737NG-FTD-78-06001“Control Valve Module”

737NG-FTD-78-03002 “Thrust ReverserLocking Actuator Manual Unlock Handle Fractures”

737NG-SRP-78-0051“Thrust Reverser Indication”

SB737-78-1078 “S4Switch Resistor”

737-SL-78-049 “Troubleshootingof Thrust Reverser System Anomalies”

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