初识发动机神经系统：关于FADEC、ECU和EIU

现代飞机像是智慧生命体，有着奇特的神经系统。许多系统有自己的计算机，好像一个个的神经中枢。我们举例说明相似性：人类的视觉系统在大脑里有视觉神经中枢，而飞机空调系统在电子舱里则有名为ACSC（空调系统控制器）的计算机。

但是，并非每个飞机系统都把神经中枢放在电子舱里。发动机特立独行，它的神经系统足够独立，不在电子舱里，而在发动机上。在每一台发动机上，一个核心计算机控制着全部的子系统，在不同的发动机上，它被叫做EEC（Engine Electronic Control，发动机电子控制器）或ECU（engine control unit，发动机控制组件）。对于A320的CFM56-5B，它叫做ECU，安装在发动机右侧“风扇机匣”上，位于点火激励器和起动机之间。

传说海豚的左右半脑总是交替工作和休息，因此这种神兽可以24小时保持清醒。ECU具有类似的属性，它有两个交替工作的通道（channel）。在包括FCOM在内的许多资料里，ECU又常常被等同于FADEC（Full Authority Digital Engine Control，全权数字发动机控制系统），例如下面这张架构图（FCOM DSC-70-20）。

又例如在下面这段话里两者也是被混用的。事实上，它们的关系就好比大脑和神经系统。大脑常常被等同于神经系统，但是神经系统既包含了大脑，也包含了周边的一系列部件（小脑、胼胝体、血管等等）。

你看下边这个示意图，这才是一个完整的FADEC系统。FADEC系统既包含了ECU，也包含周边的一系列传感器、一个专用的交流电机、一个燃油液压机械组件、点火控制、压气机控制、间隙控制、起动系统等等。基本上它包含了控制核心机运转所需要的一切部件，因此才被配得上“全权控制”这个名号。

但是在大多数语境下，不必刻意区分FADEC和ECU。我们将要讨论到的“FADEC单通道失效”，指的就是ECU的一个通道坏了，而不是说周边的部件坏了，毕竟大多数周边部件不是成对配备的。

至此，我们理解到：电子舱里汇集了大多数飞机系统的计算机；但是发动机有一套相对独立的神经系统，那就是FADEC，而其中负责计算的核心部件ECU则是这套神经系统里的大脑。

FADEC是发动机的专属神经系统，为了节约线缆和提高可靠性，ECU当然也就被安装在发动机身上。但是，FADEC系统同时又需要与外部的众多系统打交道。这些系统如果都从各自的计算机伸出一根线缆连接到远在发动机内部的ECU，那么无论经济性还是可靠性都是很差的，为此两台发动机的FADEC系统在电子舱里各自派驻了一个“办事处”——EIU（发动机接口组件）。

EIU在电子舱里就近与其他系统的计算机联络，而它与远在发动机的ECU则有通讯“专线”，即“数据总线”。这样的组织架构经济而可靠。EIU这个“办事处”相对精简，它没有“双通道”。

初步理解发动机神经系统的架构，能帮助我们解决实践中遇到的一些困惑。

提问

在A320的模拟机科目里面，我们发现：

1、FADEC 失效了，自动推力还在；

2、EIU 失效了，自动推力丢失。

怎么理解？

以上提问中涉及的结论与发动机型号无关，无论CFM56-5B、V2500、LEAP1-A还是PW1100G，情况都是一样的。那么我们学以致用，简答如下。

简答

1、如果FADEC单通道失效，那么另一个通道将自动启用，全权接管发动机各个子系统的控制，其中包括自动推力系统，因此自动推力还在。如果FADEC双通道失效，那么情况就严重得多，甚至有可能需要关发。

2、EIU失效，那么自动推力系统所依赖的来自其他飞机系统的数据和控制信号就无法通过EIU给到FADEC系统，因此自动推力控制丢失了。

还可以进一步梳理相关的ECAM程序。

FADEC 单通道失效

FADEC总是只有一个通道处于工作状态，另一个处于待命状态。当工作通道失效，会有相应的警告，但是通常没有后果。具有海豚大脑属性的FADEC，在这种情况下会启用此前处于休眠状态的那个通道，由它全权接管发动机的控制。而机组只要保持警觉就可以了。

注意：FCOM提到了针对假警告的一种处置程序，涉及到ECU电源的复位，它是对两个通道都进行重置，因此这个处置程序只能在地面使用。

FADEC 双通道失效

如果工作通道失效，而待命通道也不能被启用，那么发动机的大脑就完全歇菜了。但也不是说发动机就完了。失效安全设计带来了一个好处：发动机即使“脑死亡”，也仍有可能以最低的生命状态继续运转，这就是没有了自动控制的慢车。

操作程序要求飞行员收光推力杆，这个指令可以绕过ECU直接到达油门。完全失去FADEC之后，ECAM上的发动机页面也没有了参数指示，必须通过液压、电气、引气这些页面来观察发动机的运行状况。如果状态正常，那么继续以慢车运行；如果异常，那么关发。

EIU 失效

再来看看“EIU失效”。EIU和ECU之间的通讯中断会触发这个程序。FCOM指出以下功能将丢失：发动机起动、自动推力控制、反推、最小慢车、N1极限的引气修正。这表明在正常情况下，用于实现这些功能的数据或指令必须经过EIU才能到达ECU。

在正常情况下，空调系统的计算机ACSC通过两个EIU来影响发动机的自动推力控制。当需要增加空调的流量时，飞行员设置流量电门，ACSC将对应的引气需求通过EIU发给ECU，而ECU调整发动机功率，从而增加引气供给，满足空调流量需求。同时，ACSC也将引气和防冰的实时状态通过EIU发给ECU，用于推力限制的计算。因此，EIU对于实现自动推力控制是必不可少的。

但是当EIU失效了，ECU仍然能够不依赖于EIU，而直接从驾驶舱获得一些重要的指令。推力杆的位置可以直接到达ECU，因此飞行员仍然能以人工方式来控制推力。

参考资料

A320?FCOM TTM AMM