减速板的原理(减速板卸载系统)

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737NG飞机“SPEED BRAKE DO NOT ARM”灯亮故障其实并不多,而且一般都是由于落地时,减速板是自动放出的,减速完成后,机组人工拉减速板手柄将减速板收回,而且接下来的滑向停机位过程中,机组前推油门杆加油门滑行时,油门太小(TRA< 44° ),自动减速板作动器没有收回导致的。

此时,可通过前推任一油门杆到垂直位让自动减速板作动器自动收回消除故障。

当然,还有S762电门位置错误引起,主要是电门固定螺钉松动和位置调节的问题。

此类故障在飞机落地后机组可以直接发现,所以一般也不会造成延误。

减速板的原理(减速板卸载系统)(1)

但还有一类故障,主要是针对有减速板自动卸载系统(LAS)的737NG飞机,“SPEED BRAKE DO NOT ARM”灯亮,发生在飞机发动机启动完毕、襟翼放出、准备滑行时,给航班正常性带来很大压力。

注意:如果减速板手柄在收回位,襟翼放出后,“SPEED BRAKE DO NOT ARM”灯亮,襟翼收上后“SPEED BRAKE DO NOT ARM”灯灭,即可判断故障是LAS引起的。

本次聊一聊这种故障的出现原因及快速处理方法。

1.减速板卸载系统

spoiler load alleviation system,简称LAS

什么是LAS?

这要从波音的翼尖小翼说起。我们都知道,翼尖小翼可以降低因翼尖涡造成的升力诱导阻力,从而降低油耗。

为了提高飞机巡航经济性,很多航空公司将原Wingtip构型737NG改装成Winglet构型,但是早期的飞机大翼结构不足以承受Winglet构型高速大重量条件下的机翼负载,于是LAS也就成了构型改装的一部分。

LAS的核心部件是SMYD2#和Speedbrake AutoStow Actuator。当SMYD探测到高速度、大总重飞行时,使AutoStow Actuator作动,使减速板手柄收回到Flight detent与Down位间1/2的位置,减少减速板1/2伸出量,从而保护大翼结构负载不超过设计限制。

减速板的原理(减速板卸载系统)(2)

减速板卸载系统工作条件:

737-700:

空速大于320节并且总重大于143000磅激活。空速小于315节或者总重小于142000磅失效。

737-800:

空速大于320节并且总重大于155000磅激活。空速小于315节或者总重小于154000磅失效。

737-900ER:

空速大于320节并且总重大于170000磅激活。空速小于315节或者总重小于169000磅失效。

减速板卸载系统激活后,减速板手柄被AutoStow作动筒收回到Flight detent与Down位间1/2的位置,此时,飞行员需要额外的力才能向后拉动减速板手柄。

注意并不是有翼尖小翼的737NG飞机都有LAS,大翼结构增强型带翼尖小翼的飞机出厂设计上足以承受高速大重条件下的机翼负载,则不需要LAS。

装有LAS的飞机有:737-700,线号778之前的737-800,737-900ER。

以中联航来说,B5208,B5209,B5210,B5223,B5262,只有这5架737-700飞机安装有LAS。

2.Speed Brake Do Not Arm灯亮的原因

LAS系统故障

737NG飞机关于减速板自动卸载系统(LAS)故障导致Speed Brake Do Not Arm灯亮的故障,其实一直都有发生,厂家也一直未能解决。

参考737NG-FTD-27-14004:Speedbrake Autostow System Faults causing Speedbrake Do Not Arm light

如今这个FTD已经改版,原因分析要看之前的版本。由于新版已经删除了原因分析部分,所以我把旧版FTD的内容抄在下面,感兴趣的可以看看:

Description

Boeing is aware of a fleet issue involving speedbrake autostow system faults causing nuisance SPEEDBRAKE DO NOT ARM light illumination on 737NG airplanes equipped with spoiler load alleviation system (LAS). This issue affects all 737NG -700, -800 (before line number 778) and -900ER aircraft with winglets installed. Operators commonly report the SPEEDBRAKE DO NOT ARM light illuminates on taxi out after the flaps are deployed. Investigation of these reports almost always results in the discovery of Autostow fault 27-62001 when checking fault codes on SMYD 2.

Background

The speedbrake autostow system is part of the load alleviation system (LAS) and is installed on some 737NG airplanes with winglets to limit wing loads induced by speedbrake deployment. The system limits the amount of speedbrake deployment at high gross weight when the airplane exceeds a threshold speed. Not all 737NG airplanes with winglets have LAS as some airplanes were built with structurally strengthened wings to handle the increased loads.

Status

Our investigation has identified a SMYD 2 discrete check that is automatically performed whenever the SMYD powers on, or when the stall warning test is manually initiated. Includedin this check is a short duration retract command to the autostow actuator retract relay.Testing on a production airplane confirmed the autostow actuator can retract very small amounts each time this test is performed. This causes the autostow actuator to "creep" in the retract direction over several of these cycles. In most cases, the extend switch in the autostow actuator will eventually change state from the actuator extended status position to the actuator extend command position. This will cause the actuator to return to the fully extended position. Normally, this series of events would have no system effect and would go unnoticed.

However, testing of several actuator extend switches has revealed that, if conditions are correct and the switch position is very close to changing state, the switch may partially but not fully change state from the actuator extended status position to the actuator extend command position. We believe the actuator "creep" phenomena described above could occasionally generate the conditions necessary for this switch partial-state-change anomaly.

If this occurs during normal operation, the switch is neither in the actuator extended status position nor the actuator extend command position. This causes the position monitor in SMYD 2 to detect that the actuator is not fully extended when it should be. Further, the actuator is not able to respond to an extend command. If this condition is sustained on the ground for more than 2.5 seconds when the flaps are not up, it will generate autostow system fault 27- 62001, resulting in the SPEEDBRAKE DO NOT ARM light.

简单说下这段话的意思:

厂家调查发现SMYD通电或驾驶舱进行失速警告测试(抖杆测试)时,SMYD 2会自动进行离散信号检查,在检查时会发出一个短暂的AutoStow Actuator收回信号,从而使作动器向收回方向蠕动,SMYD通电和驾驶舱失速警告测试是每天都会发生的事情,长此以往,AutoStow Actuator就会从伸出位蠕动到伸出指令位,到伸出指令位后作动器又会再回到全伸出位。所以,通常这一系列蠕动对系统是没有任何影响的,我们也觉察不到。

但测试还发现,某些情况下AutoStow Actuator电门会蠕动到离开了伸出位又没有到伸出指令位的过渡状态,此时SMYD 2就会探测到作动器没有在应该在的全伸出位,并且在这种情况下,作动器不能响应伸出指令。如果这种情况在地面且襟翼放下状态持续超过2.5秒,SMYD2#就会产生27-62001故障代码,并点亮“SPEEDBRAKE DO NOT ARM”灯。

3. 解决的措施

临时措施:参考FIM 27-62 Task 802初始评估部分

减速板的原理(减速板卸载系统)(3)

减速板的原理(减速板卸载系统)(4)

现象1:灯闪亮。

驾驶舱操作减速板手柄至全UP位,然后收回,行程和操作力正常且灯灭,则正常执行航班。

现象2:灯常亮。

首先确认减速板手柄在DOWN位,在襟翼放出的情况下,按压2#失速警告测试按钮3秒松开(此时,会促使作动器向伸出指令位蠕动一次),最多测试三次直到“SPEEDBRAKE DO NOT ARM”灯熄灭,再操作减速板手柄至全UP位,然后收回,行程和操作力正常且灯灭,则正常执行航班。

减速板的原理(减速板卸载系统)(5)

如果执行上述步骤后灯仍亮,查看SMYD 2#是否存在27-62001故障信息(autostow作动器导致灯亮即产生该代码),参考下面步骤在SMYD2#上完成减速板收回作动器地面自动测试,消除故障。

ON/OFF

EXISTING FAULTS

↑ ↓

GROUND TEST

YES

↑ ↓

AUTOSTOW

YES

RUN AUTO TEST

YES

RETRACT IN TEST显示4秒

EXTEND IN TEST显示4秒

TEST PASSED

or

TEST FAILED

参考MEL27-20和27-07

失效减速板卸荷系统和自动减速板系统放行

NOTE: Successful completion of this test indicates the autostow fault is a nuisance fault and the airplane is acceptable for service.

NOTE: The completion of this test sets the autostow actuator to its fully extended position, and can help temporarily correct the conditions that cause the autostow faults. Thus, it can be useful to do this test regularly if an airplane gets a large number of reports about this condition.

另外,厂家建议对经常由于SMYD2#出现故障信息27-62001,导致“SPEEDBRAKE DO NOT ARM”灯亮的飞机,定期执行该测试有利于避免该故障的产生。

最终措施:升级SMYD软件。厂家在2016年推出SMYD软件升级,SB 285A1010-27-08,SMYD件号从285A1010-109升级至285A1010-111,但是这次升级并没有解决问题,所以厂家停止了升级,同时建议不要将-111的SMYD装到2#位置。最新推出的升级后的件号是:285A1010-112,可用于737NG和737-8/9。

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这是目前从FTD已知的内容,为此,我们也下发了TO,定期执行AMM Task 27-62-33-820-801 Speedbrake Autostow Actuator Automatic Ground Test,但最近发生的一件事情,发现很多人对这个系统其实不熟悉,所以我把这个系统再重新学习了一下,也搞明白了之前没有弄明白的一些问题。

或许你也有类似的问题,所以在这里也分享给大家。

某737-700飞机,按TO要求执行AMM Task 27-62-33-820-801 Speedbrake Autostow Actuator Automatic Ground Test,维修人员反映:减速板收回功能都正常,就是测试不通过,SMYD2#有代码27-62001。如果不做此测试,减速板不预位灯也不亮。

更换Autostow作动筒,测试故障依旧。

后来测量线路,发现作动器插头D11841 PIN 1不接地:

减速板的原理(减速板卸载系统)(6)

进一步检查发现该线从接地桩GD53-DC处断裂:

减速板的原理(减速板卸载系统)(7)

↑ PSEU 上方的一个孔洞里

减速板的原理(减速板卸载系统)(8)

问题:这根线是干什么用的呢?

顺着这个找,首先找CMM,CMM对作动筒的原理描述实在是太过简单,唯一有用的是一张电路连接图:

减速板的原理(减速板卸载系统)(9)

Q1:作动筒收放原理

结合WDM/SSM和此图,PIN1,2,6直流接地。不难看出,带动作动筒的,其实是个电马达。

电马达有两个励磁线圈(Field Coils)。上面的线圈是控制作动筒收回的线圈,电路从PIN 3-PIN1。下面的线圈是控制作动筒伸出的线圈,电路从PIN 7-PIN 1。

PIN 5是作动器完全收回位置电门,PIN 4是完全作动器放出位置电门。图7003给出的是作动器完全收回的状态,此时PIN5和PIN6相连,PIN5 给SMYD一个接地信号,表示作动筒已经完全收回了。相反,如果PIN 5没有给出地信号,表示作动没有完全收回。

同理,如果PIN4和PIN2相连,PIN4 给SMYD一个接地信号,表示作动筒已经完全伸出了。相反,如果PIN 4没有给出地信号,表示作动没有完全伸出。

所以如果PIN1不能接地,作动筒收放电路都不通,AUTOSTOW作动筒是不会动的,所以在SMYD 2#上做AUTOSTOW测试时,手柄也不会动的。

后经过询问当时做测试的人,驾驶舱拉出减速板手柄后SMYD上测试,手柄确实没有动。之前报告的的收回功能正常,是用打液压用手柄收放减速板正常。

Q2:FTD里提到的作动器伸出位、伸出指令位怎么理解?

要理解这个,首先就是看懂CMM里的电路图。下面是我照着画的:

减速板的原理(减速板卸载系统)(10)

注意紫色位置我标了收回和放出限制电门。

当作动筒完全收回时,收回限制电门OPEN,切断收回电路电源。

减速板的原理(减速板卸载系统)(11)

同理,当作动筒完全伸出时,放出限制电门OPEN,切断放出电路电源。

减速板的原理(减速板卸载系统)(12)

什么是伸出指令位呢?其实就是放出限制电门CLOSE,作动器伸出电路接通的位置,此时,作动器可以响应伸出指令。(如果收回限制电门CLOSE,也是收回指令位)

减速板的原理(减速板卸载系统)(13)

全伸出位和伸出指令位之间,就是既不在全伸出位,也不在伸出指令位的异常位置。此时,作动器无法响应伸出指令,但是可以响应收回指令。

如前面厂家调查所述,每次SMYD 2#上电或驾驶舱进行2#失速警告测试(抖杆测试)时,SMYD 2会自动发出短暂的AutoStow Actuator收回信号,从而使作动器向收回方向蠕动。

所以,FIM里也建议在驾驶舱先尝试做2#失速警告测试来消除该故障。

Q3:FTD为什么不建议将-111的SMYD装到LAS飞机的2#位?

其实并不是说-111的SMYD会额外导致此故障出现。

原因在之前的FTD里已经说过了:

减速板的原理(减速板卸载系统)(14)

Previously, operators were able to clear the DO NOT ARM light by running the Stall Warning Test (FIM 27-62 Task 802) from the flight deck. The -111 SMYD eliminated use of the stall warning test as a remedy.

从升级后的SMYD(PN:285A1010-111)使用情况看,厂家的这次软件升级并不成功,仍有“SPEEDBRAKE DO NOT ARM”灯亮故障(27-62001)产生,而且还是和之前一样的原因。为此,波音不再推荐将SMYD升级到-111,而是建议将-111的SMYD装在1号位,未升级的-109的SMYD装在2号。

因为之前,可以在驾驶舱做2#失速警告测试,来消除此故障,避免造成延误。但-111的SMYD移除了之前失速警告测试时SMYD发出的短暂AutoStow Actuator收回信号,从而无法再通过驾驶舱做失速警告测试来消除此故障。恢复-109的SMYD装在2#位,可以恢复失速警告测试对该故障的消除功能。

最后特别提醒:

在LAS飞机上,别换错了作动筒,因为这两个作动筒件号是一样的,P/N R5303M1-1,但是位置不一样。

减速板的原理(减速板卸载系统)(15)

减速板的原理(减速板卸载系统)(16)

拆装AMM章节:

  • 自动减速板作动筒AMM 27-62-31
  • 减速板自动回收作动筒AMM 27-62-33

而在其他大部分没有LAS的飞机上,只有一个自动减速板作动筒,没有Autostow作动筒。

另外作动筒位置一定要校装好:

减速板的原理(减速板卸载系统)(17)

AutoStow作动筒安装前是要求完全收回的。

减速板的原理(减速板卸载系统)(18)

不难看出,如果作动器不在全收回位(全收回位PIN 5~PIN 6导通),我们只要将2# SMYD 拆下后,将D3685A 的PIN 104接地就能使R897吸合到RETRACT位,就可使作动筒收回到全收回位。

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