关于A320飞机客舱升降率变化大的排故分析总结资料

1、A320客舱升降率大的排故分析一、背景介绍2018年2月9日，机组执行东营到西安航班，西安落地后反映空中客舱增压系统异常，主要有以下两个现象：巡航过程中座舱高度不断降低，达到1100FT，机组人工超控外流活门升高座舱高度；飞行过程客舱升降率出现波动，伴随外流活门摆动，乘机人员明显感觉耳朵不适。客舱增压系统是飞机重要系统，出现故障轻则影响乘机人员舒适度，重则会造成客舱释压等不安全事件。此前我公司曾经发生过类似故障，造成客舱释压，氧气面罩脱落，机组紧急下降高度。因此TMC针对机组反映的现象高度重视，在春运运力紧缺的关键阶段，毅然决定停场排故，并成立排故专项小组分析查找故障原因。二、原理分析民航客机

2、在运行过程中巡航阶段的巡航高度会达到30000FT以上，由于高空大气压力低，空气稀薄，氧气含量少，民航客机采用客舱增压的方式为乘机人员提供舒适的客舱压力及充足的氧气。空客A320系列飞机使用发动机引气作为主要气源，经过空调系统进行温度调节后，通过管路输送到客舱各个区域，为客舱提供合适温度的新鲜空气。引气系统工作原理：发动机引气系统的引气来源主要来源有两个，分别是中压级引气（高压压气机7级）和高压级引气（高压压气机10级）。发动机处于低功率状态时由于中压级引气压力不足，高压阀打开，由高压级提供引气；当发动机处于高功率状态时，高压阀关闭，由中压级提供引气，经过PRV的调压和预冷器的调温后产生合适温

3、度压力的引气，便可以供给到空调系统。空调系统经过温度调节以及水汽分离等步骤，将合适温度的空气通过管路输送到客舱。所以引气系统是客舱增压的源头，引气系统的故障很大程度上会对客舱增压系统产生影响。卅CTTHERMOSTATPRV|IPPRESSUREREGULATINGVALVE(PRV)SOLENOIDTHERMOSTAT|cTBleedMonitoringComputer(BMC)2BleedMonitoringComputer(BMC)4XBLEEDVALVEIREPANELAIRCONDPANELFANAIRVALVEQ(FAV)TFANAIRSENSINGLINESAPUAPUftBLE

4、EDVALVEHPVALVEPRECOOLEROPVFANAIRHPVALVET|SOLENOIDBprecoolerOVERPRESSUREVALVE(OPV)FIREPANELAIRCONDPANELENG1图一客舱增压系统工作原理：1）系统部件介绍：客舱增压系统通过计算机控制外流活门开度达到调节客舱内部压力的目的。主要部件有：两部CPC计算机，一个外流活门（内部有三个马达，两个自动操作，一个人工操作），两个安全阀，一个余压控制组件以及驾驶舱控制面板等。客舱增压系统有两套独立工作，自动控制系统，每一套系统都可以使用CPC计算机控制外流活门开度。外流活门安装在机身后部右下方，后货舱区域。在自

5、动工作模式下，CPC计算机接收FMGC和ADIRU计算机信号，通过RS422总线控制外流活门。只有一套系统主用，另一套系统处于备份状态。每次飞行结束后，飞机接地后70秒，飞机的增压系统主用和备份系统通过一个延时继电器自动切换。2)系统工作原理：客舱增压系统有四个基本功能：1.地面功能：在地面，完全打开外流活门；2.预增压：起飞时，增加客舱压力以避免在抬轮时客舱压力波动；飞行中增压：调节客舱高度及变化率以便向旅客提供舒适的飞行；释压：接地后，在地面功能完全打开放气活门前，逐渐释放剩余的客舱过压。A320系列飞机的座舱增压系统通过对客舱压力的调节，保障旅客及机组成员的舒适度，同时也确保飞机结构不因

6、内外压差过大而造成损伤，在执行航班过程中，客舱增压系统增压自动控制客舱压力，调节过程如下图所示：TAKElZ17OFF11f2A/ClMLGC!1CABIN1OMPRESSEDVALVEOPENJ1丨1EFULLSIGNALk11：1,/-55SECTIMEGROUNDPREPRESSUPRESSURIZATIONDEPRESSGROUNDCABIN瞒-400ft/min+500ft/minCABINII1+0.1PSI8.06PSI+0.1PSI图三客舱增压系统通常使用来自FMGC的着陆标高和QNH,以及来自ADIRS的压力高度，全程自动调节客舱压力，整个过程分为以下六个阶段：地面(GN)在

7、起飞前，以及在着陆后55秒，外流活门完全打开以保证没有任何剩余的客舱压力。在接地时，以500英尺/分钟的客舱垂直速度释放任何剩余的客舱压力。起飞(TO)为了避免抬轮时压力突变，控制器以400英尺/分钟的速率给飞机预增压直到AP达到0.1PSI。离地时，控制器开始启用爬升阶段。爬升(CL)在爬升过程中，客舱高度根据预先编程的固定法则进行变化，该法则考虑了飞机的实际爬升率。巡航(CR)在巡航过程中，控制器将客舱高度保持在平飞高度或着陆机场标高，以较高值为准。下降(DE)在下降过程中，控制器保持一个客舱下降率，这让客舱压力正好在着陆前等于着陆机场压力+0.1PSI。最大下降率为750英尺/分钟。中断

8、(AB)若飞机在起飞后没有爬升，中断方式防止客舱高度上升。客舱压力设置回到起飞高度+0.1PSI。座舱增压系统会控制座舱高度一直低于飞机的气压高度，同时还要确保内外压差不超出飞机设计的限制，因此座舱增压系统是综合了目的地机场的海拔高度，飞机的实际飞行高度以及飞机结构能够承受的压差等多个因素，在压差不超限的前提下，尽可能降低客舱高度（提高客舱压力），以确保乘机人员的舒适性。根据不同的飞行高度层，大致客舱高度如下：状态人工客舱压力控制器目标垂直速度：爬升500英尺/分钟目标垂直速度：下降300英尺/分钟人工升0务速度控制器全上在打开舱门之刖检查4P为图四飞机实际运行过程中，飞机因管制指挥，航路天气

9、等因素会可能出现飞行高度变化，一旦满足下表的条件，上述的六个增压模式会进行切换。从GNTOGNCLABTOCLCRCRDEDEAB到TOCLCLABGNGNCRCLDECLGNCL状态1发和2发油门杆翔度MCT10起落架系统1或系统2械压缩11一起落架系班)殳有负载并且飞机速度大于100节11个起落架系统压缩且飞机速度小于100节11飞机高废V8000英尺1A飞机高废8000英尺1起飞后的飞机咼度变比W5075海平面咼度英尺1A起飞后的飞机咼度变比二5075海平面咼度英尺1飞机爬升率工21海平面咼度英尺/分神,持续0秒*11飞机爬升率Aim海平面高度英尺/分钟,持续30秒*01飞机爬升率工20

10、。海平面高度英尺/分钟,持续30秒*1飞机爬升率工250海平面高度英尺/分钟,持续30秒*1(1)发动机运转0:状态无效1:状态生效1A:只需要一个A状态举例在下列情况中，客舱压力控制器从爬升模式(CL)转换到中断模式(AB):-飞机彳氐于000英尺,或者飞机从起飞后的高度变化不到5075英尺,并且-飞机下降率大于200英尺/分钟达到30秒。图五增压系统部件数量不多，但系统控制逻辑及其工作模式复杂，尤其是针对高高原机场运行，与普通平原机场有明显差异，实际运行过程中，无论是机务维修人员还是飞行机组，都应该对该系统的工作原理非常熟悉。三、排故过程当日B-6455飞机机组判断飞机增压系统异常，主要有

11、两个问题，下面将针对机组反映的异常现象逐一分析：1.巡航过程中座舱高度不断降低，达到1100FT，机组人工超控外流活门升高座舱高度，机组认为巡航过程中座舱高度不应该下降如此之多查阅该航段AGS译码数据，该机于2月9日执行3U8320东营到西安航班，相关译码数据如下：18：56从东营起飞19：12进入巡航阶段，飞机高度为21300FT，客舱高度为2800FT,AP为6.9719：20机组调节目标高度23552FT,飞机继续爬升，客舱高度为3200FT，AP为7.2619：39机组调节目标高度21696FT,下降率1000FT/MIN，飞机飞行阶段由巡航阶段转为下降阶段，客舱高度由3200FT逐步

12、下降到1100FT,AP有小幅上升，后又随飞机高度下降而下降19：41飞机完成下降，飞行阶段由下降转为巡航，下降过程大约持续2分钟20：13机组人工控制增压系统，试图升高客舱高度，客舱高度上升到2200FT20：14机组转为自动控制增压系统，客舱高度继续下降到1100FT，直至飞机落地。整个飞行过程，客舱增压系统无任何警告信息，ECAM显示 增压系统各参数均显示绿色正常工作状态，增压系统控制逻辑未见明显异常。但机组认为巡航过程中客舱高度不应该下降如此之多，上文系统原理中介绍过增压系统在满足特定条件时会进行增压模式切换。GNTOGNCLAHTOCLCRCREPEABTOCLCLABGNGNECL

13、GNCL】展和2发油门秆甬0（色MCTl=10赴茗架系蜕1庇乘舐機压吗L1个起笔架系轿空有仓蛊并且飞机诅度大于100节11一冷起苗架毎迹缩且伽邃度少于10011飞机高滾弋kooo莫民1A飞机高度壬EOOO英尺1氐飞宜旳飞矶局昂变+t壬$口了5翹平酒离厦英尺LA起飞后的飞换度雯优士铀？5海干直简度莫尺1飞机颱升卑注1游乎直高J鹿英尺滞忡,持续岀妙11飞HL炬升牢空仙屛曲离燮射闭种,持绞沁.01弋尬升瘟注00海平面离01英尺/甘铀r拷续W陀*1r-:1图六如上图所示，飞行过程中，当飞机以250FT/MIN的升降率改变高度，持续超过30秒，将会触发客舱增压系统增压模式由巡航模式转换为下降模式，而手册

14、中也提到，一旦进入下降模式，增压系统控制器保持一个客舱下降率，持续下降到目的地机场机场标高附近的高度。译码数据显示当时机组以1000FT/MIN的下降率下降超过30秒，从逻辑的角度已触发客舱增压系统增压模式由巡航模式转换为下降模式，客舱高度持续下降，根据图四中对于不同高度层大致的客舱高度，以及西安机场海拔高度1500FT，该机客舱增压系统自动调节到1100FT属正常现象。另外，译码数据显示该机下降高度后未再爬升，因此也不满足触发客舱增压模式由下降模式转为巡航模式的条件（条件为：21FT/MIN的爬升率持续60秒）上文从系统工作原理的角度分析了客舱增压模式的转变，机组反映的第一个现象是由于飞机下

15、降高度触发了客舱增压模式转变，造成座舱高度降低，经查阅其他飞机多个航段的译码数据，该现象时有发生，属正常现象。2.飞行过程中客舱升降率出现波动，伴随外流活门摆动，乘机人员明显感觉耳朵不适该故障难点在于飞机没有相关故障警告和信息，空客TSM排故手册中也无对应排故程序作参考，历史上也没有类似故障的排故记录参考。TMC对此故障高度重视，成立专项排故小组会同机身系统室工程师共同研究排故方案。同时，工程师采用邮件形式求援空客AOG工程师，但空客工程师要求提供DFDR译码数据。我公司没有DFDR数据下载专用工具，向其他公司求援借工具，下载DFDR数据花费大量时间。结合飞行中采集的ECAM页面视频，以及AG

16、S译码数据分析发现外流活门会出现小幅摆动，客舱升降率随之变化，这就是造成乘机人员耳朵不适原因。但增压系统各部件无相关故障信息，工作时均为绿色可用状态，并且此前已更换过外流活门及CPC计算机，可疑部件已被排除。经过长时间分析讨论，初步推断增压系统压力变化不是本身系统故障，而是受引气系统影响，引气系统提供的气源不稳定，造成外流活门不断调节开度以保持客舱压力。通过查阅AGS译码数据，外流活门在飞机过程中正常状态下开度稳定在8%左右，故障时外流活门瞬间关闭到3%，又迅速打开到10%，随后渐渐稳定到8%，客舱升降率大约为750FT/MIN波动，波动间隔大约为每2分钟一次，如下图所示。09/02/20IB

17、FLIGHT-PHASEALT_PFDCAB_PRSCAB_ALTCAB_VSOLTTFLOW_VLV_POS1OLTTFLOW_VLV_POS2PRV工L_1PRV_CL_2PD_1PD_2Time(feet)psij(feet)ft/min)（沟(PSI)(PSI)19:45:34CRUISE217087.547PENOPEN4419:45:35CRUISE21708163288PENPEN4419:45:36CRUISE21700-300PENPEN4319:45:37CRUISE2170888PENPEN4419:45:38CRUISE217087.563OPENPEN19:45:39

18、CRUISE21712161688OPENPEN4419:45:43CRUISE21704-250OPENPEN13:斗5:41CRUISE2170888OPENPEN4319:45:42CRUISE217047.563OPENPEN19:45:43CRUISE21708161678OPENPEN4319:45:44CRUISE21700-200OPENPEN4219:45:45CRUISE2170088OPENPEN4019:45:46CRUISE216967.563OPENPEN4019:45:47CRUISE21696160088OPENPEN3619:45:CRUISE21704-15

19、0OPENPEN斗119:45:CRUISE2169678OPENCLOSED1019:45:;50CRUISE21692Z547OPENCLOSEDE19:45:51CRUISE21700163233OPENCLOSED819:45:52CRUISE2169650OPENCLOSED4219:45:53CRUISE2169233OPENCLOSED719:45:54CRUISE216927.578OPENPEN4119:45:55CRUISE21696153676OPENPEN4219:45:56CRUISE21696-750OPENPEN4219:45:57CRUISE216921011O

20、PENPEN4419:45:58CRUISE216927.547OPENPEN4119:45:59CRUISE21696158433OPENPEN4119:46:00CRUISE216960OPENPEN4119:46:01CRUISE216961010OPENPEN4119:46:02CRUISE216967.578OPENPEN4219:46:03CRUISE21700156877OPENPEN4319:46:04CRUISE2169650OPENPEN4319:46:05CRUISE2169677OPENPEN4519:46:06CRUISE216967.594OPENOPEN4519:46:07CRUISE21696155288OPENOPEN4519:46:08CRUISE21700-50OPENOPEN4419:46:09CRUISE2170078OPENOPEN4419:46:10CRUISE216967.594OPENOPEN4319:46:11CRUISE21696155288OPENOPEN4219:46:12CRUISE21692-50OPENOPEN41图七外流活门摆动的同时，二发引气压力由40