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737NG襟翼位置指示器原理分析


最近我司B-57**飞机,在烟台进近时,监控到后缘襟翼旁通信息。

检查FSEU没有当前和历史故障。

译码发现在放襟翼时,左侧后缘襟翼有卡在10左右,同时右侧后缘襟翼已经放到14度,造成两侧襟翼位置相差3度多,持续1秒时间,触发了后缘襟翼旁通逻辑。

后续我们更换了襟翼位置指示器,故障至今没有重现。

许多人会有疑问,为什么明明是FSEU监控到的襟翼位置出现了问题,却不更换襟翼位置传感器,而是更换了襟翼位置指示器。

下面我们就以此故障为例,分析襟翼位置指示器原理,顺便解答大家的疑惑。

首先,我们分析译码数据,我们选取了UTC时间,襟翼手柄位置,左、右襟翼位置,襟翼旁通活门位置以及1号、8号襟翼歪斜传感器数据进行译码。

我们知道,襟翼位置传感器是安装在1号、 8号襟翼驱动组件上,故襟翼位置传感器数据可以和1号、8号襟翼偏斜传感器数据相互印证。

以左侧襟翼为例,在UTC时间12:22:16,左侧襟翼位置为5.1度,1号歪斜传感器位置为73.47;在UTC时间12:22:32,左侧襟翼位置为15.4度,1号歪斜传感器位置为127.26,由此可以计算出位置传感器变化1度,歪斜传感器位置变化5.4度。

我们来验证上述结论:当UTC时间12:22:24,左侧襟翼位置传感器位置为11.9度,比12:22:24时襟翼位置5.1度增加了6.8度,那么根据我们上述分析,此时歪斜传感器位置应为6.8*5.4+73.47=110.19度,实际译码数据为108.63度,两者相差不多,可以验证我们上述结论为正确的。

下面我们来分析右侧,我们注意到在UTC时间12:22:16,右侧襟翼位置4.9度,8号歪斜传感器位置64.33,在12:22:24时,8号歪斜传感器位置为107.57。

根据我们上述结论,此时右侧襟翼位置应为(107.57-64.33)/5.4+4.9=12.9度,我们注意到此时左侧襟翼位置为12.7度,两者基本一致,而右侧襟翼指示为9.8度,所以证明此时襟翼应该是正常运动,只是位置指示出现异常。

同时我们也可以从另一方面看出此为指示故障:在12:22:24时右襟翼位置从9.8突变为13.2,如果是真实的机械运动,不可能如此迅速,所以应为指示出现异常。

综上所述,我们已经可以确定,此次不一致为襟翼位置指示系统出现异常,而非真实的襟翼卡滞。

下面我们来简单了解下襟翼旁通的原理。

我们知道,引起襟翼旁通的原因有三个:不对称,偏斜,不一致。本次故障明显是不对称引起的,所以我们仅仅就不对称进行分析。  

如图所示,根据SSM27-53-11,X,Y分别代表左右襟翼位置,当两者相差大于9解析度时,若持续时间大于0.5秒,则触发后缘襟翼不对称,旁通活门旁通(图中红色线路所示)。

若持续时间超过3秒,则锁存在FSEU中,只有当飞机在地面,速度小于60节,左右传感器相差小于7.5度时才能复位(绿色和蓝色线路所示)。

需要注意的是,这里的X Y均为解析度,而不是我们通常所指的襟翼位置。

根据AMM27-58-01,当襟翼在15度时,襟翼位置解析度为180,当襟翼位置在40度时,解析度为270。

解析度可以在FSEU上读取。

至此,我们已经可以将故障源锁定为FSEU得到右侧襟翼位置与实际位置不一致,造成旁通活门旁通,但是仅持续1秒,所以当襟翼位置回复正常时旁通活门自动恢复,没有锁定在旁通位。

为了进一步排除故障,我们分析一下襟翼位置传感系统的原理。

飞机上有各种传感器,原理形形色色,各不相同:有根据介电系数改变电容原理来测量燃油量的,有根据变阻器原理测量液压油量的,有根据温度影响电阻变化测量过热的。

在如此多的传感器中,襟翼位置传感系统的原理是较为复杂的。 

襟翼位置传感系统实际上是一套同步器,它利用电的连接,使机械上相互独立的两个转轴保持同步运动。同步器的本质是一种特种变压器。

同步器由在电气上完全相同的两个部件构成,一个作为发送器,一个作为接收器,每个部件均由转子和定子组成。

转子上缠绕着线圈,两端分别为R1 R2,通过阻力很小滑环与外部交流电源相连。

发送器和接受器的R1 R2并联在一起,连接在电源上,所以两个转子中交流电完全一致,产生的磁场随时间变化也完全一致。

定子绕组为三个线圈,星形连接,发送器和接受器的定子连接在一起:S1和S1相连,S2和S2相连,S3和S3相连。

当发送器和接收器中转子方向相同时,三对定子绕组中产生的感应电压大小相同,方向相反,因此,定子端口间没有电流流动,如图中a所示。

当发送器转子转动一个角度之后,在发送器定子三个绕组上产生的三个感应电压发生变化,电压平衡被破坏,这样就在线路中产生了感应电流,如图中b所示。

在感应电流的作用下,接收器中转子也开始转动,直到平衡重新建立,此时发送器和接收器中转子角度一致,如图中c所示。

如此,便实现了没有机械连接的两个部件,转子转动角度完全一致。

同时,不同的转子角度,在定子绕组上产生的电压也不一致,通过测量定子绕组上电压的大小和方向,就可以推断出转子角度。

同步器更详细的原理可以参考执照课本《电子技术基础(ME)》中67页,课本中讲的更为全面和详细。 

根据SSM27-52-11,如图所示,襟翼位置传感器和襟翼位置指示器构成了一套同步器。

其中转子为C-H绕组,通过红色线路并联,并连接子28V交流电源上,在传感器和指示器中产生完全相同的磁场。

传感器和指示器定子是XYZ三个线圈,每一对线圈分别通过图中绿色,蓝色,紫色线路连接,要注意是紫色线路有一段和红色线路重合,但这并不影响系统原理。

当传感器中转子位置变化时,就会通过电磁连接,带动指示器中转子变化,从而指示具体的位置。

FSEU通过测量X Y线路中的电压来判断转子的位置,进一步得出襟翼位置。

通过上述分析,我们知道,由于传感器和指示器在电气上完全相同,所以假如指示器出现卡滞,同样会影响到FSEU测量的电压,造成FSEU判断襟翼不一致,产生旁通。

实际上,FIM也能印证我们的分析,根据27-51 TASK 820 ,TE FLAP SNSR R,此代码的含义是右侧襟翼位置传感器给FSEU的信号与左侧传感器以及8号歪斜传感器给FSEU的信号不一致,与我们本文分析故障类似。

绿色字体告诉我们排列是按照从最大可能性到最小可能性,其中排列第一,即最有可能故障的就是襟翼位置指示器。  

在SSM27-52-11中,我们还可以看到,襟翼位置传感器其实有三个线圈,分别给SMYD,FCC,FSEU信号。

如果我们的译码数据能把这三个信号的进行译码,那么对判断故障就极为有利,如果三个信号都有问题,那么就是襟翼位置传感器故障,如果只有FSEU这一路信号有问题,那么就是襟翼位置指示器故障。 

通过上述的分析,我们了解了襟翼传感器的原理,知道了其本质上是一套同步器。

当出现襟翼位置不一致时,我们首先要译码分析,参考襟翼歪斜传感器的数据,判断是真实不一致还是指示问题。若为指示问题,则最有可能的就是指示器。


小编点评ryn_82

不错的分析,我之前找了半天同步器的原理,没找到。有一个问题就是:译码到底能不能译出给到SMYD,FCC,FSEU的这三个襟翼位置信号?

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