[31指示记录] B737NG飞机座舱高度上升率过大的故障分析

一、    标题：B737NG飞机座舱高度上升率过大的故障分析

二、    适用范围： 737-700/800型飞机

三、    参考索引：AMM、FIM、SSM：21、36、49

四、    故障现象：座舱高度升降率过大

五、    排故逻辑（见附件）：

六、    原理描述：

737NG飞机利用发动机或APU引气通过空调系统对机内进行增压，把客舱内的环境调定到比机外更低的气压高度，提高空气中氧气的浓度，从而保证高空飞行中机组和乘客的安全。驾驶舱P5板上的座舱高度和压差指示是机内环境高度的唯一指示，座舱高度升级率表是环境变化趋势的直接体现，座舱高度升降率过大是客舱增压系统功能衰退甚至导致失压的早期表征，因此，在飞机的维护工作中一定要重视这一现象，剖根结底的找到真实的故障原因，杜绝失压的隐患。

首先，我们要了解增压系统的工作原理，它由三部分组成：增压控制、压力释放、增压指示和警告。而控制部分是增压系统的核心，它包括自动模式和人工模式，两种模式均通过CPC(客舱压力控制组件)实现控制。正常情况下是自动模式工作，通过设定增压面板上飞行高度及着陆高度，由CPC接收来自ADIRU和SMYD的飞行高度、升降率和速度等数据，来控制外流活门开度大小和快慢，并利用CPC自有的压力敏感原件感受增压舱的当前压力状况，进行控制反馈，从而实现整个飞行过程的自动增压程序的闭环控制。737NG有两部完全相同的CPC，每次一部CPC用于主动控制，另一部备份，当前一个航段结束后，两部CPC进行一次主备用控制的交替，同时当主用CPC失效时，备用CPC自动转换为主动控制，同时点亮自动增压面板上琥珀色的AUTO FAIL灯和绿色的ALTN灯；而空中当AUTO FAIL灯亮而ALTN灯不亮时，说明自动增压控制的两部均失效，需要机组把增压旋钮选择到MAN位（CPC为人工马达控制实现线路接地），根据增压面板上的高度对照表来手动操控外流活门开度实现增压。自动增压模式把每个飞行航段分为六个阶段：地面、起飞、爬升、巡航、下降、着陆。如下图，而增压系统效率衰退表征最明显的是爬升阶段，主要表现为驾驶舱显示较高的座舱上升率。

其次，如何界定座舱高度上升率过大？波音公司的手册里描述737NG飞机爬升阶段最大客舱释压率（即上升率，随着高度增加，气压减小）为600slfpm，个别机型为750slfpm。然而通过与机组交流和跟班实际观察收集的数据显示，737NG飞机实际的最大稳态爬升率多为600-800slfpm，最大不超过1000slfpm，否则机组就会报告为座舱上升率异常。查询M&E系统中737NG飞机2010年至今的座舱爬升率故障记录，机组报告的座舱升降率大的最低值也是1000slfpm。在此，我们认为正常爬升过程中，遇到座舱高度上升率超过1000slfpm现象，我们都要引起重视，认真分析原因，未雨绸缪，避免不正常事件的发生。

关于座舱高度升降率过大现象的故障隔离程序，我们认为根据不同的现象和信息，可以分为以下几个步骤：

一、排除干扰扰因素。座舱高度上升率高是否为短时现象？很多原因会影响座舱压力的瞬时减小，造成上升率高，如旅客冲洗厕所时冲洗活门打开，造成机内与外界通过真空污水系统连通，压力释放；发动机引气在五级和九级间转换时，瞬时的引气压力降低；飞机由平飞或小爬升率改为大爬升率时，CPC控制外流活门关小的响应要延迟于飞机状态改变，也会造成上升率瞬时的指示大。这些现象不能判定增压系统故障，随后能快速恢复的均属于正常现象。

二、座舱升降率高时增压选择面板上的AUTO FAIL灯亮。AUTO FAIL灯亮说明CPC已经探测到影响相应自动增压控制通道工作的故障信息，并且已记录。此时，可通过查询CPC上记录的故障信息，根据FIM手册进行故障隔离。737NG使用的CPC可以记录112种故障代码，其中68个代码会导致AUTO FAIL失效灯点亮。而故障码表示的故障源也进行了分类：
001-015表示增压系统问题
016-031表示与增压相关联的系统原因
032-063表示与客舱增压控制器CPC相关
064-095表示与后外流活门OFV相关
096-111表示与P5-6增压选择面板相关

当座舱升降率大于2000slfpm，OFV开度仍大于5度时间超过5秒就会触发自动失效故障灯亮，驾驶舱座舱升降率指示也将大于两千，机内人员将有明显的不适感。根据实际工作经验总结，导致AUTO FAIL灯亮原因最多的是CPC和OFV，其次才是线路和P-6增压面板，根据故障代码查询FIM基本上都可以使故障快速排除。

三、座舱升降率高时增压选择面板上的AUTO FAIL灯不亮。尽管这时故障灯不亮，但排故前仍要首先查询两部CPC有无故障代码。如上文所讲，并不是所有故障代码都会点亮AUTO FAIL灯，部分关联系统的原因引起的数据异常只会在CPC中记录，用于维护时参考，如016-031（019、024、025三个除外）代码段和096-106代码段均不会触发故障灯亮，却对排除座舱高度上升率高的现象具有直接指导意义。飞机在爬升过程中，外界压力减小，内部的供气量相对较稳定，要保持舱内压力就要不断关小后外流活门开度。CPC根据惯导数据计算舱内的压力，然后利用CPC面板上的压力探头感受当前舱内压力，比较差值，若感受值低于计算的目标值，CPC就会驱动OFV关小。如果OFV的开度关小到3度或更小，并且时间超过5秒，CPC就会记录一个“030 LO INFL/HI LEAKG”的信息，而在驾驶舱的表现就是座舱高度上升率高（但没有超过2000slfpm，否则AUTO FAIL灯就会亮了）。这种故障的隐蔽性最强而危险性最大，往往是空调供气流量不足、飞机气密性欠佳或引起压力不足等原因造成。如果排故时间充足，可以通过单组件增压功率验证测试（工卡：38M2100501-1）进行故障隔离，这个测试既可以验证每个组件的增压效果（空气流量是否足够），又可以观察到引气压力的正常与否，最关键的是验证整个的飞机气密性其否可靠。根据测试的数据可以的区分几个故障源，从而锁定排故方向。如果功率验证测试均正常而升降率高的故障仍然存在，进行前排气活门OEV的操作测试（工卡：38210500001）也是很有必要的，OEV的开关不正常也会导致座舱上升率高的现象出现。

四、座舱升降率高而CPC无任何代码，这种情况我们首先要判断指示系统是否有问题。驾驶舱P5板上增压参数的指示系统和增压控制系统是独立了，指示数值并不来源于CPC，而是源自与指标自身的感压元件。座舱高度升降率指示表是靠其背后的小孔感受驾驶舱内的压力变化率；座舱高度和压差指示表是根据背后与备用静压系统相连的气压管路来获得飞机外界的静压来计算压差，表内的基准值为标准大气压的真空膜盒用于计算舱内气压高度。图一和图二给出了压差和座舱高度与飞行高度之间的对应关系，座舱升降率表指示高时，观察座舱高度和压差指示是否正常，如果后者数值正常就可以判定为指示故障，更换座舱高度升降率指示表即可；如果后者指示异常且与升降率指示偏离趋势一致，我们可判定为座舱高度上升率高真实存在，同样需要进行整机的气密性检查和组件功率。同时将一个CPC与它机对串或隔离（应该记录故障而为记录），如果故障为相隔一个航段再现，那么需更换故障航段主用的CPC。

另外，曾看到过很多人建议根据机组反映有无压耳等身体不适感来判断是否指示故障，本人认为这是一个很好的参考因素，但不能作为判定是否指示故障的标准。每个人对压力的敏感程度不同，并且飞行员经过长期飞行，对压力变化较常人有更强的耐受性，如果机组反映有压耳感，基本可以判定是真实座舱高度上升率高，而机组反映没任何身体不适时，我们不能草率断定指示故障，需按程序排除客舱释压的风险。