A320飞机座舱增压系统技术分析

李世林 罗文东

摘要：座舱释压直接影响到飞行安全，也一直是局方和航司使用困难报告（SDR）重点管控项目。本文系统阐述座舱增压系统原理，建立座舱增压失效模型，通过空客厂家可靠性数据，以及X 航A320机队故障及拆换件统计分析，为机队管控措施的制定提供依据。并针对座舱增压故障提出了一些维护提示，提高机队运行品质，以供同行借鉴。

关键词：增压系统;技术分析;空客320;故障

中图分类号：V267                                        文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2021）07-0160-02

1  座舱增压系统原理

A320座舱增压系统的原理是通过空调系统向座舱源源不断地供应空调气并保持供气量基本不变。增压系统控制从外流活门（OFV）排出的空气流量，座舱压力控制器（CPC）以座舱高度、内外压差、座舱高度升降率为调整量，从而达到控制座舱高度的目的。

座舱增压控制系统包括2个CPC（座舱压力控制器）、1个外流活门和两个安全活门。系统工作方式分为自动控制方式和人工控制方式。巡航时座舱高度最大8000英尺;超过8800英尺，ECAM上的数字指示闪动;超过9550 英尺，ECAM上的指针和数字为红色，触发警告：CAB PR EXCESS CAB ALT。

在自动控制方式下，CPCs 使用来自飞行管理和制导系统（FMGS）的数据和大气数据/惯性基准系统（ADIRS），工作的 CPC 发送控制信号经过RS422 总线到外流活门（OFV）。外流活门中包含电子盒、自动马达、人工马达、齿轮箱，反馈组件经由电子盒给出外流活门位置信号到 CPCs用于控制和在电子仪表设备系统（EIS）的指示。同一时刻只有一个CPC 操作整个增压系统，另一个CPC备用。在每个航段着陆时间后7秒后，工作的CPC自动切换到另一个。如果其中一个控制系统有故障或部分故障，系统也将切换。

2  失效模型分析

A320座舱释压失效模型如图1所示，分为供气端故障、密封性故障、排气端故障和增压系统部件故障。

座舱供气端故障：飞机在正常飞行过程中使用两台发动机引气通过空调系统调节温度与供气量供给座舱，由于发动机引气系统和空调系统的故障导致座舱供气量减少或丧失，会导致飞机座舱高度上升，甚至触发飞机紧急下降。

密封性故障：有了稳定可靠的供气，还要有良好的座舱密封性，影响座舱密封性的因素主要有一些活动舱门、风挡窗户、余水活门等。还有地面空调接口边缘的漏气也是导致增压系统故障的一个因素。此外气源系统接头单向活门被外来物卡滞造成气源压力较低，也会给增压系统带来问题。

座舱排气端故障：外排活门（OFV）在不同的方式下接收从增压控制器来的信号，通过作动交流或直流马达调节其自身的开度以保持合适的压差或座舱高度变化率，外排活门的失效会导致不同的故障现象，如压差过大或压差不足、座舱高度保持不住，座舱高度变化率不正常等现象。电子舱通风蒙皮入口、出口活门的故障也会导致客舱释压。

3  厂家可靠性分析

空客从2017年3月到近期收集的客舱释压的案例统计，从厂家提供的数据来看，有60%的空中释压事件并不是由于故障引起的，剩余的空中释压事件中双引气失效的案例占21%，双空调组件失效的情况占了6%，自动增压系统故障的案例占了13%。根据空客厂家提供的数据，这些部件的故障在造成空中释压的发生中起到了比较大的影响：

Skin air valve malfunction/蒙皮活门失效;

OFV malfunction/外流活门失效;

Excessive cabin air leakage/客舱漏气;

CPC malfunction/客舱压力控制器故障;

Air conditioning pack ducts damage/空调组件管道破损。

4  X航A320機队增压系统故障统计分析

2017年8月至2021年2月，X航A320座舱增压系统相关故障统计如图2所示：①引气系统故障101起，其中，双引气失效1起，单引气失效10起，其余故障均为出现ECAM、CFDS信息或报文监控;②空调组件过热、故障20起，均没有造成空中释压;③管路/封严破损17起，但大多数管路和封严（管路封严）破损不会直接导致空中释压，仅会间接影响空调组件;④座舱增压控制系统故障4起，地面测试均正常，对串部件后续监控;⑤座舱气密性故障，舱门异响2起，地面测试正常。

可能造成空中释压的部件非例行换件情况：蒙皮空气出口活门8个，蒙皮空气进口活门3个，外流活门（OFV）和座舱压力控制器（CPC）无更换记录;引气系统部件拆换情况：OPV 10个，HPV 5个，PRV 4个，FAV 3个。

5  维护提示

①客舱增压系统可靠性较高，导致客舱压力不能保持的故障较少，而由于引气和空调系统导致客舱压力不能保持的情况较多。

②由于客舱增压系统故障导致座舱压力不能保持时，主要故障件是：CPC、外流活门和线路等部件。（参考TSM TASK 21-31-00-810-827）

③针对 ECAM 警告CAB PR EXCESS CAB ALT，且座舱压力不能保持，但没有相关故障信息，主要因素是：座舱压力控制系统、空调舱管路漏气、引气系统、电子舱蒙皮出口活门、结构损伤、客舱和货舱封严等方面;也需考虑测试FWC，检查CPC到FWC和SDAC之间的线路。（参考TSM TASK 21-31-00-810-809）

④每年3月1日至4月15日夏季换季工作进行A320空调性能检查，减少引气及空调系统故障的发生，降低单引气或单空调运行状况出现可能性。

6  建议的措施

6.1 对客舱释压出现影响较大的部件

根据空客厂家的数据，对客舱释压造成比较大影响的部件，诸如蒙皮活门，外流活门，客舱压力控制器，增加备件，减少因备件不足造成飞机对于此类部件故障时的长时间保留，以减少因其故障导致释压情况出现的可能性。密切关注此几个部件的改装升级信息，对可能对部件可靠性提升有益的改装第一时间执行。

由于A320机队在运营中出现过电子舱蒙皮活门的故障，而根据局方2017年的SDR数据来看，蒙皮活门的故障有可能造成飞机空中释压，所以针对此类部件除了严格按照维修方案的间隔对其进行返厂维修外，另需明确此类部件的送修皆应送OEM厂家进行维修。

6.2 飞机外部渗漏及空调管道损伤

结合维修方案，在空调组件舱区域的区域检查工卡内，增加提示在空调组件区域工作时注意对相关管道损伤的检查，以及注意保护相关的空调引气管道。

结合未来换季检查的执行，在换季检查中添加对引气及空调系统的检查项目，争取将引气及空调故障消灭的萌芽状态，减少引气及空调系统故障的出现，从而降低单引气或单空调系统运行状况出现的可能性。

6.3 针对会导致双空调或双引气组件故障

减少单空调或单引气组件或单增压系统故障，提高保障等级，通过增加备件，限制备件原因外的其他原因保留等措施降低单空调、引气或增压组件的影响。根据厂家TR80407089的建议，空客并不建议增加额外的维护动作以降低客舱释压事件发生的概率，并且建议运营人严格按照维修方案的要求执行空调管道及部件的检查任务。

7  结论

A320机队因排气端及座舱密封性导致的座舱释压故障发生率不高，非例行拆换件也较少。重点关注供气端（引气和空调系统）失效，尤其引气系统失效造成的座舱无法增压。根据运行经验，目前A320ceo飞机间隔7500h执行发动机引氣系统进行健康检查，及夏季换季执行的A320空调性能检查，后期应根据机队状况，评估是否调整间隔或执行季节。技术支援在日常监控中应关注A320机队引气和增压系统的ECAM、CFDS实时报文信息的监控，及时处理引气和空调系统的CFDS CLASS 3 信息。

参考文献：

[1]Airbus inc. Aircraft maintenance Manual[Z].

[2]严福斌.A320飞机在特定航线触发客舱高度异常事件原因探析[J].民航学报，2020，4.

[3]徐晓.B737NG空调系统原理及故障诊断方法的研究[D].西南交通大学，2019，05.