B737NG組件故障簡介

“單個組件在高流量能夠在飛機最大認證升限以內保持增壓和可接受的溫度。”——《B737飛行機組操作手冊》

（一）新老空調組件

B737NG裝有兩款不同的空調組件：

737-700安裝的是老式空調系統，組件調制好空氣直接供向混合總管。老式空調系統的溫度選擇器直接控制空調組件的出口溫度。

737-800/900安裝有新式空調系統。新式空調系統增加了電子控制器和區域溫度控制系統，供氣量更大，而且能夠為B737-800/900提供分區控溫。三個溫度選擇器中最低的溫度決定了空調組件的出口溫度。

老式空調系統的組件故障警告燈為“PACK TRIP OFF”（組件跳開），其對應的《組件跳開檢查單》僅針對組件過熱跳開故障進行處置。

新式空調系統的組件故障警告燈為“PACK”（組件），其對應的《組件檢查單》涵蓋了兩個可能的故障點：組件過熱跳開和電子控制器失效。

（二）組件跳開

B737NG的引氣溫度約為200攝氏度，空調組件能將其快速制冷為最低1.7攝氏度（35華氏度）的冷氣，并且維持充沛的冷氣流量。

如此高的制冷效率單純靠散熱是無法實現的。而且我們外部檢查時都知道，空調艙排出的沖壓空氣溫度并不算高，那么高溫引氣中所含的能量到哪里去了呢？

B737NG空調組件的核心是一部渦輪式空氣循環機（ACM）。空氣循環機由壓氣機、渦輪和沖壓風扇組成，三者由一根傳動軸連接在一起。

（1）壓氣機對經過一次散熱的引氣進行壓縮，利用“氣體被壓縮后溫度升高”的物理特性提高組件的熱交換效率。

（2）沖壓風扇將外界空氣引入沖壓空氣管道，為管道內的兩組散熱器降溫。

（3）經過“主熱交換器”、“次熱交換器”、“再加熱器（高溫端）”和“冷凝器（高溫端）”四級散熱后，引氣溫度有了已經明顯的降低，我們姑且稱之為“低溫引氣”。

（4）“低溫引氣”經過水分離后進入“再加熱器（低溫端）”，與壓氣機輸出的“高溫引氣”進行熱交換。

（5）熱交換后的“低溫引氣”受熱膨脹，推動渦輪做功。渦輪通過傳動軸帶動壓氣機和沖壓風扇運轉。

（6）推動渦輪做功的過程中，引氣的大部分內能被轉化為機械能。渦輪出口的引氣溫度進一步降低。再經過“冷凝器（低溫端）”加溫后，就可以進入空調組件的分配系統了。

由上文可見，對于空氣循環機來講，引氣即是待加工的“原料”，又是運轉所需的“能源”。高溫引氣所包含的內能，一部分通過“壓縮-膨脹”循環被轉化為機械能驅動空氣循環機，另一部分通過沖壓空氣系統擴散至外界大氣。

無需外接動力，意味著更輕的重量、更少的部件、更高的可靠性，更低的失效概率和更簡單的控制。利用引氣內能驅動，不僅能夠提高制冷效率，還降低了飛機的燃油消耗。即使是制冷過程中分離出的冷凝水，都沒有浪費，被噴入沖壓空氣管道內，用于輔助風冷降溫。

系統的最優并不等同于簡單的高科技堆砌。B737NG的空調組件用最簡單的部件，達成了最高的效率和可靠性。

優秀的飛機設計能夠帶給人邏輯上的美感。

空調組件有三個過熱電門，分別監控壓氣機出口溫度、渦輪進口溫度和組件管道溫度。如果空氣循環機因工作負荷過大而出現過熱，過熱繼電器就會關閉“組件流量控制和關斷活門”，從源頭上掐斷組件的引氣供應。

前文提到，引氣對于空調組件，即是“原材料”又是“能源”。掐斷引氣供應后，整個組件就會停止運轉。這就是我們所說的“組件跳開”故障了。

過熱繼電器一旦動作，將會保持在過熱位置，組件活門保持關閉狀態。兩個組件電門均位于AUTO位時，其中一個組件關閉，另一組件會自動切換至“高流量”方式以增加機艙的供氣量。

組件跳開后，機組應當先將溫度選擇器調定至較暖溫度，避免組件重啟后由于制冷負荷過高再次過熱。待組件溫度冷卻至極限值以下后，機組按壓“跳開復位電門”即可重啟組件。重啟過熱組件需要注意三點：

第一、老式空調系統的溫度選擇器直接控制相應的組件溫度。機組只需要將跳開一側的溫度選擇至較暖溫度即可。

第二、新式空調系統按照三個溫度選擇器的最低溫度決定組件制冷溫度。所以三個溫度選擇器都要選擇較暖溫度。

第三、空調組件冷卻需要一定的時間。如果一次復位不成功，后續飛行中機組可以多次嘗試復位。

在地面，單組件放行限制最大飛行高度25000英尺以下。機組應當重新評估航線耗油、天氣、越障和航路限制等因素重新制定飛行計劃和放行油量。

在空中遇到單組件情況，手冊對飛機的巡航高度沒有硬性限制。但是低高度巡航時機艙壓差更小，更有利于增壓的控制。機組可以綜合評估各種因素選擇最有利的高度。

注意：單組件飛行時，機組應當確保飛機隨時具備執行緊急下降的條件，避免飛越雷雨。

（三）主用和備用電子控制均失效

B737NG的新式空調系統有兩個“組件/區域溫度控制器”，用于控制組件和區域溫度。

組件主用溫度控制和備用溫度控制都有各自的活門，通過向制冷后的空氣摻混一定量的熱引氣來達到調節組件溫度的目的。主用溫度控制失效后，備用控制自動接手。此外如果探測到水冷凝器結冰，備用控制活門也會自動打開用于加溫。

如果其中一部電子控制失效，主警戒再現時會觸發“PACK”燈亮。主警戒復位后“PACK”燈熄滅。另一部“電子控制器”可以完成對組件的正常控制。就整個系統而言工作是正常的，所以不需要執行檢查單。如果在地面，機組需要通知機務，按MEL和DDG掌握放行標準。

如果兩部電子控制均失效，會直接觸發PACK燈和主警戒燈亮。除非發生組件過熱，否則組件還將繼續運轉。此時機組需要完成《PACK檢查單》。

（四）如何區分組件跳開和控制器失效

由于B737NG新式空調系統的《PACK檢查單》涵蓋了兩種可能的故障，確定故障的空調組件能否向機艙供氣，對于機組的后續決策和處置是十分重要的。

（１）座艙升降率出現短時的波動。

當一個個組件跳開后，雖然另一個組件會自動切換至“高流量”，但畢竟通風量不如雙組件工作。座艙升降率會短時上升，隨后增壓系統調整主排氣活門開度，以恢復原座艙高度。座艙升降率會出現一個明顯的波動過程。此外空調通風口的出風量也會有明顯變化。

（2）通過發動機N1 極限驗證組件是否跳開。

組件跳開會導致“組件流量控制和關斷活門”關閉。此時檢查CDU的N1 LIMIT頁面，你會發現組件跳開一側的發動機N1 極限高于另一側。卸去空調負載一側的發動機推力更大，這里借用了“無發動機引氣起飛”的思路。

如果機組仍不確定組價是否跳開，還可以將故障一側的組件電門關閉，觀察相應的發動機N1 極限會否增加。

發動機N1 極限不變，則說明不論電門位置如何，組件始終處于跳開狀態。

發動機N1 極限能夠發生變化，則說明是組件控制器故障，組件仍能向機艙供氣。

下面我們進行測試，關閉右發動機引氣電門和隔離活門電門。

需要注意一點，不論上述驗證結果如何，只要兩個PACK燈同時亮，機組都應按照檢查單要求下降至最低安全高度或10000英尺。座艙僅有的兩套供氣設備都出現故障，即使是控制器故障，繼續在高空飛行也是不安全的。我們不能將安全寄托在不可靠的設備上面。

編者注：

迄今為止，筆者尚未在模擬機中見到過“空調組件控制器故障”選項。

（五）事實的雙組件失效

除了組件本身的故障外，下列故障也會導致組件因喪失引氣而失效。

（1）引氣跳開

（2）翼身過熱

（3）發動機失效

（4）機翼防冰活門失效在開位

（5）35000英尺以上使用機翼防冰

（6）煙霧、著火或異味

單一組件失效時，座艙通常都能夠維持正常的增壓。但是如果兩側的氣源／空調系統均出現故障，則會導致座艙喪失全部供氣。

雙組件失效后，自動增壓方式為了維持座艙高度會逐漸驅動外流活門至全關位，但是速率較慢。如果機組有精力的話，可以考慮人工關閉外流活門，有助于減少座艙高度的損失。

由于座艙高度無法控制，機組應當綜合評估當前高度、越障、天氣和航路限制等因素。APU供氣、串氣、下降或“緊急下降”都是可能的選項。總而言之，我們的目的是為了維持座艙高度始終低于10000英尺。

首先，機組應當人工關閉外流活門，盡可能的延緩座艙釋壓速度。

其次，機組應當申請下降高度到10000英尺以下或最低安全高度。必要時可以宣布“緊急下降”。

最后，當飛機在安全高度改平后，機艙溫度會由于缺少通風而快速上升。不論飛機是由何種故障導致的“雙組件不工作”，機組都應當參考《組件檢查單》中的雙組件不工作項目處理：

（六）串氣

如果一側的氣源失效，而另一側的組件失效的話，機組可以考慮通過“串氣”的方式，打開隔離活門將可用的引氣和空調組件連通，恢復座艙的增壓（高空）和通風（低空）。

例：左組件跳開 右引氣跳開，打開隔離活門，利用左引氣為右組件供氣。

在評估“串氣”與否時，機組應當考慮下列幾項因素：

（1）“串氣”前應當將失效的引氣和組件關閉，避免出現一個引氣向兩個組件供氣的情況。

（2）“串氣”應當避免觸發或二次觸發現某些故障。例如“翼身過熱”故障，除非特別緊急的情況，否則不推薦重新觸發警告。

（3）“串氣”應當考慮引氣和組件管道中殘存煙霧的可能，例如如“發動機火警”和“煙霧著火和異味”。

（4）“串氣”并非強制要求，如果機組對“串氣”的效果和風險存在疑慮，下降至安全的高度會是一個更加穩妥的選擇。

（5）飛行高度17000英尺以下，可以使用APU 向空調組件供氣，但應注意避免雙引氣現象損壞APU。

未完待續．．．

轉自藝不壓身航佳技術

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