LEAP-1B发动机PSS低温潮气侵入缺陷分析

2018年11月,LEAP-1B报告了一次中断起飞和一次推力失去控制(LOTC)事件。由于压力子系统(PSS)湿气侵入的问题,自2017年起,LEAP系列发动机多次经历了中断起飞。极寒天气情况下,LEAP-1B发动机可能会出现PSS结冰导致感压信号不一致信息,影响后续航班运行。

与CFM56发动机不同,LEAP-1B的压力子系统未集成在EEC之内,而是与EEC独立开。PSS负责感知收集发动机各个站位的压力,并转换为信号送给EEC,PS3(压气机出口压力)传感器提供压气机出口压力到EEC。

系统通过将压力送到PSS中两个独立的传感器而拥有冗余设计,每个传感器专用于EEC的每个通道,PS3感应端口接收PS3的空气,通过一根管子将空气输送到PSS传感器管,P3B压力与前述相似,其测量的压力来自压气机引气。

经过分析,其失效模式均为发动机未能达到指令推力。所有中断起飞的案例均为飞机在低温(大约-20℃)条件下,经历了一夜的停场。所有事件都有从PS3传感器元件(双通道)提供的错误的PS3指示,但是还没有达到驱动逻辑拒绝度量并使用模型的程度。根本原因为:PS3/P3B管线/传感器积水/结冰;从PS3起飞时的推力限制不响应N1指令增加,这种情况限制了供向发动机的燃油流量。

潮气在PSS中积聚

PS3/PSS系统的结冰问题分为两种情况:在长时间地面低温下,PS3/PSS系统的结冰导致飞机不能达到起飞推力,是迄今为止在LEAP系列发动机上看到的唯一类型。在空中情况下,系统结冰导致推力失去控制,这种情况在宽体机发动机上出现过并有一定的经验,CEOD(发动机连续使用数据)表明,取决于飞行长度和巡航时间,PSS可以达到零度以下的温度。

PS3信号不一致对应航班的CEOD数据

上述两个方面的根本原因为PS3/PSS系统中的潮气。主要由凝结引起的湿气,数据表明需要一段时间来积累。

CFM下发了以下两个服务通告:第一是SB73-0014,其描述了PSS,PS3和P3B检测管路加热,抽真空和吹除程序,执行SB能够缓解地面推力不足和飞行中推力失去控制的风险,建议750FH为间隔执行,并安装6.5及以上版本的EEC软件。第二是SB71-0004:PSS、PS3和P3B感应管路预热程序,通过加热排放孔位置、传感管路和传感器端口,减轻地面推力不足的风险。CFM建议航司在收到PSS结冰CNR后,在PSS干燥完成之前,根据飞机低温条件停场的状况执行SB71-0004。

抽除水分的间隔和可靠性的对比图

CFM发布了V6.7版本的EEC软件,包括额外的PS3选择逻辑改进,以避免N1波动的潜在风险。而且计划在后期对发动机硬件进行改进,包括通过PS3和P3B感测管路变化,减少水分积累,加装疏水阀,增大排气孔直径,用实心管代替传感管路的柔性部分。视情对PSS加装加热器以防止结冰,建议跟进CFM的方案,视情考虑执行后续的预防措施。

PSS管路疏水阀

维护措施:

1、建议根据厂家要求定期除水,LEAP-1B发动机在我国北方地区冬季出现此问题的概率较大。国内航司针对北方地区过夜波音737-8飞机的增加发动机PSS额外除水工作,上述措施有效控制了LEAP-1B发动机的此缺陷,建议视情缩短冬季北方地区停场波音737-8飞机发动机PSS除水间隔。

LEAP-1B发动机PSS除冰的航线操作

点评:机队采用增加航前补充工卡,读取P0、PS3、P3B的值来判断是否存在结冰情况。

发表回复

[ Back To Top ]