737MAX因滑油压力指示问题导致空停

外部案例:

2024年4月有737MAX飞机((TSN/CSN:4615/1542)反映,在起飞约1.5小时后,空中右发出现低滑油压力指示及警告(滑油量正常),机组关停右发,飞机单发安全备降。地面检查没有滑油渗漏,磁堵检查未发现碎屑,OPTS传感器量线检查不在手册范围内。经检查是由于滑油压力传感器指示问题导致的。

局方发布的信息为:B737-8/B-1XX0飞机执行(乌鲁木齐-上海虹桥),巡航阶段2发出现低滑油压力指示及警告(滑油量正常),机组关停2发,飞机备降敦煌,安全落地。排故发现有故障代码79-41833(EEC A 通道探测到发动机滑油压力传感器不在范围内),测量发现滑油压力温度传感器内部阻值异常(断路)。初步判断本次空停原因为滑油压力温度传感器故障。该发动机型号为LEAP-1B27,共使用4616小时/1543循环。该滑油压力温度传感器件号为PT9902-261-40077,共使用4616小时/1543循环。

基本原理:

滑油压力指示系统在MDS发动机指示显示屏上显示发动机滑油压力数据。组合式机油压力温度传感器(OPTS)测量附件齿轮箱(AGB)入口处的机油压力。OPTS有两个滑油压力传感器元件。每个元件通过单独的连接器与一个EEC通道相连。OPTS安装在AGB正面的适配器上。OPTS还有滑油温度传感器。OPTS的滑油压力传感器部分是一个双应变片型压力传感器。传感器中的每个元件都接收激励输入,并将输出发送到相关的EEC通道。EEC将该信号改变为ARINC 429信号并将其发送到DPC。DPC在发动机指示显示屏上显示机油压力。滑油压力显示在两个垂直指示灯和两个数字显示屏上。指针显示每个垂直指示器上的油压,单位为psi压差(psid)。

指示器有两个索引标记。琥珀色索引标记显示滑油压力琥珀色极限。红色索引标记显示滑油压力红线限制。滑油压力(低)琥珀色限值定义了发动机润滑系统的警示工作压力范围。滑油压力(低)琥珀色限值在列刻度上显示为琥珀色(黄色)勾号。如果滑油压力低于滑油压力(低)琥珀色限值但高于滑油压力(高)红线限值,MDS会将滑油压力数字读数和轮廓框的颜色更改为琥珀色。当超越不再存在时,MDS将恢复到油压数字读数和轮廓框的正常颜色指示。

滑油压力(低)红线定义了发动机润滑系统低于正常工作压力的范围。滑油压力(低)红线限制在列刻度上显示为红色勾号。如果发动机滑油压力低于滑油压力(低)红线限值,MDS会将滑油压力数字读数和轮廓框的颜色更改为红色。当超过限值时,MDS会恢复到滑油压力数字读出和轮廓框中的正常颜色指示。当滑油压力低于红线限制时,琥珀色LOW OIL PRESSURE(滑油压力低)信息将闪烁10秒钟,然后持续显示。DPC将不允许起飞和着陆的闪光模式。


红区和琥珀色区域的压力要求如下图所示。

QRH措施非常简单,直接关车。

经与厂家进一步沟通,厂家通报了另外两起事件:

25 Apr 2024, (TSN/CSN:3779/1341)在起飞后机组注意到左发低压警告,机组关车。检查发现滑油量正常,没有外漏,ODMS和回油滤没有碎屑,译码显示滑油压力存在波动,OPT传感器的B通道存在问题。HJ6A/HJ6B线束没有发现问题。

还有一起,出现了3秒钟的低压警告闪烁,后正常,地面检查有相关SMT信息,更换传感器后正常。机组未关车。

从现有信息看,传感器指示值在触发低压前存在一定的波动特征,为监控提供了可能:

且监控到了相关的信息,起因类信息为79-41824,其他类信息为 滑油指示到黄区和红区的结果类信息。

其中需要解释的是,针对滑油量传感器A、B通道的信息,EEC使用SST值来定义,一致有效为1,有效不一致为4,某通道失效后为5。如下表所示。也就是说当一致有效或判定某个通道失效的情况,滑油压力指示都会是正常的,而当不一致,又无法判定某个通道失效的时候,就会存在不能确认哪个值为准的情况,那么就会选低的值作为输出,从而带来这一隐患。

针对该情况,明确了几个管控措施的调整:

1、对压力传感器SMT信息进行收紧,包括修改手册和改版MT(已完成);

2,提高压力传感器的AHM监控等级值到90,邮件通知中加NO GO警示(已完成),遇该监控信息需立即排故;

3,开发监控,AHM和DAR进行预防性捕获,提供机上打印提醒;

4,下发要情通报,发客户飞行学习;

5,制作案例和当前管控措施材料,上班组月度培训学习。

6,跟踪厂家进一步措施。

2024年10月25日信息更新

1、厂家已完成2起空停事件的调查,发现压力传感器电路板焊接点处的1根导线断裂,导致压力指示故障。

2、厂家在2019年也对OPT传感器指示故障(非事件相关)进行过调查,当时也发现电路板焊接点处的导线断裂(与空停事件OPT调查发现相同),原因确定为OPT传感器制造时,导线剥线工艺存在问题。为消除此问题,厂家于2019年改进提升了导线制造工艺。

3、发生空停事件的OPT传感器均为工艺改进前生产的。

4、SB 79-0014只改进了OPT传感器中的温度感应元件,而压力感应元件没有改变,但由于SB是2022年之后发布的,所以POST SB 79-0014传感器都是工艺改进后生产的。

5、工艺改进后的OPT传感器仅有1次报告与压力指示问题有关联,但该传感器的X射线检查和ATP测试均无故障迹象。说明工艺改进后生产的OPT传感器压力指示的可靠性有明显提升。

6、目前仅能确定SB之前和SB之后的OPT传感器的分布,如下

集团LEAP-1B机队PRE SB 79-0014 OPT传感器的统计数据
 福航股份祥鹏可用库
改进前43184
改进后 1  
厂家无法确定   1

7、LEAP-1A发动机滑油压力指示的取值逻辑为选取A/B通道中压力更高的值,而且1A发动机比1B多1个低滑油压力电门,1A发动机同时采集OPT传感器和低滑油压力电门数据用于低滑油压力指示,故综合评估认为,OPT传感器压力指示波动故障不会导致1A发动机低滑油压力虚假警告。

导线工艺改进后生产的OPT传感器压力指示可靠性有较大提升,能有效减少或消除压力指示波动故障。

加拿大航空737MAX货仓火警

2024年4月9日,加拿大航空公司一架注册为C-FSIP的波音737-8 MAX执行AC-997航班,从墨西哥城(墨西哥)飞往不列颠哥伦比亚省温哥华(加拿大),载有122名乘客和6名机组人员,在飞往美国爱达荷州博伊西西南约120nm处的FL380航班途中,机组人员收到货物烟雾指示,决定改飞博伊西。大约40分钟后,飞机安全降落在博伊西10R跑道上。一架替换的波音737-8 MAX飞机抵达温哥华,延误约8小时。事故飞机在博伊西的地面上停留了大约8个小时,然后回到温哥华,在温哥华降落大约13个小时后仍在温哥华的地面上。该航空公司报告称,是传感器故障导致航班备降。

Flydubai的737MAX飞机无法完全收起起落架

2024年4月7日,一架注册号为A6-FKH的Flydubai波音737-8 MAX从迪拜(阿拉伯联合酋长国)飞往多哈(卡塔尔)执行FZ-17航班,当时机组人员正在爬出迪拜30L跑道,在9000英尺处停止了爬升,由于无法完全收回起落架,决定返回迪拜。飞机在起飞约25分钟后安全降落在迪拜30L跑道上。一架注册号为A6-FKB的替代波音737-8 MAX飞机抵达多哈,延误了约3:50小时。事故飞机在降落约18小时后返回服务。

可能性猜测:1,人工放面板未关好;2,液路问题。

737MAX副翼自动驾驶作动筒电磁活门渗漏

外部案例

2024年4月,某航司B737-8飞机执行北京-厦门航班,南昌区域巡航过程中,液压B系统油量指示为0,发动机驱动泵低压灯亮,电动马达驱动泵压力正常。因厦门有雷雨天气,经AOC综合评估与机组协同决策,航班备降南昌。机组按检查单处置,以襟翼15安全着陆,剩油6.1吨。后续航班调整其他飞机执行。机务检査发现B系统副翼自动驾驶作动筒电磁活门渗漏,依据AMM22-11-25更换B系统副翼白动驾驶作动筒,测试正常;依据AMM29-11-71检查并更换B系统EDP压力组件油滤;依据AMM29-11-41检查并更换B系统EMDP壳体回油滤;依据AMM29-11-51检查并更换B系统EDP的壳体回油滤;依据AMM29-11-21更换B系统EMDP;依据AMM2911-11更换右发EDP,将B系统液压油量勤务到标准值,打压操作相关用压系统,测试无渗漏,试车检査正常。

该机自2024年2月26日引进公司以来,未发生过相关系统故障;排故检查发现B系统自动驾驶副翼作动筒电磁活门底座的4颗螺栓松动,判断为生产厂家在该机出厂前相关螺栓未安装到位,导致液压油渗漏。

LEAP-1B发动机燃油喷嘴结焦缺陷分析

2019年3月26日,一架装备了LEAP-1B发动机的波音737-8飞机执行调机飞行,起飞后右发非指令关断,机组操作飞机返航并安全降落,地面检查发现低压涡轮存在严重损坏并伴有材料缺失。发动机拆下送厂,分解检查发现本事件的根源是燃油喷嘴结焦导致的高压涡轮损坏,进而损坏后续的发动机部件。燃油喷嘴结焦是整个LEAP机队的一个主要问题。燃油喷嘴结焦会导致燃油雾化不良,从而使得燃烧室出口的温度偏离了设计值而损伤发动机的热端部件,进而导致重大事件的发生。LEAP-1B发动机采用了全新的燃油喷嘴,喷嘴的结焦问题已经成为全球机队普遍发生的问题。

LEAP-1B发动机的燃油喷嘴

LEAP-1B发动机燃油喷嘴分为三路:飞行主油路,飞行次级油路和主路,主油孔结焦可能会导致发动机推力发生故障,飞行次级喷油孔和活门结焦会导致热场和涡轮损坏。由于热量未能及时散发至大气中,喷嘴内的残余燃油被热量加热到焦化门槛值以上,未燃烧的燃油可转化为焦炭。

LEAP-1B发动机燃油喷嘴剖面结构

根据CFM通报,近三年期间LEAP-1B发动机燃油喷嘴出现了多种结焦模式,在发动机投入使用的过程中,目前确定燃油喷嘴结焦表现为五个方面的问题:喷嘴主油孔(MO)结焦,飞行主喷嘴油路(PP)结焦,喷嘴活门卡滞,飞行次级油路(PSEC)结焦和隔热层破损。

不同供应商锻造的三号轴承壳体对比

1、主油孔结焦:严重的主油孔(MO)焦化会导致热场和涡轮损坏。从阻塞的喷嘴流向非阻塞的喷嘴,导致更高的燃油流量和更高的温度。如果燃油歧管由于堵塞而到达燃油泵旁通路,可能会导致发动机推力发生故障,但目前为止,CFM尚未收到推力发生故障的报告。在分析LEAP系列发动机经验后,13%的CNR来自燃油喷嘴主孔结焦。

喷嘴主油孔结焦

2、飞行次级喷油孔和活门结焦:飞行次级喷嘴油路用于发动机加速期间(例如用于“起飞”和“复飞”)。堵塞的次级油路会导致燃油泵在转化到高功率时背压增加。在一些发动机中观察到,它可能导致短暂的(大约2秒)燃油泵释压。油泵进入释压模式时燃油压力会有突然升高,这可能会导致失速(目前暂无报告)。活门系统控制燃油流量。残余燃油会结焦,造成黏滞。已经在在少数发动机中观察到此情况,黏滞的喷嘴活门会导致热场和涡轮损坏。

飞行次级喷油孔结焦

3、燃油喷嘴隔热层破损:隔热层破损表现为隔热层(TBC)剥落,径向开裂和氧化。此故障并非在全球机队都有发生,与发动机运行的区域有关。外径氧化是导致失效的主要原因。AMM限制允许最多8个全径向裂纹。在发动机大修时,受到CMM限制,60%的喷嘴进行了尾部防热罩修理。

燃油喷嘴隔热层破损实物照片

工程措施:

1、针对主油孔结焦,CFM监控飞行主喷嘴附近的EGT突变,判断是否有结焦,该喷嘴在发动机起动中为主用喷嘴。使用以下逻辑:1)在发动机起动时,偶数编号喷嘴附近EGT探头读数突变大于200摄氏度,奇数编号大于250摄氏度下触发CNR,要求在45天或225循环内换下全套喷嘴;2)CFM推荐航司在偶数编号喷嘴EGT突变小于290摄氏度前,奇数编号喷嘴小于340摄氏度前完成喷嘴的更换。3)孔探高压涡轮相关部件(CAD要求),监控燃油喷嘴结焦的情况。

EGT探头感知到燃油喷嘴结焦导致的局部高温

2、针对飞行次级喷油孔和活门结焦,CFM已经建立活门黏滞分析的CNR,需要发动机EEC软件版本在V6.73之上,以获得数据。CFM已经针对飞行次级喷嘴油路和活门黏滞制定下发SB计划。当接到CFM发出的活门黏滞的CNR时,拆卸并更换所有燃油喷嘴。正常CNR:150个循环或30个工作天,以先到者为准。紧急CNR:35个循环或7个工作天,以先到者为准。

3、针对燃油喷嘴隔热层破损:如果燃油喷嘴的损伤超过AMM标准,拆卸并更换,CFM建议有定期监控计划的航司在定期检查之前,确认有可用的燃油喷嘴库存。CFM正在设计一种新的涂层,其测试和验证已经完成,目前已经启动在机队的现场使用评估,将对安装有新式隔热层的喷嘴的LEAP-1B发动机进行飞行测试。

4、CFM发布SB73-0042,在EECV6.73版本次级喷嘴和燃油喷嘴活门黏滞的门槛值之前(先到为准)更换燃油喷嘴,建议跟进SB情况并及时评估执行。

世界各区机队的门槛值
CFM针对LEAP-1B发动机燃油喷嘴结焦措施一览

5、作为最终措施,CFM针对燃油喷嘴结焦问题设计了RBS(反向通气系统)。该系统使用一台鼓风机集成到现有的10级发动机排气气道中,在发动机关车后,冷却空气流入内涵道,为燃油喷嘴提供冷却,促进核心机硬件散热。就像之前的EEC冷却的鼓风机,飞机为鼓风机提供电源和控制。RBS是完全自动化的,机组人员看不到,也无需飞行员操作。在地面关车时,跟随起动手柄在发动机慢车时的切换,RBS作动命令发送给飞机。RBS系统将在发动机关车后激活长达60分钟,或直到下次发动机起动。系统设计为可在翼进行加改装。系统健康状况将使用EEC报告数据和机外分析进行监测,通过CNR发送发动机维护建议。目前,该系统正在测试取证,其效果将待系统改装执行后验证。

反向通气系统原理图
反向通气系统的计划工作时间图示
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