Cessna172R飞机电源系统ACU故障分析

Cessna172R飞机电源系统 ACU故障分析

张蔚然

中国民航飞行学院遂宁分院，四川省遂宁市 629000

[摘要：]Cessna172R型飞机是由美国Cessna飞机公司生产的单发活塞飞机，具有结构简单、使用维护方便、飞行成本低等特点，是世界上生产数量最多，使用最广泛的飞机。电源系统作为飞机的重要系统，其可靠性对飞行安全至关重要。近年，Cessna172R飞机电源系统故障频发，其中ACU（发电机控制组件）的故障对电源系统造成的危害最大，严重时可导致飞机整机断电。文章通过对ACU故障的深入研究，解决其在维护测试中的问题，有力提高飞机电源系统的可靠性。

[关键词：]ACU；过压保护；电压调节

一、一次典型的电源系统ACU故障

一架Cessna172R飞机在飞行中两部VHF（甚高频通信）无线电单边失效。该机去年也出现过相同故障，更换了两部VHF收发机，其中检测发现其发射机功放烧坏。更换VHF收发机后飞行中再次烧坏两台VHF收发机。维修人员检查发现其发电机断路器跳出，测量中发现发电机输出过压（约37.3V），ACU在发电机过压时未断开发电机输出线路，没有起到保护作用。

二、Cessna172R电源系统简介

Cessna172R飞机的电源是一个28V直流电源系统。主电源是一台皮带驱动的交流发电机(额定电压28V，额定电流60A)。飞机正常飞行时向全机提供所需的电能，满足用电设备的需要。使用一个额定电压24V、容量12.75AH的铅酸电瓶作为飞机的辅助/应急电源。在发动机防火墙的左前部安装了一个电源盒，内部包括一个发电机控制组件(ACU),一个外部电源插座和所有电气系统的继电器。

发电机控制组件（ACU），用于电源系统发电机电压的控制和电源系统的保护，内有调压器和反流隔断器。当系统过压时，ACU会自动断开发电机励磁跳开关，切断发电机输出。此时飞机转由电瓶供电。当电压低于正常值时，低电压警告灯会点亮。可通过复位励磁跳开关赖尝试恢复发电机供电，如果恢复正常供电低电压警告灯熄灭，否则不得再使用发电机。

三、ACU功能检查及故障原因分析

按照Cessna172R飞机维护手册的要求，每两年需要完成ACU功能测试，检查内容如下：

1、发电机调压功能。检测发电机输出电压在27.9V-28.5V范围内。

2、低电压警告功能。主汇流条电压低于24.5V时提供低电压警告信号。

3、过压保护功能。主汇流条电压高于31.75±0.5V时，ACU断开发电机励磁断路器。

4、反流保护功能。ACU监控发电机输出电流，电流反向流动时ACU断开发电机励磁断路器。

5、过励磁保护功能。ACU监控发电机励磁电流，励磁电流过大时ACU断开发电机励磁断路器。

本次故障主要是由于ACU的过压保护功能失效，但是机务人员在地面测试时未发现其功能失效。

根据Cessna172R飞机维护手册，ACU过压保护测试是在ACU的电压敏感线上施加测试电压。机务人员使用LAMAR公司的TE04测试设备，经过地面测量发现，模拟的过压状态高于40V，而维护手册要求的ACU过压保护点为31.75±0.5V，32.25V到40V之间的过压故障无法检测。当ACU发生故障，其过压保护点在32.25V到40V之间时，维修人员无法通过测试设备发现故障。而32.25V以上的电压，足以烧坏VHF收发机。

四、使用稳压电源测试过压保护

由于Cessna172R公司提供的过压保护测试方法不能准确的进行过压保护点的测试，我们研究使用电压可调的稳压电源来进行过压保护测试。其测试原理就是使用稳压电源替代TE04进行电压输出，将稳压电源的电压调节至31.75±0.5V范围内，如果在该范围内ACU过压保护功能能够正常工作，则能满足飞机电压保护的要求。测试方法如下：

1、将稳压电源的电源输出正线连接到ACU的橙色敏感线；

2、使用三用表检测敏感电压；

3、打开稳压电源，将输出电压调节至30V；

4、打开飞机电门，调节稳压电源，确认电压为31.75±0.5V时励磁断路器弹出。

五、结束语

Cessna172R飞机的电源系统结构简单，维护中经常出现故障简单处理，直接更换故障件的情况。由于发生了故障而没有深究故障发生的机理，很容易出现重复性故障。这不仅会浪费航材，还会降低飞机的可靠性。而飞机厂家指导性的维护依据，并不一定都准确可靠。维修人员在维护实践中应当带有怀疑的眼光，认真研究故障原因，寻找更可靠的排故方法，突出维护的改良措施，这不仅可以提高飞机的维护品质，对维修人员和维修单位的发展也会起到积极的促进作用。

参考文献：

[1]Model 172 Maintenance Manual（R24）Cessna Aircraft Company

[2]阎成鸿，Cessna172R型飞机机型培训教程，航空工业出版社