在过去的几年中,空客A320飞机在着陆时前起落架轮胎发生90°转向的安全事件引起了关注。这些事件的调查揭示了不同的原因,空客也采取了相应的解决措施。2005年的一起事件中,由于前起落架减震器上部支撑的凸耳被剪切,导致前起落架无法保持居中位置,进而触发了警告并导致鼻轮爆胎。调查还发现,BSCU标准在着陆前检查中实施了更多的转弯动作,增加了凸耳的疲劳。此外,不正确的维修操作也导致了减震器内部压力过高。为了解决这些问题,空客更新了BSCU标准,改进了前起落架减震器的维修程序,并引入了新的防呆设计。在另一起事件中,由于BSCU的硬件故障,鼻轮能够旋转到90°。空客随后引入了更新的设计,提高了BSCU的可靠性,并允许在主BSCU系统的输出被冻结时切换到备用系统。此外,还有事件是由于BSCU1的电流瞬变导致前轮转向功能故障,以及由于错误的维修操作导致液压选择活门被卡在打开位置。空客对BSCU标准进行了进一步的改进,并强调了遵循维护和操作程序的重要性。最近的事件中,由于RVDT传感器进水,导致前轮在着陆前测试中无法回中,机组人员在不恰当地操作A/SKID和N/WSTRG电门后,BSCU被重新激活,导致前轮进一步向90°旋转。空客强调了在清洗作业中遵循AMM/MP的重要性,并更新了MMEL,以避免在前轮转向系统无法使用的情况下放行飞机。这些事件虽然没有造成严重的人员伤亡,但对飞机的前轮造成了损坏。空客通过更新BSCU标准、改进设计、强调维护和操作程序的遵守,以及避免在前轮转向系统无法使用的情况下放行飞机等措施,来防止类似事件的再次发生。
译者为本人,未经允许请勿转载本译文。
在过去数年中,发生了多起着陆时前起落架(NLG)轮胎发生90°转向的安全事件。针对这些事件的调查已经查明了造成事件的根本原因,而这些原因在每一起个例中都有所不同。空客已经制定并实施了相应的解决方案。
本文旨在描述几起前轮90°转向事件的调查结果,并指出其原因为何没有关联。除此之外,本文还将回顾针对这些事件原因的纠正措施以及现有的操作建议,以防止类似事件的再次发生。
2005年,一架空客A320在起飞过程中,在机组收起起落架手柄后的数秒内,触发了L/GSHOCKABSORBERFAULTECAM警告,随后又触发了WHEELN/WSTRGFAULTECAM警告。机组因此无法收回前起落架(NLG),于是机组决定进行一次低空通场,让管制员观察前起落架情况。管制员随后确认鼻轮旋转了90°,机组决定备降至一个跑道较长的机场。机组在降落前继续飞行了一段时间以消耗燃油。机组在跑道上着陆后没有使用扰流板,反推或自动刹车,以延迟鼻轮接地。鼻轮在接地后不久就爆胎了,并与地面的摩擦产生了大量火花。最终飞机安全停稳在跑道中线上,机组认为没有必要实行紧急撤离,所有乘客通过登机舷梯撤离飞机。
在前起落架减震器的上部支撑上有两个凸耳,防止其在其外壳中自由旋转(图1)。调查结果显示,这两个凸耳被剪切掉了,这导致前起落架无法保持居中位置。起落架控制接口单元(LGCIU)立刻检测到了故障,并触发了L/GSHOCKABSORBERFAULT警告。刹车与转向控制系统(BSCU)也检测到了旋转,停用了鼻轮转向系统(NWS),并随之触发了WHEELN/WSTRGFAULT警告。由于鼻轮转向失效,再加之防转凸耳损坏和气动载荷,使得鼻轮在中心线上旋转了90°.
调查还发现,相比于先前的BSCU标准,涉事飞机安装的BSCU标准在着陆前检查中实施了更多的转弯动作,这使得减震器上部支撑的2个凸耳承受了更大的疲劳。在飞机维修期间的不正确操作,也使得减震器内部压力过高。这导致这导致前起落架自定中机械装置受到额外的磨损,该机械装置与上部支架相连,并最终导致2个凸耳被剪切。
BSCU标准L4.9B减少了在着陆前检查中的转向动作次数。新标准改进已经完成,会造成凸耳故障的BSCU标准已不再使用。
在OEB175/176中公布的临时解决方案现在不再适用于任何A320系列飞机,因为BSCU的改进已经完成。
此次事件之前,在轮胎承重的情况下对减震器进行维修是允许的,但很难维修到正确的压力。这导致了减震器压力过大的趋势。并加剧其上部支撑的疲劳。事件发生后,前起落架减震器的维修程序得到了改进,以便使用前起落架千斤顶卸下前轮承重的情况下进行维修。如果减震器只能在轮胎负重的情况下进行维修,那么必须在接下来的7天内再次进行维修任务,并且要卸下轮胎负重。
在另一起因维修时错误的安装导致前起落架在着陆时90°旋转后,空客为前起减震器引入了新的防呆设计(图2)。这种设计可以防止减震器上部支撑的任何凸耳断裂,它被安装在2004年以来生产的所有A320系列飞机上,SBA320-32-1277(Mod34160)也可用于改装。
2007年,一架A320系列飞机起飞后,AUTOBRAKEMAXON指示灯一直亮着,并触发了BRAKESSYS2FAULTECAM警报。
在巡航过程中,机组人员按下了AUTOBRAKEMAX按钮。他们还将A/SKID和N/WSTRG开关设置为OFF,然后又打回到ON,这在任何ECAM/QRH/OEB程序中都没有要求。并且这对AUTOBRAKEMAXON灯没有影响。
进近阶段,在起落架放下后,AUTOBRAKEMAXON灯仍然亮着,并且触发了L/GSHOCKABSORBERFAULTECAM警告。机组人员将A/SKID和N/WSTRG开关调至OFF,AUTOBRAKEMAXON灯熄灭,但ECAM警报仍在。
机组人员最终在鼻轮90°转向的情况下将飞机降落。
调查发现,由于BSCU的硬件故障,鼻轮能够旋转到90°。尽管BSCU仍然处于激活状态,但它无法被控制,其输出被冻结,这导致了BRAKESSYS2FAULTECAM警报和AUTOBRAKEMAXON指示灯的故障。
一个更新后的设计被引入,以提高BSCU的可靠性,并允许在主BSCU系统的输出被冻结时切换到备用BSCU系统(即从BSCU1切换到BSCU2或反之)。
对新的BSCU标准的改进是强制性的,并已经完成。在受影响的BSCU标准被替换后,没有再收到报告有类似原因的事件。
2011年,一架A320系列飞机在巡航过程中,触发了NAVILS1FAULTECAM警报,随后触发了WHEELN/WSTRGFAULTECAM警报。在这之后,机组人员发现机长的PFD出现了几秒钟的空白。
在进近时,起落架放下后触发了L/GSHOCKABSORBERFAULTECAM警报。机组人员怀疑前轮转向存在问题,所以他们进行了一次低空通场,让管制员检查前起落架的位置。管制员随后确认,鼻轮转向了90°。机组按照A320FCOM程序中的建议,延迟前起落架接地。该程序适用于L/GSHOCKABSORBERFAULT和WHEELN/WSTRGFAULTECAM警报被触发时。飞机最终安全着陆,乘客通过舷梯撤离飞机,无人在此次事件中伤亡,一个前轮损坏。
在前起落架放下时,因为BSCU1的电流瞬变,导致前轮转向功能故障,转向控制也因此丧失,并触发了WHEELN/WSTRGFAULTECAM警报。电流瞬变是由于IDG1上的一个连接器出现电弧所致。在之前的几次飞行中也观察到了影响BSCU1的电流瞬变。
此外,还发现前起落架的一个维修任务没有正确执行,这导致液压选择活门被卡在打开的位置。这通常会在着陆前测试中被发现。然而,由于起落架手柄位置故障,飞行人员无法进行测试。这个故障在之前的几次飞行中都存在。
在活门被卡住的情况下,当前起被放下时,鼻轮上会存在液压压力。同时由于失去了转向功能,鼻轮开始转动。由于前轮不在居中位置,触发了L/GSHOCKABSORBERFAULTECAM警报。BSCU从系统1切换到系统2,但是因为前轮不在居中位置,前轮转向系统仍然没有激活。前轮一直旋转,直到90°。
现在,当起落架手柄位置出现故障,会触发BRAKESSYS1(2)FAULTECAM警报。这一改进可从BSCU标准L4.10中获得。它被安装在2016年以来生产的所有A320系列飞机上,SBA320-32-1432可用于改装。
在BSCU标准L4.9B引入后,BSCU现在在没有进行着陆前测试的情况下,会对前轮进行回中。这个新标准的改造已经完成。
在此次事件中,影响BSCU系统的电流瞬变不足以使BSCU系统尽早切换到系统2,而这将防止前轮旋转90°。
如果PFD闪烁而没有出现ELECGEN1(2)FAULT警告,机组应执行”DisplayUnitFailure”QRH不正常程序。如果机长侧的PFD受到影响,应将GEN1设置为OFF。,如果副驾驶侧的PFD受到影响,应将GEN2设置为OFF.该程序的执行会迫使BSCU切换到备用系统。
2021年1月,一架A320系列飞机在进近时,在起落架放下后触发了L/GSHOCKABSORBERFAULT和WHEELN/WSTRGFAULTECAM警告。机组人员将A/SKID&N/WSTRG开关设置为OFF,并打回到ON,尽管在任何ECAM/QRH/OEB程序中都没有要求这样做。按照A320FCOM程序的建议,当L/GSHOCKABSORBERFAULT和WHEELN/WSTRGFAULTECAM警报被触发时,机组应降落飞机并尽可能地推迟前起落架的接地。
在前起落架接地后,两个前轮均爆胎,飞机停在了跑道上,无人伤亡。事后发现前轮转向了90°.跑道上发现了超过1200米长的滑行痕迹(图3)。
在事后对前起落架的检查中,发现两个旋转可变差动变压器(RVDT)中出现了水。这两个传感器向BSCU提供前起落架转向位置的角度。在事件发生的前三天,飞机在一次C检中进行了清洗。RVDT的进水很可能发生在这个时候。
在C检和清洗后,进行了一次调机飞行。在对这次飞行的FDR数据分析后发现有一个RVDT被堵塞了。这很可能是由于RVDT中的水在高空结冰所致,但可能在降落时冰破裂而解开了堵塞。这次飞行导致了前轮偏转,并在接下来的7次飞行中一直处于偏转状态。
事件发生时,在滑行过程中,前轮偏转几乎达到2°。机组人员修正了偏转,继续起飞。
当起落架放下时,触发了L/GSHOCKABSORBERFAULT和WHEELN/WSTRGFAULTECAM警报。前起转向的角度已经过大,无法通过正常的前轮机械回中来纠正。
当机组不恰当地反复开关A/SKID和N/WSTRG电门时,BSCU被重新激活,并向转向作动筒提供液压。在着陆前测试中,由于传感器故障,BSCU无法将前轮回中,而且前轮转向位置的角度已经过大。这导致鼻轮在着陆前进一步向90°旋转。
必须遵循AMM/MP对前起落架进行清洗作业(12-21-11″ExternalCleaning”,参考AMM/MP32-21-00″CleaningoftheNoseLandingGear”)。这些任务明确警告不要使用高压水管进行清洗,并提供了要使用的保护措施的详细信息。
A320FCOM补充程序“OperationwithNosewheelSteeringOffset”规定:机组不应尝试在偏转超过1.5°的情况下起飞。前轮转向偏转量是根据消除飞机在滑行时的转向趋势所需的方向舵修正输入来确定的。
机组必须只在飞行中执行允许的重置程序。这些程序在A320QRH的系统重置表中有列出。如果飞行人员执行该表中未列出的重置程序,可能会导致意外的严重事故。
2021年3月,一架A320系列飞机在放行时,前轮转弯系统失效(MEL条目32-51-01″NoseWheelSteeringControlSystem”)。这是由于BSCU检测到了此故障。在发动机启动过程中,WHEELN/WSTRGFAULTECAM警报被触发,这也是MEL放行时预料到的情况。
MEL的操作程序规定,当前轮转向系统失效时,机组必须避免急转弯。在滑行过程中,机组使用了差速刹车和不对称推力来操纵飞机转弯。然后,机组人员进行了180°的急转弯,使飞机在对齐跑道,这违背了MEL的要求。起飞后,L/GSHOCKABSORBERFAULTECAM警告被触发,起落架手柄被卡在DOWN位置。机组人员进行了飞行中返航(IFTB),并将飞机降落。前轮转向到90°,两个前轮轮胎均爆裂(图4)。
由于前轮转向失效,前轮处于自由转向模式(Free-To-Castormode)(图5)。
在自由转向模式下,由于前起的倾斜角提供了自回中的效果,前轮在最多15°的转向后会回中到0°。在15°和25°之间,前轮也会回中到0°,但更加困难。如果前轮的转向角超过25°,那么前轮将向90°旋转。
对飞行记录仪数据的分析发现,在滑行过程中,前轮转向角度的变化导致了飞机180°转弯。在第一次左转时,前轮偏转角保持在15°以下,并自回中(图6),在右转过程中,前轮的偏转角超过了25°,这意味着在180°急转弯结束后,前轮将继续向90°位置旋转。在起飞抬轮过程中和着陆时,前轮始终保持在90°的位置。
由于前轮没有处于0°的居中位置,起飞时触发了L/GSHOCKABSORBERFAULTECAM警报。这使得机组无法收起起落架。
在过去的15年中,空客收到的A320系列飞机的前轮转向失效情况下放行的案例非常少。在前轮转向失效的情况下放行飞机需要采取相关的操作预防措施,这些措施在相关的操作程序中都有说明。
即使安全分析表明,前轮转向系统失效的情况下放行飞机,安全性是可以接受的,但运行负担是很大的。因此,为避免此类事件再次发生,将从MMEL中删除前轮转向项目32-51-01。在前轮转向系统失效的情况下,将不再允许继续放行飞机。
更新的MMEL修订版于2022年2月发布。同时还将发布一份FOT,进一步解释删除该MMEL项目的理由,并在前轮转向失效的情况下提供适当的解决手段。
由于设计上的差异,其他空客飞机型号无法在前轮失效的情况下放行。唯一的例外是A300/A310系列飞机。根据在役经验和A300/A310前轮的设计,机轮不存在偏转90°的可能性。
A320FCOM中规定,当WHEELN/WSTRGFAULT和L/GSHOCKABSORBERFAULTECAM警报都被触发时,前轮可能处于90°偏转,建议在着陆时推迟前轮接地。
近年来,A320系列飞机在降落时,其前轮90°偏转的事件由不同的根本原因导致,事件之间并无关联。这些事件中没有严重的人员伤亡,并且这些飞机的前轮所造成的损坏是可以修复的。
为防止类似事件的再次发生,空客已经采取了行动。更新了刹车系统控制单元(BSCU)的标准,并进行了改装。在A320系列飞机上安装了前起减震器上部支撑的改进设计。
遵循维护和操作程序仍然是防止此类事件发生的最有力的安全保障。遵守AMM作业是至关重要的:对于减震器的维修,避免超压状态;对于飞机清洗,不要使用高压水管。
同样重要的是,飞行人员要记住,他们必须只在飞行中执行允许的重置程序,这些程序在A320QRH/FCOM的系统重置表中有描述。如果飞行人员执行该表中没有列出的重置程序,可能会导致意料之外的严重事故。
最新采取的措施是避免在前轮转向系统无法使用的情况下放行飞机,以防止前轮90°偏转。
HélèneCARROLS,产品安全,事故调查员
LaurentCOUTURET,客户支持,刹车和转向操作专家
OlivierFERRAN,客户支持,高级飞行操作工程师
LaurentTIZAC,设计办公室,起落架机械设计专家
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