好奇心杀死猫(上)

xlan1976

看了半天，云里雾里，不知是那个年代的飞机系统跟现在有差异，还是道格拉斯的飞机跟波音的有差异。。

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这个“转速表断路器”中的断路器英文原文是Circuit Breaker吗？

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现在脉络基本搞清楚了
5 f% V+ q; T0 R3 [9 v- A神牛所说的断路器Circuit Breaker，俺们业内翻译作跳开关。
跳开关实际是一个在用电元件电路上的电开关，如果是大电流电路，也可能是接触器Contactor的形式。它的用途主要有两个：
. c' D* G  D: [6 V$ ~5 s. w1.当某个部件故障，而在这个部件不工作的情况下飞机也是适航的，通过拔出相应的跳开关把故障部件隔离出去以便飞机放行。具体是否需要拔出跳开关放行的依据通常是MEL。
% G( H/ H; n2 d4 a1 C( T! @2.在维护工作中，如果需要拆装某个部件的话，在工作前拔出相应的跳开关以使部件断电。这时是否需要拔出跳开关放行的依据通常是AMM。
, F( r8 A- u( m) ^1 Z总体上说，虽然很多跳开关是在驾驶舱，但在飞行中应该是不允许动的。因为飞机的很多系统是相互交联的，机组在不充分了解系统工作的情况下拔跳开关会产生难以预料的后果，就如本例
7 N5 q: t5 l* K歇会儿，再来补充一些相关知识。。

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晨枫 发表于 2013-12-24 10:16
4 U$ C: ^4 |5 V" Q& `也就是说，这相当于PLC里的bypass。惊讶：驾驶舱里拨这样的开关？为什么呢？如果是我设计的话，这样的开 ...

俺回来啦，首先说明一下，顺便回答晨大的问题
- |1 l1 s% J! t( V* D# E. d我刚才随想随写，漏了跳开关的一个最基本功能，也就是为什么会有这么个东西的最初原因
这个东东的基本功能是为电路提供保护的。。跳开关除了可以手动拔出外，是可以自动跳开的。如果电路中因为某些意外导致电流超过一定值，挑开关就会自动跳开，避免电路和相关元件的进一步损伤。
. [8 _! w- H$ N' O2 G3 ~5 R所以为什么有部分跳开关会在驾驶舱呢就是因为这个东西在空中是不允许拔出的，但是可以闭合的。。如果空中因为一些瞬时出现的意外情况导致一些跳开关跳出，机组可以把它闭合，以保证系统可以正常工作。
当然，并不是所有的跳开关都可以这么做，特别是强电系统的跳开关比如燃油泵等，这些一般是不在驾驶舱的。。

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martian 发表于 2013-12-24 11:13
断路器打开时，N1信号不能为空，否则会报警。

& P2 i% c9 O: y, ]# j7 z, E不是这样的，这跟报不报警木关系，跳开关拔出后，失去N1信号一样会有警告显示只不过本例中是机组有意拔出的，他们把警告自己忽略掉了。。
7 s- R8 K. ]0 U* U) r跳开关的用途看我的两个回复

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晨枫 发表于 2013-12-24 10:13
这样的断路器存在的目的是什么？发动机控制没有“失去信号”保护吗？工业控制的惯例是：失去信号，阀位有 ...

: T3 w0 `* I# J: _发动机控制当然是有失效保护滴。
但在这个案例里比较奇葩，所以我还要看神牛的进一步描述。从火星松鼠的剧透看应该是当时发动机的失效保护不够完善，所以在失去实际N1输入后出现发动机超限的情况。

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6 `. B3 Q' n9 U/ @8 y1 ?好了，接着做相关知识的科普
发动机的推力通常在驾驶舱的显示并不是多少多少千牛或是多少多少磅，因为这个太不直观了，而且除了表示推力木啥用处，所以通常使用比较直观能够反映发动机状况的相关参数表示。就像地面开车，你看到的不是发动机输出了多少功率而是工作在多少转速一样。
飞机上用于表征发动机推力的参数不同的厂家不一样，RR和PW用的是EPR，就是发动机喷口处压力和进气压力之比，GE用的是N1。发动机转速在驾驶舱显示用百分比，这个只是一个相对转速，并不是说两个转子的百分比一样就代表两个转子转速相同。之所以用N1是因为N1随推力上升变化的更线性一些。由于启动机连接在N2轴上，所以在达到慢车转速以前，N2上升很快，一般可以到50%-60%，之后上升变慢，而慢车推力通常只由起飞推力的不到5%。。当然EPR值是与发动机推力变化最直接相关的。不过我觉得机组宁愿使用N1作推力参数，因为不管用不用EPR，N1都是一个重要数必须时时关注的，多个EPR就又多个参数需要监控。
8 ]2 K* v: F& {% P) L1 o70年代的发动机的失效保护是怎样的不太清楚。不过在今天大家到不必为向本例这样的事过分担心。如果出现象本例这样失去N1信号的情况，发动机的控制元件会自动设定一个比较安全的预定值为实际N1，当然这个值是根据N2、EGT、油门杆角度等可用参数计算出来的安全裕度比较大的数值，以确保发动机可以安全的运转。同时会有相应的驾驶舱警告通知机组这台发动机出了比较大的问题，就别玩飘了，老老实实按检查单作吧。
) o  U/ q8 H6 I( `% k9 d' v; o未完待续。。

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晨枫 发表于 2013-12-24 11:52
3 i9 N/ R: N; l+ S% \4 i1 x) fN1信号是什么？

1 p2 h: b6 j; `发动机低速轴转速信号

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再来讲一下自动油门的问题。
自动油门系统实际上比较复杂，处于自动油门模式下，自动油门计算机需要根据多个系统的信号来决定当前的推力设置。
) S0 z: a* q# i/ L! K3 ]6 |一般来说，自动油门系统需要接受来自惯导的姿态信号和垂直加速度信号、来自大气数据系统的环境参数和空速、来自发动机各传感器的发动机当前状态信号、来自FMC和机组MCP板输入的指令信号等等，通过这些自动油门计算机计算为保持指令状态所需的发动机推力也就是目标N1或目标EPR，在计算出所需的油门杆角度，然和设置油门杆保持所需的推力。如果某些信号丢失，最普通的做法就是自动油门系统根据其它可用参数选取一个预定值来代替。
由于自动油门系统接收的信号很多，所以个人认为本次案例中机组所做的实验有点吃饱了撑的。。

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晨枫 发表于 2013-12-24 11:57
我对breaker的理解是动力线上用的，电动机过电流保护之类，信号线上从来没有听说过breaker，因为想不出来 ...

所以他们玩飘嘛，这两个家伙太自信了，驾驶舱里的所有跳开关飞行中都是不允许拔出的，除非检查单上有特别说明。
" n( }0 \5 [: N: U如果跳开关自动跳出，飞行员要根据检查单决定是否可以闭合，也不是随便就能动的。
4 f: B" c9 e% V5 ?( c5 qN1转速传感器的跳开关多半是维护用的。这里所谓转速表breaker不准确，可能是神牛引用资料的作者也不太懂，转速传感器将转速信号转给转速指示和发动机控制，再由发动机控制传到其他应用系统。也有的是转速信号只转给发动机控制，再由发动机控制传到其他应用系统。
另外从他们断开跳开关到发动机失效时间不算短了。
% @; [/ e$ V* u- l  s7 Z2 o不过我个人认为这还是因为当时的发动机控制不完善，N1转速丢失没那么严重。

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晨枫 发表于 2013-12-24 11:52
/ A3 p$ l( k- F* CN1信号是什么？

发动机转速用N表示，由低速轴向高逐次用数字1、2、3代表，所以PW和GE是N1和N2，RR是N1、N2、N3。

xlan1976

另外，当3发火警灯亮的时候，飞行工程师的做法让我有点疑问，一般这个时候先关燃油泵是没问题的，但紧接下来的动作就应该是提灭火手柄，而不是去看燃油泵到底关没关。即便是燃油泵关了，只要发动机运转，由于虹吸作用发动机还是有供油的。所以应该在关燃油泵后立刻提灭火手柄，这样才能切断所有到发动机的输入输出包括电源、液压、引气和供油。

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xlan1976 发表于 2013-12-24 12:17
1 m3 V& ?6 C4 T  f1 r+ G( c/ h另外，当3发火警灯亮的时候，飞行工程师的做法让我有点疑问，一般这个时候先关燃油泵是没问题的，但紧接下 ...

5 B0 ^$ i( i, h* ], U" K9 e& k又看了下，好像他的动作应该是关车，在关车不成的情况下提灭火手柄，这样就没问题了。

xlan1976

喜欢 发表于 2013-12-24 15:05
请注意，请参与讨论的各位注意，文中说的是，breaker拔出来了，没事。等他们把那几个breaker＂照原样＂安 ...

嘿嘿，凡是mm说的都是有道理滴
不过话说回来，俺仔细想了想，mm说的确实是有一定道理的。。

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橘子和枪 发表于 2013-12-25 00:01
根据xlan1976的科普加上神牛的描述，猜测一下可能的原因。
. i8 q# H; c0 k0 v4 |
$ Z9 a9 v1 C+ x; l: S: _那个N1转速传感器的跳开关可能是在地面进行发动 ...

总体来说，老兄所说的是有一定合理性的。
不过发动机控制也是在不断发展的，这是70年代发生的事，那个年代数字电路控制应用的还比较少，我不太清楚DC10的情况，不过那个年代的发动机肯定都还是液压机械式的控制，对发动机包容性的适航要求是什么样也不太清楚。。
以我个人的经验，通常测试发动机燃油控制还是会运转发动机的，在FADEC技术应用之后，有些测试可以不需要启动发动机到慢车功率以上，之前还是要的。采取外部提供一个模拟信号的方式是有的，但没有用到N1上，这个跟N1传感器产生信号的方式有关。

xlan1976

9 m, E7 |( e- S. g找了找737Classic的N1指示的资料，737CL使用的CFM56-3发动机还是液压机械式的控制，显示也是LED灯加模拟显示的形式，应该与DC10类似。
5 R. x9 P6 L. n' r- c* v" G先说一下N1 转速传感器的工作原理，N1 转速传感器得外形类似于一个长长的探针，在N1轴上与探针相对应的位置是一圈磁环，磁环上是一圈键齿。在传感器内部则有几组感应线圈。这样当N1轴转动时，在探测器内部的感应线圈上就会产生感应电动势。在磁环上某个键齿处的键齿比其它的要短一些或者没有，这样当该键齿转到传感器位置时感应电动势就会发生变化，记录下感应电动势的变化频率就可以得到N1的转速。
由此可见，N1转速传感器本身是不需要外部电源的，因此应该也不需要跳开关，但是对于以前的模拟显示的飞机来说，N1转速表为了给LED和模拟仪表盘供电时需要外部电源的，一般使用28V直流电，因此转速表是有跳开关的。所以神牛所说的转速表跳开关是没错的，是我自己想当然了。。
对于现在的飞机来说，N1转速指示整合到数字显示的EICAS或ECAM里，就没有单独的跳开关了。
# A0 w! ~+ o. |! J# B/ j$ `  u0 K而在737CL的N1信号传递给转速表和传到自动油门和发动机控制的是两条单独的回路。也就是说，对于737CL而言，拔出转速表跳开关只会关闭驾驶舱的N1 指示，对于发动机控制和自动油门控制是没有影响的，在使用数字显示形式的737NG上也是类似的设计。不知道是不是因为DC10这次事件而作的改变。

xlan1976

橘子和枪 发表于 2013-12-27 23:04
根据xlan1976的描述的工作原理，N1传感器应该是涡流探头，不知道CF6的涡流探头具体原理，但是我们用的涡 ...

老兄还真是下了不少功夫啊
CF6发动机不熟悉，不过从我知道的CFM56、PW4000的情况下，N1转速传感器都没有外接电源。一方面可能是它们从转速表或是CDS/DEU处获取电源（从手册描述和电路图上看不一定是这样，但或许有这种可能）；另一方面N1传感器的基本原理就是感受感应电磁场的参数变化频率来计算转速，但具体感应那个参数，好像不同的发动机不太一样。俺没有研究过这一类传感器，不敢妄下结论。
, |+ w0 g3 |8 Z9 ]9 w您对过程的分析我觉得还是挺有道理的。不过喘振虽然危害巨大，但大部分情况下在初始发生时没有可以导致发动机叶片断裂脱出这样的威力。我们在地面试车时也遇到过喘振，另外我也遇到过飞机在进近和在地面滑行时出现喘振的问题。喘振出现时，现象首先应该是听到类似咚、咚的声音并伴随有发动机参数的异常变化，有时机组可以感受到振动。大部分情况下，只要将油门杆离开喘振发生的转速区域，就可以使发动机恢复正常。另外，发动机的参数都是相关联的，机组虽然拔出了转速表跳开关，但其他参数包括N2、EGT、FF都是正常显示的，我相信作为经验丰富的机组在拔出了转速表跳开关的情况下会密切注意其他参数的变化，因此我觉得应该还有其他因素导致发动机在如此短的时间内迅速失效。而且机组拔出了所有三个发动机的转速表跳开关，调节自动油门设定值也是对三台发动机同时有效的操作。但为何其它两台发动机没事？这也是需要解释的问题。
最近被787折腾的实在没有时间去看松鼠发的那个报告。。也许我的疑问在里面都已经解释清楚了。