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1、FTA故障树分析实例教学*1*2螺旋桨顺桨系统FTA故障树分析o 学习要求 n 能够综合运用故障树分析复杂机电液系统的重大故 障和事故。 o 教学内容 n 产品描述 n 产品FTA约定与要求 n 建立产品故障树 n FTA分析要求 *3顺桨系统概述o 什么是顺桨？对于多发动机螺旋桨飞机，当发动机处于停车状态 时，必须将该发动机的螺旋桨处于顺桨状态，即将桨叶 置于最小飞行阻力的位置，这样使该发动机螺旋桨的迎 面阻力最小，产生的偏航力矩也最小，便于操纵飞机保 持单发直线飞行，防止灾难性事故的发生。 *4顺桨*5J16G10A顺桨系统描述 o为实现螺旋桨顺桨，WJ5AI发动机和J16-G10A螺旋桨
2、顺桨系统 具有扭矩自动顺桨、负拉力自动顺桨、人工顺桨和应急顺桨四种 顺桨工作方式。其系统原理示意图如下 WJ5AI发动机和J16-G10A螺旋桨顺桨系统框图 *6*7产品描述 o 运七飞机螺旋桨顺桨系统由与WJ5AI发动机对接的J16 -G10A螺旋桨和安装在发动机上的TS-14C调速器、 SJG-1B扭矩压力自动顺桨传感器、负拉力自动顺桨检 查电磁活门（YDF-25液压电磁阀）、RT-9E燃油调节 器上的扭矩自动顺桨联锁开关以及飞机上的顺桨泵和螺 旋桨顺桨电气控制装置（包括顺桨按钮、应急顺桨手柄 、顺桨继电器、回桨继电器、停车继电器、信号灯等） 组成。 o 为实现螺旋桨顺桨，WJ5AI发动机
3、和J16-G10A螺旋桨 顺桨系统具有以下几种顺桨功能（顺桨系统框图见附图 1）： *8功能和原理-扭矩自动顺桨o WJ5AI发动机在0.7额定状态以上工作时，若扭矩压力 下降到10kgf/cm2，螺旋桨即自动顺桨，发动机停车 。RT-9E燃油调节器保证扭矩顺桨联锁开关在0.7额定 以上时接通（即当油门角在35.537.5以上时，联 锁开关接通）。 o 保证扭矩顺桨的另外两个联锁开关由SJG-1B扭矩压力 自动顺桨传感器控制。当扭矩压力在25+2 - 1kgf/cm2以上时，准备顺桨开关接通，使飞机电气系 统中准备顺桨继电器工作并自锁。当扭矩测量传感器内 的油压下降至（101）kgf/cm2以
4、下时，顺桨开关接 通，使顺桨继电器工作，并通过飞机电气系统控制飞机 的顺桨泵开始工作，顺桨泵工作信号灯亮。顺桨泵出口 的高压油通过调速器进入大距油路，使桨叶变大距直至 顺桨（桨叶角达到92.5）。在顺桨泵开始工作的同时 ，飞机电气系统将发动机停车继电器接通，使发动机停 车。 *9功能和原理-人工顺桨 o 在自动顺桨相关系统失效或在必要时应进行人 工顺桨。此时可通过电气设备操纵调速器进行 工作，使螺旋桨进入顺桨位置。 o 人工顺桨时，应按下顺桨按钮。 o 按下顺桨按钮后，顺桨按钮会自锁，并接通下 列部件：顺桨时间自动装置、顺桨泵接触器和 顺桨继电器。 o 顺桨泵接触器接通后，顺桨泵工作信号灯亮，
5、 使桨叶进入顺桨位置。 o 顺桨继电器接通后，电流经其闭合触点使发动 机停车继电器工作，向发动机停车电磁活门供 电，使发动机停车。 *10*11o发动机减速器上装有负拉力自动顺桨传感器，当发动机油门角在 （262）以上时，如果螺旋桨桨轴上产生的负拉力超过（720 850）kg，传感器会向调速器输送信号，负拉力自动顺桨系统 使螺旋桨顺桨。 oTS14C调速器上装有负拉力自动顺桨活门。当发动机油门角大 于（262）时，RT-9E燃油调节器的联锁开关关闭，使负拉力 顺桨分流活门上腔的回油路封闭，通过节流器使负拉力自动顺桨 活门上油腔的油压上升至12+3 0kgfcm2，此压力的大小由小 减压活门来保
6、证。此时，当桨轴上负拉力超过(720850)kg时 ，负拉力自动顺桨活门下腔通过油路由负拉力顺桨传感器泄油活 门不断泄油。当负拉力自动顺桨活门下油腔油压低于2.5kgf cm2时，该活门将下移，高压油通过负拉力顺桨活门环槽进入顺 桨分流活门上腔，使顺桨分流活门下移，为高压油进入大距油路 打开通道。同时，另一油路的高压油接通调速器上负拉力顺桨电 门，通过电路使飞机自动顺桨电气系统开始工作。以后的工作情 况与扭矩自动顺桨相同。 功能和原理-负拉力自动顺桨 *12*13功能和原理-应急顺桨 o 在电气操纵设备发生故障及在必要时应进行应急顺桨。 此时，可用液压油操纵调速器使桨叶强制进入应急顺桨 位置。
7、 o 应急顺桨时，应接通应急顺桨开关，此时，由飞机液压 系统来的压力为（3070）kgf/cm2的液压油沿油路 流向顺桨分流活门。 o 在液压油的压力作用下，顺桨分流活门向下移动，从而 通过顺桨分流活门的环槽使大距油路与调速器油泵的压 力油路相通。此时，来自调速器油泵的压力油沿大距油 路进入螺旋桨大距油腔内，使桨叶进入顺桨位置。 o 液压油同时引入RT-9E燃油调节器应急停车开关，使发 动机停车。 o 应急顺桨时，螺旋桨不能完全顺桨，桨叶角停在约（ 6070）位置。这是因为当应急顺桨时，应急顺桨信 号迫使发动机停车，靠发动机的惯性力运转所产生的滑 油压力不足以使螺旋桨达到完全顺桨状态。*14*
8、15飞行手册中关于顺桨系统操作的规定o 人因因素是影响发动机顺桨系统可靠性的重要 因素 o 本案例主要参照运七飞机100型飞行手册 关于顺桨系统的规定。 *16飞行手册中关于顺桨系统操作的规定o 飞机离地后一台发动机失效，如果继续飞行， 空勤组应按照下列程序操作： 飞行工程师在起飞过程中应注意观察两台发动 机的工作状态，一旦有一台发动机失效，立即 报告“右发（或左发）失效，螺旋桨已顺桨”。 如果螺旋桨未能自动顺桨，飞行工程师按照机 长命令，立即按下AN-12顺桨按钮，使螺旋桨 顺桨、将失效发动机的防火开关关掉，然后用 液压系统重复顺桨。*17飞行手册中关于顺桨系统操作的规定o一台发动机空中停车
9、 a如果螺旋桨未能自动顺桨，应该进行人工顺桨。 将油门杆收到空中慢车止动档位置，如果发动机 或其附件失效，允许在发动机的任何工作状态中 将螺旋桨顺桨 b按下AN-12顺桨按钮，23秒后松开，这时橙黄 色的顺桨信号灯亮，顺桨泵、顺桨自动定时器、 发动机停车电磁活门接通，喷嘴的燃油供给切断 （发动机停车），螺旋桨进入顺桨位置，经过12 秒，自动定时器将顺桨泵断开，顺桨信号灯就熄 灭，而发动机停车活门仍处于接通状态。*18c将发动机停车开关扳到“关闭”位置。 d将油门杆扳回到0位置，并关掉防火开关。不论 螺旋桨是否进入顺桨，都要用液压系统对发动机 再次顺桨 e如果螺旋桨自动回桨，应该再次用AN-12
10、顺桨按 钮使之顺桨。*19o 在下降中一台发动机失效 下降中，当发动机的工作状态低于油门杆位置 24时，如果一台发动机失效，螺旋桨不会自 动顺桨，而是自转状态，必须立即用顺桨按钮 使失效发动机的螺旋桨顺桨，关闭失效发动机 的防火开关，并用液压系统再次顺桨，将发动 机停车开关放在“关闭”位置。*20产品FTA约定与要求o FTA的约定 n 不考虑外力破坏引起的故障； n 各结构件牢固、可靠、故障率很低，建树过程中不 考虑； n 故障树中的底事件之间是相互独立的； n 每个底事件和顶事件只考虑其发生或不发生两种状 态； n 寿命分布都为指数分布； o 故障树的定性分析，求出系统的最小割集。 o 故障树的定量分析，计算顶事件发生概率。 o 故障树的定量分析，计算概率重要度、结构重 要度
