（北京飛機維修工程有限公司）
摘 要：介紹了關(guān)于空客A330機型駕駛艙門系統(tǒng)產(chǎn)生背景，列出了系統(tǒng)的組成、主要功能以及裕度設(shè)計，總結(jié)歸納了駕駛艙門系統(tǒng)的常見故障以及維修經(jīng)驗。該研究對于駕駛艙門的維護和排故具有借鑒意義。
關(guān) 鍵 詞：駕駛艙門系統(tǒng)；功能；故障；經(jīng)驗
1 背景介紹
駕駛艙門位于駕駛艙與客艙之間，用于隔離駕駛艙與客艙，為飛行員提供一個相對安全的飛行環(huán)境。
美國911恐怖襲擊事件以后，美國FAA次年1 月15 日發(fā)布了《運輸類飛機駕駛艙門設(shè)計的安保事項》，在25 部中新增了25.795 條。該條款提出了保護駕駛艙免受未經(jīng)許可人員的暴力入侵、輕型武器火力和爆炸裝置穿透的要求。
中國民用航空規(guī)章第25 部《運輸類飛機適航標準》中第795條規(guī)定，駕駛艙門必須設(shè)計成可抵御未經(jīng)許可的人員侵入。第772條規(guī)定，必須有措施使得駕駛艙門在卡住的情況下機組能夠緊急進入客艙，并且乘務(wù)員能夠在飛行機組失能的情況下緊急進入駕駛艙提供幫助。
2 駕駛艙門系統(tǒng)的組成
駕駛艙門系統(tǒng)由門、機械鎖以及駕駛艙門鎖系統(tǒng)（CDLS）組成。如下圖1所示為門的結(jié)構(gòu)，圖2所示為機械鎖。CDLS系統(tǒng)為電動控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)艙門的自動鎖定、密碼申請進入、電控解鎖與拒絕進入等功能，為機組控制艙門提供方便，不影響機組飛行精力。
圖 1 駕駛艙門系統(tǒng)（Cockpit Door System）
圖2 機械鎖（Dead Bolt）
如上圖3為駕駛艙門鎖系統(tǒng)原理圖，CDLS系統(tǒng)由跳開關(guān)、控制組件、控制電門、開關(guān)指示器、鍵盤、蜂鳴器、上中下電磁鎖以及電磁鎖跳開關(guān)盒組成。
駕駛艙門控制組件是該系統(tǒng)的核心部件，用于控制開關(guān)邏輯、延遲控制、故障指示等。控制組件上有兩個壓力傳感器，用于探測駕駛艙內(nèi)壓力；上中下三個電磁鎖的故障指示燈；以及對應(yīng)兩個傳感器的通道故障燈。跳開關(guān)相當于系統(tǒng)的總開關(guān)，用于切斷CDLS系統(tǒng)的電源供應(yīng)。控制電門由機組操作，有三個擋位：UNLOCK、NORM、LOCK，用于鎖定或者解鎖駕駛艙門。電門位于機組中央操縱臺方便機組觸摸到的位置。飛行狀態(tài)時電門位于NORM位，系統(tǒng)自動鎖定艙門。與控制電門安裝在一起的是指示器，用于指示艙門的開關(guān)狀態(tài)與故障指示。在駕駛艙門外的側(cè)壁版上的是數(shù)字鍵盤，用于客艙人員申請進入駕駛艙時輸入密碼。如果輸入密碼正確，蜂鳴器響，用于提示機組客艙有人申請進入。機組通過操作控制電門到UNLOCK位，解鎖位于艙門內(nèi)側(cè)的上中下三個電磁鎖，客艙人員可以進入。如果機組拒絕，電門撥置LOCK位時，電磁鎖保持鎖定狀態(tài)，駕駛艙門保持鎖閉。上中下三個電磁鎖用于鎖定駕駛艙門，其中中位鎖內(nèi)置的微動電門為指示器提供信號，用于指示艙門開閉狀態(tài)。跳開關(guān)盒子內(nèi)置三個條開關(guān)對應(yīng)三個電磁鎖，分別控制三個電磁鎖的電源供應(yīng)，當其中一個電磁鎖故障時，對應(yīng)跳開關(guān)跳出。
圖3 駕駛艙門鎖系統(tǒng)(Cockpit Door Locking System)
3 駕駛艙門系統(tǒng)的功能介紹
駕駛艙門的功能包括機組人員的正常進出，機組失能狀況下的乘務(wù)員緊急進入，駕駛艙/客艙出現(xiàn)釋壓時的泄壓，以及艙門卡住時機組向客艙的緊急逃生。
3.1 正常進入：
客艙人員在數(shù)字鍵盤上輸入正常密碼，密碼驗證通過后，控制組件控制蜂鳴器響，通知機組有人申請進入駕駛艙，此時CDLS系統(tǒng)發(fā)送信號給CNSS（駕駛艙監(jiān)控系統(tǒng)），機組通過顯示器，看到門外攝像頭監(jiān)控到的畫面，決定是否開門。如果機組拒絕開門，則此后的15分鐘內(nèi)，無法通過鍵盤輸入密碼再次申請進入。
3.2 緊急進入：
當懷疑駕駛艙內(nèi)機組失能后，乘務(wù)員輸入緊急密碼申請進入，如果2分鐘內(nèi)機組無操作，系統(tǒng)認定機組失能，則艙門自動打開5秒鐘，乘務(wù)員需在5秒鐘之內(nèi)進入駕駛艙，5秒鐘后艙門自動關(guān)閉。如果機組未失能，機組第一反應(yīng)應(yīng)是拒絕進入，并考慮乘務(wù)員安裝狀況，扳動電門到LOCK位后，此后15分鐘內(nèi)，無法通過鍵盤輸入密碼再次申請進入。
3.3 緊急釋壓：
當客艙出現(xiàn)緊急釋壓時，位于門下部的緊急逃離門將在壓差達到一定程度時，自動氣動打開，此緊急逃離門同時作為釋壓板。
當駕駛艙出現(xiàn)緊急釋壓時，位于控制組件上的兩個壓力傳感器感受到壓力變化，當超過閾值時，控制組件判定駕駛艙出現(xiàn)釋壓，并控制電磁鎖釋放打開艙門。
3.4 緊急撤離：
當駕駛艙門故障而無法打開時，必須有措施使機組能夠緊急進入客艙。位于駕駛艙門下部的緊急逃生門提供逃生通道，機組腳踢艙門內(nèi)測標注的區(qū)域，即可緊急逃離。
4 駕駛艙門系統(tǒng)的裕度設(shè)計
像飛機的其他系統(tǒng)一樣，駕駛艙門系統(tǒng)存在安全裕度，當其中部分部件失效后，仍能起到其基本的的功能，并能根據(jù)MEL保留失效部件，放行飛機。
4.1 門鎖系統(tǒng)裕度
如果CDLS系統(tǒng)失效，由于存在機械鎖，跟據(jù)MEL可以失效CDLS系統(tǒng)放行飛機，此時需要機組操作艙門內(nèi)部的機械鎖，進行艙門的鎖定與解鎖。
4.2 電磁鎖裕度
駕駛艙門安裝有三個電磁鎖，當其中一個故障時，跳開關(guān)盒子對應(yīng)跳開關(guān)彈出，切斷電源供應(yīng)。只要兩個電磁鎖工作正常就可以根據(jù)MEL放行飛機。
4.3 通訊裕度
內(nèi)話系統(tǒng)可構(gòu)成鍵盤加蜂鳴器的備用設(shè)備，當鍵盤或蜂鳴器故障時，客艙人員可以通過內(nèi)話系統(tǒng)向機組申請進入駕駛艙。需要注意的是，當蜂鳴器故障時，必須同時失效鍵盤，否則機組可能在不知情的情況下，潛在恐怖分子通過輸入緊急密碼而自動進入駕駛艙。
5 駕駛艙門系統(tǒng)的常見故障以及維修經(jīng)驗
5.1 常見故障:
駕駛艙門在實際使用過程中，會出現(xiàn)一些常見故障，如門間隙故障、門閂機構(gòu)故障、CDLS系統(tǒng)故障等，進而導致門無法鎖定、無法解鎖、自動打開、故障燈亮，OPEN燈指示不準確等，同時工程師在長期飛機維護過程中積累了豐富的排故經(jīng)驗，對于排故具有很好的指導意義。
5.1.1、 門間隙故障
艙門由于長期使用后，會造成艙門變形，進而使得艙門與門框之間在各個方向上的間隙發(fā)生變化，影響艙門的鎖定與解鎖。
1) 門與門框之間在左右方向間隙過大，會造成鎖舌與擋塊間有效鎖定寬度過小而形成虛鎖，外部稍微用力則會打開艙門。間隙過大則會造成開關(guān)困難。
2) 門與門框之間在前后方向間隙過大，會造成鎖定后鎖不嚴，門會哐哐作響。而間隙過小會造成擋塊在伸出時，鎖舌與擋塊錯位，無法鎖定。
3) 門與門框在上下方向上間隙過小，會造成開關(guān)困難。
5.1.2、門閂機構(gòu)故障
門上的上中下三個門閂通過連桿機構(gòu)相連，門內(nèi)部中位鎖處的D形環(huán)可以同時控制三個門閂。門閂內(nèi)置彈簧，自動將鎖舌彈出，轉(zhuǎn)動D形環(huán)可以壓縮彈簧，將鎖舌收回，實現(xiàn)手工開艙門。
1）鎖舌連桿斷裂后造成人工開鎖失效，只能通過CDLS系統(tǒng)解鎖。
2）鎖舌彈簧彈力散失后造成鎖舌伸出不到位，形成艙門虛鎖，甚至無法鎖定。
5.1.3 CDLS系統(tǒng)故障：
1）電磁鎖故障：電磁鎖可能出現(xiàn)內(nèi)部機構(gòu)卡滯，進而造成伸出線圈通電時擋塊無法伸出。為避免線圈一直通電而過熱，跳開關(guān)盒子中對應(yīng)跳開關(guān)會自動跳出，將對應(yīng)電磁鎖斷電，與其他電磁鎖隔離。電磁鎖故障會觸發(fā)控制組件上的對應(yīng)FAULT燈亮，同時會使得指示器上FAULT燈亮。中位鎖故障后還會導致指示器上的OPEN燈指示不準確，出現(xiàn)“OPEN”燈不亮、“OPEN”燈常亮等現(xiàn)象。后續(xù)應(yīng)執(zhí)行復位程序或更換電磁鎖。
2）控制電門故障：控制電門可能出現(xiàn)：卡滯、粘連、接觸不良、撥桿斷裂等故障，進而導致出現(xiàn)包括：操作困難、無法鎖定、無法解鎖、艙門自動打開，電門無法操作等現(xiàn)象。后續(xù)應(yīng)及時更換故障電門。
3）控制組件故障：控制組件故障可能導致其他部件無法工作：如電磁鎖故障、鍵盤故障、蜂鳴器等。
5.2 維修經(jīng)驗:
1）電磁鎖聲音測試：擋塊在伸出線圈通電后產(chǎn)生的電磁力作用下伸出，伸出時會將收回彈簧拉伸，而伸出線圈斷電后，在收回彈簧的反作用力下收回，收回時會發(fā)出清脆的金屬撞擊聲。如果收回彈簧斷裂，擋塊無法收回，導致電磁鎖無法解鎖，解鎖后也沒有撞擊聲?；虍斏斐鼍€圈故障時，擋塊無法伸出，解鎖時也聽不到聲音。因此判斷電磁鎖是否失效，可以通過聽聲音測試進行判斷。
2）壓力傳感器吹氣測試：壓力傳感器用于感受駕駛艙是否出現(xiàn)釋壓，模擬駕駛艙釋壓可驗證其工作狀態(tài)。空客手冊推薦使用手動真空泵來實現(xiàn)模擬。航線工作者長期積累工作經(jīng)驗，發(fā)明了一種可靠而方便的方法：用一個手指按住兩個壓力傳感器孔其中一個，同時向另外一個孔吹氣，如果系統(tǒng)工作正常，則控制組件將控制駕駛艙門自動打開。
3）鎖舌彈簧彈性測試：鎖舌通過內(nèi)部壓力彈簧自動彈出，用手按壓鎖舌測試壓力彈簧的彈性度，檢查鎖舌伸出度是否正常。
6 結(jié)束語
隨著航空技術(shù)的發(fā)展，飛機的可靠性大大增強，而民航安全越來越多的受到來自于恐怖襲擊的威脅，駕駛艙門在空中保衛(wèi)中扮演重要角色。機組對于駕駛艙門的性能也十分敏感，要求較高。因此在機務(wù)維修工作中，熟知駕駛艙門的原理，掌握其常見故障現(xiàn)象以及維修經(jīng)驗，對于保障航班正常、減小延誤率具有現(xiàn)實意義。
