米-17系列直升機(jī)燃油系統(tǒng)故障模式、影響及危害性分析

童建春 宋奕 丁家祥

1、陸軍航空兵學(xué)院機(jī)械工程系，北京101123；2、陸軍航空兵學(xué)院技術(shù)兵訓(xùn)練大隊(duì)，北京101114

米-17系列直升機(jī)燃油系統(tǒng)故障模式、影響及危害性分析

童建春1宋奕1丁家祥2

1、陸軍航空兵學(xué)院機(jī)械工程系，北京101123；2、陸軍航空兵學(xué)院技術(shù)兵訓(xùn)練大隊(duì)，北京101114

通過(guò)對(duì)米-1 7系列直升機(jī)燃油系統(tǒng)進(jìn)行FMECA，可使設(shè)計(jì)、制造、使用及維修部門明確哪些故障對(duì)米-17系列直升機(jī)燃油系統(tǒng)正常工作、維修保養(yǎng)有影響，明確故障發(fā)生的概率、危害性，并采用工程保證、生產(chǎn)質(zhì)量保證及維修保養(yǎng)措施，保證直升機(jī)的整體可靠性和安全性。

故障模式；影響與危害性分析；米-17系列直升機(jī)；燃油系統(tǒng)

引言

故障模式影響與危害性分析（Fa ilu re Mode，Effects And Criticality Analysis，以下簡(jiǎn)稱FM ECA）是分析系統(tǒng)中每一產(chǎn)品所有可能的故障模式及其對(duì)系統(tǒng)造成的影響，并按照每一個(gè)故障模式的嚴(yán)重程度及其發(fā)生概率進(jìn)行分類的一種歸納方法。該方法以系統(tǒng)、全面、標(biāo)準(zhǔn)化的方式來(lái)判斷部件故障對(duì)系統(tǒng)可能造成的影響，擺脫了人為因素的干擾。

FMECA是一種由因到果、自下而上的分析方法，即從元器件的故障開(kāi)始逐級(jí)分析，確定其對(duì)系統(tǒng)工作的影響，分析的結(jié)果記錄在事先準(zhǔn)備好的表格內(nèi)。

FM ECA的基本原理是通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品潛在的薄弱環(huán)節(jié)（即可能出現(xiàn)的故障模式）、每個(gè)故障模式可能的原因、影響，以及每個(gè)影響對(duì)安全性、戰(zhàn)備完好性、任務(wù)成功性、維修及保障性資源要求等方面帶來(lái)的危害。對(duì)每個(gè)故障模式的危害，通常用故障影響的嚴(yán)重程度以及發(fā)生的概率來(lái)估計(jì)其影響危害，并根據(jù)危害程度確定采取設(shè)計(jì)改進(jìn)、使用補(bǔ)償措施的優(yōu)先順序[1]。

1 米-17系列直升機(jī)燃油系統(tǒng)的FMECA

（1）確認(rèn)分析對(duì)象。

米-17系列直升機(jī)燃油供給系統(tǒng)功能是儲(chǔ)備米-1 7直升機(jī)所需的燃油，并保證在規(guī)定的各種飛行情況下按一定的順序、安全可靠地把燃油送往發(fā)動(dòng)機(jī)、АИ-9В和КО-50。

發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)用于清潔燃油、向燃燒室供油和調(diào)節(jié)燃油流量，操縱發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)旋轉(zhuǎn)葉片和斷開(kāi)空氣啟動(dòng)機(jī)。

（2）約定層次的確定

初始約定層次為米-17系列直升機(jī)；約定層次為：燃油系統(tǒng)；最低約定層次為外掛油箱（011）、內(nèi)載油箱（012）……軟導(dǎo)管（062）等。

（3）嚴(yán)酷度定義的確定

根據(jù)米-17直升機(jī)燃油系統(tǒng)的每個(gè)功能故障模式對(duì)直升機(jī)工作的最終影響程度，確定其嚴(yán)酷度。嚴(yán)酷度類別及定義見(jiàn)表1。

表1 米-17直升機(jī)燃油系統(tǒng)嚴(yán)酷度等級(jí)

（4）繪制米-1 7直升機(jī)燃油系統(tǒng)的FMECA表，見(jiàn)表1、表2。

（5）確定薄弱環(huán)節(jié)及關(guān)鍵項(xiàng)目

在統(tǒng)計(jì)米-1 7系列直升機(jī)燃油系統(tǒng)故障模式與危害性的基礎(chǔ)上，結(jié)合對(duì)米-1 7系列直升機(jī)燃油系統(tǒng)故障模式、原因、改進(jìn)措施的基礎(chǔ)上，整理歸納出米-17系列直升機(jī)燃油系統(tǒng)嚴(yán)重故障模式清單。

2 燃油系統(tǒng)故障（問(wèn)題）分析及改進(jìn)措施

2.1 直升機(jī)燃油供給系統(tǒng)改進(jìn)建議

1）外掛油箱

外掛油箱的典型故障是焊縫裂紋。屬于Ⅰ類故障模式。

改進(jìn)建議：教育使用與維修人員，愛(ài)護(hù)裝備，不隨意踩踏油箱。機(jī)動(dòng)飛行或特殊飛行科目，在不影響任務(wù)的前提下，減少外掛油箱的裝油量，保持油箱總油量在小于1%升。改進(jìn)加油口形式，增加密封性。

2）消耗油箱

消耗油箱的典型故障是固定螺栓松動(dòng)、抗油層脫層、橡膠層鼓包。屬于Ⅲ類故障模式。

改進(jìn)建議：進(jìn)一步加強(qiáng)消耗油箱的質(zhì)量控制，嚴(yán)格橡膠制品的存放標(biāo)準(zhǔn)。

3）電動(dòng)輸油泵、增壓泵、離心式燃油泵、燃調(diào)柱塞泵

改進(jìn)建議：根據(jù)不同類型的油泵，有針對(duì)性的調(diào)整檢查間隔，嚴(yán)格拆卸安裝程序，杜絕人為差錯(cuò)。

4）防火開(kāi)關(guān)

改進(jìn)建議：統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，增加錯(cuò)誤操縱語(yǔ)音提示，防止發(fā)生損壞燃調(diào)的事例再度發(fā)生。

5）轉(zhuǎn)輸開(kāi)關(guān)

改進(jìn)建議：加裝燃油量語(yǔ)音提示。

2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)改進(jìn)建議

米-17系列直升機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)是比較復(fù)雜的系統(tǒng)，燃油調(diào)節(jié)器是該系統(tǒng)中關(guān)鍵與核心部件，主要包括自動(dòng)啟動(dòng)器、自動(dòng)加速調(diào)節(jié)器、功率協(xié)調(diào)器、溫度限制器、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器、電子調(diào)節(jié)器、放氣活門、ИМ-47執(zhí)行機(jī)構(gòu)、帶終端開(kāi)關(guān)液壓作動(dòng)筒、自由渦輪超轉(zhuǎn)保護(hù)系統(tǒng)等。在分析過(guò)程中，采取求同存異的法則，針對(duì)比較典型的調(diào)節(jié)器、附件和典型的故障模式作系統(tǒng)分析。

表2 米-1 7系列直升機(jī)燃油供給系統(tǒng)Ⅰ.Ⅱ類故障模式清單

表3 發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)Ⅰ.Ⅱ類故障模式清單

改進(jìn)建議：進(jìn)一步提高發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)可視化和調(diào)節(jié)智能化程度。減少外場(chǎng)調(diào)節(jié)點(diǎn)和調(diào)節(jié)頻次。加強(qiáng)彈簧、膜盒、柱塞以及相關(guān)密封膠質(zhì)件的質(zhì)量控制、嚴(yán)格膠質(zhì)件的存放標(biāo)準(zhǔn)與條件，防止不同系統(tǒng)的膠質(zhì)件混裝互用。改變?nèi)颊{(diào)中心油濾外部結(jié)構(gòu)形狀，配置專用工具，防止發(fā)生安裝差錯(cuò)。

2.3 導(dǎo)管改進(jìn)建議

從系統(tǒng)故障模式分析，直升機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)油路可拆卸部件、零部件自身都有可能存在密封失效導(dǎo)致滲漏油。滲漏原因有密封設(shè)計(jì)不合理；使用中燃油壓力大，工作環(huán)境惡劣導(dǎo)致密封橡膠性能下降，振動(dòng)環(huán)境導(dǎo)致緊固件松動(dòng)，維護(hù)中機(jī)械損傷造成裂紋等；質(zhì)量方面如生產(chǎn)質(zhì)量問(wèn)題引起零件加工尺寸誤差和形狀誤差大，配合間隙超差，裝配質(zhì)量引起安裝不到位，間隙過(guò)大等。從滲漏發(fā)生時(shí)間看，早期故障主要是設(shè)計(jì)和質(zhì)量原因，中后期故障主要是使用問(wèn)題造成的。

對(duì)于燃油系統(tǒng)滲漏油，主要在使用維護(hù)中加強(qiáng)檢查，及早發(fā)現(xiàn)滲漏部位并排除故障，對(duì)于管路、油箱等零部件外部腐蝕、劃痕、擦傷等機(jī)械損傷及時(shí)采取修理措施。

[1] 康銳，石榮德.FMECA技術(shù)及應(yīng)用[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社.2 0 0 6

[2] 王建新．直升機(jī)構(gòu)造學(xué)[M]．北京：陸軍航空兵學(xué)院．2 0 0 3

[3] 米-171直升機(jī)空中機(jī)械師手冊(cè)[M]．北京：總參謀部陸航部裝備局．2 0 0 2

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.10.108