主起落架艙門放下故障分析及解決方案研究

成文曼　吉先武　李偉東

摘要：主起落架艙門的收放過程主要依靠艙門上位鎖和艙門收放作動筒來完成，上位鎖正常開鎖及收放作動筒正常放下，保證了艙門的正常放下動作，兩者之間具有重要的先后順序關(guān)系。文章重點就艙門上位鎖可能造成的艙門放下故障進(jìn)行了闡述，并分析了原因，提出了相應(yīng)的解決措施，對設(shè)計上位鎖時具有重要意義。

關(guān)鍵詞：上位鎖；收放作動筒；開鎖作動筒；主起落架艙門

中圖分類號：V267 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）12-0110-02

主起落架艙門左右對稱，分布在機身對稱面兩側(cè)。起落架艙門關(guān)閉時由艙門上位鎖（以下簡稱上位鎖）鎖住，經(jīng)上位鎖開鎖后，由收放作動筒將其打開。在地面收放起落架時，艙門可能出現(xiàn)的故障為：上位鎖未開鎖，收放作動筒已開始動作，將艙門打開。此故障可能造成艙門變形甚至結(jié)構(gòu)損壞，并將影響飛行安全。

1 主起落架艙門收放原理

艙門收放時工作部件的液壓原理為：在艙門放下過程中，液壓油先由進(jìn)油管路進(jìn)入上位鎖開鎖作動筒（以下簡稱開鎖作動筒）的后腔，推動活塞桿作伸出運動，當(dāng)活塞桿運動到一定行程之后，進(jìn)油管路和出油管路連通，液壓油再從出油管路進(jìn)入到收放作動筒的放下腔，推動活塞桿伸出將艙門放下。

從上述原理可知，艙門放下時的正常程序應(yīng)是上位鎖先開鎖，然后收放作動筒伸出將艙門打開。

2 故障分析及解決方案研究

2.1 上位鎖開鎖行程問題

圖1 上位鎖主要部件工作簡圖

圖1為上位鎖主要部件工作簡圖。系統(tǒng)壓力從進(jìn)油管嘴進(jìn)入開鎖作動筒推動活塞桿伸出，頂壓鎖鍵，活塞運動到一定行程后，進(jìn)油管嘴與出油管嘴連通，之后系統(tǒng)壓力由出油管嘴出去，再進(jìn)入到艙門收放作動筒放下腔。若此時上位鎖未開鎖，開鎖作動筒因出油管嘴卸壓而無法繼續(xù)將上位鎖頂開。

圖1中：

L0——出油管嘴通液壓時活塞桿的運動行程

L——活塞桿從初始位置至終點位置時的運動行程

L1——活塞桿從初始位置至與鎖鍵接觸時的運動行程

L2——活塞桿從與鎖鍵接觸至上位鎖開鎖時的運動行程

L3——活塞桿從上位鎖開鎖至終點位置時的運動行程

d——活塞桿運動至終點位置時鎖鍵與鎖鉤的間隙

h——電門頂桿從上位鎖開鎖至活塞桿終點位置時的運動行程

解決措施：為解決上述問題，可以從改變活塞桿的總行程L或出油管嘴通液壓時活塞桿的運動行程L0兩方面著手分析。

微動開關(guān)的超行程（從動作位置到全行程位置的位移）≮a。在對微動開關(guān)進(jìn)行裝配和調(diào)試時，電門頂桿到達(dá)微動開關(guān)的動作位置后，為保證微動開關(guān)工作可靠，還需要在壓電門頂桿的方向上繼續(xù)調(diào)整≮b，則電門頂桿允許的最大剩余行程hmax=a-b。此時開鎖后，鎖鍵與鎖鉤之間允許的最大間隙為dmax，活塞桿允許的最大剩余行程為L3max。

為保證上位鎖運動中的開鎖可靠，開鎖后鎖鍵與鎖鉤之間的最小間隙為dmin，活塞桿允許的最小剩余行程為L3min。

（1）若保留活塞桿從初始位置至終點位置時的運動行程不變，則L1min=L-L2-L3max，L0min=L2+L1min，L1max=L-L2-L3min，L0max=L2+L1max。

L0的設(shè)計范圍為L0min

（2）若保留出油管嘴通液壓時活塞桿的運動行程L0不變，則L1=L0-L2，Lmax=L1+L2+L3max，Lmin=L1+L2+L3min。

L的設(shè)計范圍為Lmin

2.2 上位鎖開鎖問題

在上位鎖開鎖行程不能滿足上位鎖先開鎖，作動筒在通壓的情況下，開鎖作動筒與收放作動筒將同時受到系統(tǒng)壓力。收放作動筒在縮進(jìn)位置時，由卡環(huán)鎖住。若開鎖作動筒的開鎖壓力小于上位鎖的開鎖壓力，那么開鎖作動筒會先于上位鎖開鎖，并將活塞桿推出。

開鎖作動筒內(nèi)的阻尼彈簧作為影響開鎖力大小的變量因素，需要將其對系統(tǒng)壓力的影響進(jìn)行分析。

阻尼彈簧選用HB3-53-1.5×15×48-Ⅱ，其最大工作載荷為P，自由高度為H0，最大工作載荷作用下單圈變形量為f，彈簧的有效圈數(shù)為n，則最大許用載荷下的變形量F=f·n。

開鎖作動筒的活塞桿運動至上位鎖開鎖的臨界位置時，彈簧工作長度為H1，此時彈簧的變形量為F1=H0-H1，彈簧的載荷為。

取開鎖作動筒內(nèi)受壓的環(huán)形腔面積為S，則克服彈簧阻尼所增加的系統(tǒng)壓力為。

在大壓力情況下，活塞桿運動到全行程位置是在瞬間完成的，彈簧的阻尼作用可忽略不計；在小壓力情況下，活塞桿以較慢的速度運動到全行程位置，彈簧的阻尼作用是不能忽略的。

解決措施：以上述主艙門上位鎖及收放作動筒為例，實測的上位鎖最小開鎖壓力為Qmin，按上述方法得出的彈簧阻尼所增加的系統(tǒng)壓力為Q1，若取消彈簧，上位鎖最小開鎖壓力將降低到Qmin-Q1。若此時收放作動筒的最小開鎖壓力Q'min>Qmin-Q1，那么上位鎖將先于收放作動筒開鎖，取消彈簧將是可行的。

取消彈簧不影響開鎖作動筒的功能和工作性能。

2.3 油液泄漏問題

從開鎖作動筒的結(jié)構(gòu)上可以看出，在進(jìn)油管嘴至出油管嘴一段，活塞桿與外筒內(nèi)孔之間為非接觸密封。非接觸密封是一種間隙密封，由于密封耦合面間沒有接觸和摩擦。這種密封摩擦、磨損小，啟動功率低，壽命長，但密封性較差。因此，進(jìn)油有路與出油油路之間是存在內(nèi)泄漏（工作介質(zhì)從高壓腔向低壓腔的泄漏）的。這種泄漏會引起液壓系統(tǒng)容積效率急劇下降，達(dá)不到所需的工作壓力，使開鎖作動筒無法在設(shè)定的壓力下正常運作。當(dāng)非接觸密封處的間隙越大，工作壓力下降得越大。

解決措施：嚴(yán)格控制開鎖作動筒外筒內(nèi)孔的加工精度要求，降低非接觸密封引起的油液泄漏，從而確保正常的工作壓力。

3 結(jié)語

在進(jìn)行主艙門上位鎖的設(shè)計時，應(yīng)考慮各艙門收放部件的工作原理，合理設(shè)計上位鎖開鎖作動筒的各項行程，從邏輯上確保開鎖和收放順序，充分分析各零件可能產(chǎn)生的開鎖故障影響，以獲得合適的開鎖壓力。

參考文獻(xiàn)

[1] 國防科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會.微動開關(guān)通用規(guī)范（GJB809-90）[S].

[2] 飛機設(shè)計手冊編委會.飛機設(shè)計手冊（第12冊）

[M].北京：航空工業(yè)出版社，2002.

[3] 黃迷梅.液壓氣動密封與泄漏防治[M].北京：機械工業(yè)出版社，2003.

（責(zé)任編輯：葉小堅）