施瓦澤300CB型直升機(jī)動(dòng)力耦合系統(tǒng)簡介及故障分析

孫粟　周彬

【摘 要】本文在介紹施瓦澤300CB型直升機(jī)機(jī)體構(gòu)型和特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，詳述了其動(dòng)力耦合系統(tǒng)的組成及工作原理，著重介紹了系統(tǒng)的常見故障現(xiàn)象，并分析其故障原因，并提出排故方案。

【關(guān)鍵詞】施瓦澤300CB；動(dòng)力耦合系統(tǒng)

0.引言

近年來，隨著中國低空空域管理改革的逐步推進(jìn)，我國通用航空事業(yè)高速發(fā)展。目前，施瓦澤300CB型直升機(jī)在國內(nèi)外的警務(wù)、農(nóng)業(yè)噴灑、電力巡線以及飛行員培訓(xùn)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。該機(jī)型在我國通用航空領(lǐng)域擁有較高的市場占有率，因此對該機(jī)型的日常維護(hù)和排故工作也成為了一個(gè)值得深入研究的課題。

1.施瓦澤機(jī)型簡介

施瓦澤300CB型直升機(jī)是一款以活塞發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的旋翼機(jī)，其機(jī)身結(jié)構(gòu)大部分為鋁合金，采用三葉全鉸式單主旋翼和兩葉尾槳，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力由八根皮帶和兩根傳動(dòng)軸輸出到旋翼和尾槳，一個(gè)單向離合器置于發(fā)動(dòng)機(jī)與旋翼傳動(dòng)機(jī)構(gòu)之間，以保證旋翼在完成自轉(zhuǎn)過程中與發(fā)動(dòng)機(jī)脫離。

直升機(jī)中心部分的框架由鋼管組成，以支撐直升機(jī)座艙及主要的結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)部件。施瓦澤300CB為雙位駕駛艙配置，其中右側(cè)為機(jī)長座位。操縱系統(tǒng)包括總槳距桿、周期變距桿和腳蹬。座艙地板鋪設(shè)有可起到隔音及隔熱作用的橡膠墊。

儀表板安裝在駕駛艙的中心位置，包含基本的飛行和發(fā)動(dòng)機(jī)儀表，并配有警告燈，同時(shí)提供了用于選裝通訊及導(dǎo)航設(shè)備的適當(dāng)空置位。

施瓦澤300CB直升機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)型號為HO-360-C1A，由德事隆萊康明制造，采用四氣缸水平對置排列，為正常吸氣式，空氣冷卻，四行程航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)。

2.動(dòng)力耦合系統(tǒng)簡介

施瓦澤300CB的整個(gè)動(dòng)力耦合系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸、皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、主減輸入軸、尾槳傳動(dòng)軸以及相關(guān)的部件。發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過皮帶和中介皮帶輪傳遞到主減速器輸入軸和尾槳傳動(dòng)軸。

皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的耦合控制系統(tǒng)包括一個(gè)線性動(dòng)作筒、一個(gè)耦合方式控制開關(guān)、一個(gè)自動(dòng)耦合開關(guān)、一個(gè)警告燈以及一個(gè)用以連接線性動(dòng)作筒與拉緊彈簧的滑輪。

當(dāng)耦合方式控制開關(guān)處于“耦合”位時(shí)，線性動(dòng)作筒工作，對中介皮帶輪施加張力，進(jìn)而拉緊皮帶以傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力。當(dāng)耦合方式控制開關(guān)處于“脫離”位時(shí)，系統(tǒng)安全保護(hù)電路將切斷啟動(dòng)繼電器控制線圈使其無法工作，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)不被啟動(dòng)。

除上述手動(dòng)耦合方式以外，該型直升機(jī)還提供了一套自動(dòng)耦合系統(tǒng)，其中包含一個(gè)控制盒、一個(gè)帶有數(shù)字編碼器的雙針轉(zhuǎn)速表。在發(fā)動(dòng)機(jī)成功啟動(dòng)后，飛行員可以使用自動(dòng)耦合系統(tǒng)完成耦合。整個(gè)系統(tǒng)通過雙針轉(zhuǎn)速表采集發(fā)動(dòng)機(jī)及旋翼的轉(zhuǎn)速并傳遞信號給控制盒。在自動(dòng)耦合期間，控制盒監(jiān)控旋翼轉(zhuǎn)速的增加信號和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的降低信號，通過控制程序完成線性動(dòng)作筒的通斷，保證發(fā)動(dòng)機(jī)在動(dòng)力系統(tǒng)耦合過程中不會(huì)熄火，直至動(dòng)力系統(tǒng)完全耦合。

3.系統(tǒng)故障現(xiàn)象及原因分析

施瓦澤300CB型直升機(jī)在實(shí)際運(yùn)行過程中多次出現(xiàn)動(dòng)力耦合系統(tǒng)的故障，根據(jù)實(shí)際維修經(jīng)驗(yàn)，以下簡述部分常見故障現(xiàn)象，并分析故障原因以及排除方法。按照故障發(fā)生的時(shí)段對故障進(jìn)行簡單的劃分，以下分為三部分進(jìn)行說明。

3.1 啟動(dòng)階段故障

故障現(xiàn)象：在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)階段，當(dāng)耦合方式控制開關(guān)處于“脫離”位時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速超過1800轉(zhuǎn)/分。

故障分析：在啟動(dòng)階段，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制由控制盒完成，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速由軟軸傳遞給雙針轉(zhuǎn)速表，然后編碼傳輸給控制盒。當(dāng)控制盒探測到發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速過高時(shí)，將磁電機(jī)接地，從而降低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。出現(xiàn)該故障現(xiàn)象的原因可能有以下幾點(diǎn)：（1）雙針轉(zhuǎn)速表的編碼器故障；（2）控制盒的轉(zhuǎn)速限制功能未被調(diào)整適當(dāng)；（3）控制盒失效。

排故方案：通常情況下，先更換雙針轉(zhuǎn)速表，若故障排除說明編碼器出現(xiàn)故障。當(dāng)故障仍然存在時(shí)，可以嘗試逆時(shí)針方向調(diào)整控制盒上的VR4變阻器，這樣可以減小控制盒對發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速的設(shè)定點(diǎn)。若仍無法排除故障，則控制盒可能失效，應(yīng)更換控制盒。

3.2 耦合階段故障

故障現(xiàn)象：飛行員可以選擇手動(dòng)或自動(dòng)耦合系統(tǒng)聯(lián)接發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸與主減輸入軸和尾槳傳動(dòng)軸。當(dāng)采用自動(dòng)耦合系統(tǒng)時(shí)，故障現(xiàn)象可能表現(xiàn)為線性動(dòng)作筒不收縮導(dǎo)致動(dòng)力傳遞系統(tǒng)無法耦合。

故障分析：（1）耦合方式控制開關(guān)或自動(dòng)耦合開關(guān)失效；（2）線性動(dòng)作筒失效；（3）控制盒失效；（4）線路故障。

排故方案：在檢查確認(rèn)線性動(dòng)作筒導(dǎo)線接頭以及開關(guān)接線處都連接固定可靠后，可進(jìn)行控制盒的串件，實(shí)際使用過程中該故障大多由控制盒失效引起。如果無法排除，應(yīng)檢查耦合方式控制開關(guān)和自動(dòng)耦合開關(guān)是否失效以及相關(guān)線路有無磨損，最后可以考慮線性動(dòng)作筒故障，進(jìn)行串件確定其是否失效。

3.3 關(guān)車階段故障

故障現(xiàn)象：在關(guān)車過程中，動(dòng)力耦合系統(tǒng)出現(xiàn)無法脫離的故障。當(dāng)飛行員操作耦合方式控制開關(guān)，將其置于“脫離”位時(shí)，線性動(dòng)作筒并未伸長。

故障分析：在該狀況下，耦合方式控制開關(guān)控制線性動(dòng)作筒。耦合方式控制開關(guān)或線性動(dòng)作筒失效可能引起該故障，同時(shí)應(yīng)檢查相關(guān)線路。

排故方案：對線性動(dòng)作筒和開關(guān)進(jìn)行串件。

4.結(jié)論

本文簡介了施瓦澤300CB型直升機(jī)及其動(dòng)力耦合系統(tǒng)的工作情況，并就常見故障情況及排除方法進(jìn)行了說明。對施瓦澤300CB型直升機(jī)的日常維護(hù)有一定參考價(jià)值。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

[1]Schweizer Aircraft Corp.Schweizer Model 269C Helicopter Basic Handbook of Maintenance Instruction，2010，5.

[2]周彬，孫粟.淺談施瓦澤269C-1型直升機(jī)動(dòng)力傳遞系統(tǒng)[M].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2013-02-11.