某型飛機(jī)前起落架收上抖動(dòng)原因分析

撰文/陳江濤 劉瑞 伍峰

■519040 中航通飛研究院有限公司 廣東 珠海

?

某型飛機(jī)前起落架收上抖動(dòng)原因分析

撰文/陳江濤 劉瑞 伍峰

■519040 中航通飛研究院有限公司 廣東 珠海

本文分析了某小型飛機(jī)前起落架收上時(shí)出現(xiàn)的抖動(dòng)現(xiàn)象，通過(guò)對(duì)故障現(xiàn)象的分析，找出了故障原因，并進(jìn)行了設(shè)計(jì)改進(jìn)，最終通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證并排除了故障。關(guān)鍵詞：起落架收放；抖動(dòng)；鎖機(jī)構(gòu)

某小型飛機(jī)起落架為滿足適航條款的應(yīng)急放要求，對(duì)原有起落架收放方案進(jìn)行了更改，更改取消了原系統(tǒng)中為配合起落架應(yīng)急放而設(shè)置的液壓鎖，并將起落架應(yīng)急放由手搖泵驅(qū)動(dòng)改為重力放起落架。更改后進(jìn)行了起落架收放試驗(yàn)，試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)前起落架在收上時(shí)頻繁發(fā)生抖動(dòng)，因此，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了分析與排故。

系統(tǒng)原理及起落架結(jié)構(gòu)組成

1、2主起落架 3 前起落架4 電磁閥 5 起落架應(yīng)急閥圖1 起落架收放系統(tǒng)液壓原理圖

在正常收放過(guò)程中，起落架應(yīng)急閥處于I位，起落架收放手柄控制電磁閥4換向，實(shí)現(xiàn)起落架的正常收放，作動(dòng)筒1、2、3的活塞桿伸出時(shí)起落架收上，活塞桿縮入時(shí)起落架放下。前主起落架在收上與放下到位后分別觸動(dòng)微動(dòng)開(kāi)關(guān)向指示系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，若起落架到位則顯示綠燈，若在規(guī)定的時(shí)間范圍內(nèi)未到位顯示黃燈，隨著時(shí)間變長(zhǎng)繼而顯示紅燈。三個(gè)起落架全部到位后，系統(tǒng)自動(dòng)切斷電磁閥4的供電，若有一起落架未到位，則電磁閥電源將重新接通并使該起落架收或放到位。應(yīng)急放起落架時(shí)，先將起落架應(yīng)急閥切換到II位，以溝通作動(dòng)筒兩腔油液，當(dāng)上位鎖在鋼索作用下打開(kāi)后，起落架在重力作用下放下并上鎖。

起落架為前三點(diǎn)式起落架，前起落架向前收起，兩主起落架位于兩機(jī)翼上，向機(jī)身方向收起至機(jī)翼內(nèi)。

前起落架收上時(shí)，前起作動(dòng)筒開(kāi)鎖后繼續(xù)推動(dòng)前起落架繞支柱轉(zhuǎn)軸向前收起，收上到位后，鎖勾進(jìn)入鎖環(huán)內(nèi)，一方面勾住鎖環(huán)保持起落架處于收上位置，一方面鎖勾推動(dòng)微動(dòng)開(kāi)關(guān)，向指示系統(tǒng)發(fā)出前起收上到位信號(hào)。當(dāng)前起落架放下時(shí)，前起作動(dòng)筒有桿腔進(jìn)油，作動(dòng)筒筒體拉動(dòng)搖臂旋轉(zhuǎn)，拉桿在搖臂的推動(dòng)下，推動(dòng)鎖勾脫開(kāi)鎖環(huán)使上位鎖打開(kāi)，作動(dòng)筒活塞桿收縮，使起落架放下，由撐桿鎖與下位鎖勾將起落架鎖在下位。

故障現(xiàn)象

在出現(xiàn)抖動(dòng)現(xiàn)象后，分別采用電動(dòng)泵和手搖泵向系統(tǒng)供壓并進(jìn)行起落架收放試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)過(guò)程出現(xiàn)以下現(xiàn)象：

a用電動(dòng)泵供壓時(shí)，起落架在收上末期，當(dāng)前起最后上鎖時(shí)，上位鎖指示燈變綠后，三個(gè)起落架出現(xiàn)頻繁持續(xù)抖動(dòng)。抖動(dòng)過(guò)程中，前起上位鎖指示燈有時(shí)有黃綠交替變化的情況，也存在該指示燈由黃變紅且不變綠的情況。

b用手搖泵供壓時(shí)，在起落架收上末期，也存在在上鎖時(shí)，起落架抖動(dòng)情況，但抖動(dòng)次數(shù)較少，抖動(dòng)會(huì)衰減（振幅變小，振頻變低），抖動(dòng)3次～5次后就自動(dòng)停止了。抖動(dòng)過(guò)程中指示燈的顏色變化情況同上。

c當(dāng)抖動(dòng)發(fā)生時(shí)，手動(dòng)將起落架收放開(kāi)關(guān)置于中位（此時(shí)電磁閥斷電）后，抖動(dòng)即刻停止。

原因分析

根據(jù)試驗(yàn)現(xiàn)象分析，因前起上位鎖指示燈在抖動(dòng)過(guò)程中有黃燈綠燈交替變化，說(shuō)明前起上位鎖微動(dòng)開(kāi)關(guān)在通電和斷電兩種狀態(tài)發(fā)生變化，指示燈由黃燈變?yōu)榧t燈的原因是由于起落架在規(guī)定的時(shí)間未全部到位。

當(dāng)手動(dòng)將起落架收放開(kāi)關(guān)置于中位時(shí)，抖動(dòng)停止，說(shuō)明抖動(dòng)的動(dòng)力來(lái)自于液壓系統(tǒng)，這一點(diǎn)也被手搖泵收上時(shí)抖動(dòng)衰減現(xiàn)象所證實(shí)，由于液壓源中有一個(gè)蓄壓器，當(dāng)搖動(dòng)手搖泵使三個(gè)起落架都上鎖后，產(chǎn)生抖動(dòng)，蓄壓器為抖動(dòng)提供動(dòng)力，當(dāng)蓄壓器油液壓力逐漸降低時(shí)，抖動(dòng)發(fā)生了衰減并最終停止。

根據(jù)初步判斷結(jié)果，對(duì)起落架系統(tǒng)進(jìn)行了制造偏離檢查，并對(duì)微動(dòng)開(kāi)關(guān)的功能進(jìn)行了檢查，檢查發(fā)現(xiàn)微動(dòng)開(kāi)關(guān)功能正常，制造偏離在可接受的范圍內(nèi)。

為了進(jìn)一步查找抖動(dòng)原因，在前起落架鎖勾與鎖環(huán)在收上位置位繪制了運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，見(jiàn)圖2。

圖2中，A點(diǎn)為前起支柱旋轉(zhuǎn)軸，C點(diǎn)為鎖環(huán)中心軸，B點(diǎn)為鎖勾在前起支柱上的固定點(diǎn)，D點(diǎn)為前起支柱上的固定點(diǎn)，DE間為一彈簧，E點(diǎn)為彈簧在鎖勾上的掛點(diǎn)。當(dāng)鎖勾勾住鎖環(huán)且兩者圓心重合時(shí)，鎖勾位置為I位，當(dāng)前起落架支柱向上有0.25°（對(duì)應(yīng)B1與B2間弧長(zhǎng)1mm）的振動(dòng)時(shí)，由于A點(diǎn)和C點(diǎn)固定不動(dòng)，B1點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，B1與C點(diǎn)間距變小，因此，鎖勾勾槽下弧面將貼著鎖環(huán)表面向上運(yùn)動(dòng)，使鎖勾向上向右運(yùn)動(dòng)，鎖勾前端離開(kāi)微動(dòng)開(kāi)關(guān)一個(gè)距離L1（約為7mm），此時(shí)鎖勾位置處于II位。當(dāng)繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，L1將變得更大。

圖2　抬起時(shí)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖

同理，起落架向下有0.25°的振動(dòng)時(shí)，鎖勾勾槽上表面沿鎖環(huán)滑動(dòng)，使鎖勾向上向右運(yùn)動(dòng)，鎖勾前端離開(kāi)微動(dòng)開(kāi)關(guān)一個(gè)距離L2（約為7mm）。

根據(jù)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖得出的結(jié)論，分析起落架抖動(dòng)的過(guò)程是：當(dāng)前起落架在收上到位時(shí)，當(dāng)鎖勾壓縮微動(dòng)開(kāi)關(guān)，起落架全部到位，電磁閥斷電，系統(tǒng)卸壓，起落架會(huì)在自重的情況下有一個(gè)小幅的振動(dòng)，由于振動(dòng)使鎖勾脫離微動(dòng)開(kāi)關(guān)，微動(dòng)開(kāi)關(guān)使電磁閥重新上電，液壓壓力使作動(dòng)筒重新收上前起，鎖勾再次鎖上鎖環(huán)，電磁閥斷電，系統(tǒng)卸壓后將重復(fù)一個(gè)小幅度的收上放下過(guò)程，表現(xiàn)出的現(xiàn)象就是起落架的抖動(dòng)。

設(shè)計(jì)改進(jìn)

根據(jù)上述原因分析及鎖勾的受力分析，認(rèn)為鎖勾彈簧拉緊力偏小，經(jīng)對(duì)彈簧進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，加大了彈簧的拉力，后重新進(jìn)行了試驗(yàn)，抖動(dòng)現(xiàn)象消失。

結(jié)論

a該小型飛機(jī)上起落架抖動(dòng)是因鎖勾彈簧力不足引起的。

b對(duì)于起落架鎖定裝置而言，設(shè)計(jì)應(yīng)使在外界擾動(dòng)下，鎖機(jī)構(gòu)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)不能呈發(fā)散狀態(tài)。

陳江濤（1976-）；男；高工；從事于飛機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作。