飛機(jī)起落架失壓現(xiàn)象研究

賈軍鋒，周 亮，胡愈剛

(中國(guó)人民解放軍駐陜飛公司軍事代表室，陜西 漢中 723200)

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飛機(jī)起落架失壓現(xiàn)象研究

賈軍鋒，周 亮，胡愈剛

(中國(guó)人民解放軍駐陜飛公司軍事代表室，陜西 漢中 723200)

針對(duì)飛機(jī)多次發(fā)生起落架高、低壓腔失壓現(xiàn)象，造成嚴(yán)重質(zhì)量問題，通過采取理論分析、故障樹分析和故障復(fù)現(xiàn)等方法，確定失壓機(jī)理，提出了充氣活門組件卡滯，擰緊力矩過大和外殼變形量控制的技術(shù)改進(jìn)方案。經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證表明，改進(jìn)后的充氣活門有效解決了起落架失壓現(xiàn)象，保障了飛機(jī)飛行安全。

充氣活門；失壓現(xiàn)象；飛行安全

起落架在飛機(jī)起飛、降落、滑行和停放過程中都起著至關(guān)重要的作用。若起落架高、低壓腔失壓，易發(fā)生如下嚴(yán)重問題：1)起落架自身過載過大，造成起落架機(jī)體損傷；2)起落架緩沖性能減弱，造成飛機(jī)機(jī)體過載過大，飛機(jī)變形損壞；3)活塞桿無法正常伸出，造成起落架無法正常收起，飛機(jī)無法降落；4)起落架側(cè)向載荷過大，易造成起落架輪胎偏向磨損；5)飛機(jī)裝載時(shí)，易造成機(jī)體側(cè)偏或側(cè)翻。充氣活門作為起落架關(guān)鍵零件，決定高、低壓腔的充氣和密封性能，其質(zhì)量的好壞直接影響飛行安全[1]。

1 充氣活門工作原理及結(jié)構(gòu)

充氣活門應(yīng)用于起落架緩沖支柱、尾輪減震器和蓄壓器等設(shè)備。充氣前，利用專用工裝將充氣活門的桿組件頂開，然后開始加壓充氣；充氣結(jié)束后，松開專用工裝，桿組件受彈簧力復(fù)位，橡膠錐體與殼體貼合形成密封結(jié)構(gòu)[2]。充氣活門結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 充氣活門結(jié)構(gòu)原理圖

2 故障現(xiàn)象及機(jī)理分析

2.1 故障現(xiàn)象

起落架高、低壓腔多次發(fā)生失壓現(xiàn)象，導(dǎo)致多套起落架質(zhì)量不合格，嚴(yán)重影響生產(chǎn)交付進(jìn)度和飛行安全。通過反復(fù)試驗(yàn)和分解檢查，發(fā)現(xiàn)該故障表現(xiàn)為充氣活門漏氣，充氣活門桿組件卡滯彈簧無法復(fù)位和殼體變形。

2.2 原因排查

根據(jù)產(chǎn)品加工流程和裝配流程，從人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)等6個(gè)方面建立故障樹(見圖2)。對(duì)照故障樹依次進(jìn)行故障件的桿組件機(jī)加尺寸、桿組件清潔度、橡膠錐體加工尺寸、橡膠錐體密封面磨損程度、充氣活門擰緊力矩和紫銅墊片磨損程度等故障原因排除；同時(shí)，組織故障起落架充氣活門資料復(fù)查、分解檢查、復(fù)裝試驗(yàn)、互換試驗(yàn)和尺寸檢查等驗(yàn)證試驗(yàn)。經(jīng)綜合分析認(rèn)為，造成充氣活門漏氣主要原因是擰緊力矩過大，殼體變形和充氣活門桿組件卡滯。

2.3 機(jī)理分析

通過對(duì)充氣活門進(jìn)行原理分析、尺寸檢查、分解檢查、互換試驗(yàn)、 復(fù)裝試驗(yàn)以及《充氣活門產(chǎn)品技術(shù)條件》和《充氣活門裝配工藝規(guī)程》完善等一系列工作，確定充氣活門漏氣的因素包括充氣活門桿組件卡滯、充氣活門殼體變形以及充氣活門擰緊力矩過大。

圖2 充氣活門漏氣故障樹

2.3.1 充氣活門桿組件卡滯

充氣活門桿結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。當(dāng)充氣活門零件加工尺寸不合格或有多余物時(shí)，會(huì)導(dǎo)致桿組件卡滯無法復(fù)位，造成充氣活門漏氣[3]。桿組件運(yùn)動(dòng)靈活和彈簧正常復(fù)位直接影響充氣活門漏氣。

圖3 充氣活門桿結(jié)構(gòu)圖

2.3.2 充氣活門殼體變形

充氣活門殼體變形，導(dǎo)致充氣活門桿組件，橡膠錐體和其他零件組成的密封結(jié)構(gòu)密封效果變差，易造成高、低壓腔的充氣活門漏氣發(fā)生。充氣活門殼體結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 充氣活門殼體結(jié)構(gòu)圖

表1 故障充氣活門更換殼體后氣密試驗(yàn)結(jié)果

2.3.3 充氣活門擰緊力矩過大

充氣活門與起落架連接圖如圖5所示。

圖5 充氣活門與起落架連接圖

表2 充氣活門擰緊力矩80～200 N·m驗(yàn)證試驗(yàn)

從表2可知，當(dāng)充氣活門擰緊力矩>160 N·m時(shí)，起落架高、低壓腔會(huì)產(chǎn)生漏氣。通過理論計(jì)算可知，將擰緊力矩控制在80～100 N·m比較合理。重新試制5套充氣活門，將擰緊力矩控制在80～100 N·m，充氣活門都不漏氣，且殼體尺寸都在合格范圍內(nèi)(見表3)。

3 改進(jìn)措施

表3 充氣活門擰緊力矩80～100 N·m驗(yàn)證試驗(yàn)

4 結(jié)語(yǔ)

由于前期對(duì)充氣活門結(jié)構(gòu)特性和漏氣機(jī)理的認(rèn)識(shí)和研究的不足，以及故障原因定位不準(zhǔn)，導(dǎo)致起落架失壓現(xiàn)象多次發(fā)生而得不到有效解決。通過故障樹充分分析充氣活門生產(chǎn)、裝配和使用要素，針對(duì)充氣活門擰緊力矩、充氣活門殼體變形量和桿組件卡滯問題，提出技術(shù)改進(jìn)方案。經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，起落架失壓現(xiàn)象得到有效解決，保證了飛行安全。該故障現(xiàn)象的發(fā)生和解決過程啟示我們，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中，一定要進(jìn)行充分的特性機(jī)理分析和試驗(yàn)驗(yàn)證，防止出現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷。

[1] 蔡文琴.機(jī)械制造工藝中的合理化機(jī)械設(shè)計(jì)分析[J].新技術(shù)新工藝，2015(8):25-27.

[2] 師好智，萬曼影，劉學(xué)軍，等.單向活門充氣振動(dòng)的建模與仿真[J].計(jì)算機(jī)仿真，2006(6):289-291.

[3] 于伯毅，陸美寶，王相波，等.飛機(jī)主起落架支柱充氣嘴合理結(jié)構(gòu)型式研究[J].機(jī)械科學(xué)與技術(shù)，2001(B09):49-50.

[4] 謝永華，鄭斯滔，崔振源，等. 殲擊機(jī)主起落架充氣嘴處的應(yīng)力測(cè)定研究[J].航空學(xué)報(bào)，1989(6):B339-B341.

責(zé)任編輯 馬彤

Research on Air Pressure Loss Phenomenon of Aircraft Landing Gear

JIA Junfeng, ZHOU Liang, HU Yugang

(The Military Representative Office of Shaanxi Aircraft Industry (Group) Co., Ltd., Hanzhong 723200, China)

For multiple occurrence with air pressure loss phenomenon of the high and low pressure chamber of aircraft landing gear, it has caused serious quality problems. By the theoretical analysis, fault tree analysis and failure replay methods, we can determine the mechanism of air pressure loss phenomenon, and propose the technical improvement program of air charge valve about components stuck, excessive tightening torque and shell deformation control. The experiments show that the improved air charge valve effectively solves the air pressure loss phenomenon of aircraft landing gear to ensure the flight safety.

air charge valve, air pressure loss phenomenon, flight safety

TH 137.5

A

賈軍鋒(1988-)，男，助理工程師，主要從事飛機(jī)起落架產(chǎn)品質(zhì)量控制等方面的研究。

2016-08-01