某型直升機應急液壓系統(tǒng)故障分析

梁云瑞，劉 明

(海軍駐南昌地區(qū)軍事代表室，江西 南昌 330001)

0 引言

2016年某日，某型直升機飛行前地面檢查發(fā)現(xiàn)，將電動泵控制開關(guān)(“正常/應急/檢查”三位)置于“檢查”位時，主液壓系統(tǒng)壓力顯示為0Bar，電動泵的電機聲音無異常，駕駛桿無法操作。多次重復將開關(guān)置于“檢查”位，主液壓系統(tǒng)偶爾顯示為80Bar，此時，駕駛桿可以操作。

正常情況下，電動泵控制開關(guān)“檢查”位用以進行飛行前的地面操作檢查，此時機上現(xiàn)象應該是：電動泵啟動，主液壓系統(tǒng)壓力顯示約80Bar，機務人員可以操作駕駛桿進行操縱系統(tǒng)的檢查。

1 應急液壓系統(tǒng)組成及工作原理

該型直升機應急液壓系統(tǒng)為液壓子系統(tǒng)之一，其功能如下：①飛行時作為輔助液壓系統(tǒng)的備份，在輔助液壓系統(tǒng)失效時用以為應急放下起落架及機輪剎車等提供應急能源；②地面時可向操縱系統(tǒng)主助力器和尾助力器提供液壓能源，實現(xiàn)操縱系統(tǒng)的地面檢查。

應急液壓系統(tǒng)主要由應急液壓油箱、電動泵、調(diào)壓閥、壓力開關(guān)、電磁閥及管路組成，其原理圖如圖1所示。

圖1 應急液壓系統(tǒng)原理圖

飛行員通過電動泵控制開關(guān)(“正常/應急/檢查”三位)控制應急液壓系統(tǒng)工作。當電動泵控制開關(guān)置于“應急”位時，電動泵啟動，自應急液壓油箱吸油，壓力油通過管路可分別為起落架應急放下及機輪剎車應急充壓等功能提供液壓能源。電動泵為定量泵，由調(diào)壓閥調(diào)定系統(tǒng)壓力。當應急系統(tǒng)管路內(nèi)壓力大于120Bar時，壓力開關(guān)給出信號，燃亮儀表板上的“電動泵”警告燈。當電動泵控制開關(guān)置于“檢查”位時，電動泵啟動，同時會接通電磁閥并燃亮“電動泵”警告燈，應急液壓系統(tǒng)通過主液壓系統(tǒng)向直升機主助力器和尾助力器供壓，用以進行操作系統(tǒng)的地面檢查，此時管路內(nèi)的壓力由主液壓系統(tǒng)內(nèi)的調(diào)壓閥調(diào)定為80Bar。

2 故障分析

故障樹分析是系統(tǒng)安全性和可靠性分析的工具之一，也是事故調(diào)查的一種有效手段[1]。采用故障樹分析方法，依據(jù)應急液壓系統(tǒng)原理，建立故障樹(如圖2)。

圖2 故障樹

首先，排除“主液壓系統(tǒng)壓力傳感器故障”的可能。因為在主液壓系統(tǒng)壓力顯示為0Bar時，駕駛桿是無法操作的，這說明應急系統(tǒng)沒有給主液壓系統(tǒng)供壓，主液壓系統(tǒng)內(nèi)壓力確為0Bar。

其次，因為現(xiàn)場將電動泵控制開關(guān)置于“應急”位，此時電動泵電機聲音無異常，“電動泵”警告燈燃亮，“電動泵故障”的可能性排除。應急系統(tǒng)在電動泵后、電磁閥之前有一壓力開關(guān)，該壓力開關(guān)在壓力大于120Bar時閉合，燃亮“電動泵”告警燈。現(xiàn)象表明，應急系統(tǒng)內(nèi)是存在壓力的，電動泵工作無異常。

當把電動泵控制開關(guān)置于“檢查”位時，電動泵工作，電磁閥應該接通應急系統(tǒng)與主液壓系統(tǒng)。所以故障應該是由電磁閥沒有接通導致的。

3 飛行影響評估

機載液壓系統(tǒng)擔負著為直升機操縱系統(tǒng)、起落架收放系統(tǒng)及機輪剎車等提供液壓能源的工作，對直升機的安全飛行及著陸等極為重要[2,3]，因此需充分分析該故障對飛行安全的影響。

由前述應急液壓系統(tǒng)原理可知，電動泵控制開關(guān)用以啟動應急液壓系統(tǒng)，“檢查”位僅在地面檢查時使用。所以，該故障基本不影響飛行，若存在其他未考慮到的因素影響了應急系統(tǒng)，則會降低起落架放下的安全余度(圖1中機輪剎車等功能不影響直升機飛行安全)。

為保證飛行任務，給出以下意見：該故障不影響飛行安全，建議飛行時不要收起起落架。

4 排故工作及解決措施

飛行任務結(jié)束后，為進一步明確故障點，排故的主要流程如圖3所示。

圖3 排故流程圖

前述分析，由“電動泵”警告燈燃亮的現(xiàn)象已基本確定電動泵工作無異常。為進一步確定該結(jié)論，做以下工作：

1)使用地面操作，釋放蓄壓器(集成在輔助組合閥上)中儲存的液壓壓力；

2)按壓電動泵的地面充壓按鈕，啟動電動泵及應急電磁閥(集成在輔助組合閥上)，通過電動泵向蓄壓器進行充壓；

3)觀察蓄壓器壓力是否上升至設計值。

結(jié)論：蓄壓器可以充壓至140Bar左右，電動泵工作正常。

下一步進行電磁閥的供電檢查，主要工作如下：

1)將電動泵控制開關(guān)置于“檢查”位，此時，左液壓壓力顯示為0Bar；

2)斷開故障點電磁閥的供電插頭，用萬用表測量電磁閥供電針腳的電壓，電壓顯示為0V。

重復上述工作數(shù)次發(fā)現(xiàn)：主液壓壓力顯示為0Bar時，測得供電電壓為0V，偶爾有一處壓力顯示正常為80Bar，測得供電電壓約為28V。

結(jié)論：故障原因是由電磁閥未能供電導致的。

進一步排查未能供電的原因，故障樹如圖4所示。

圖4 故障樹

根據(jù)故障樹開展電氣排故：

1)首先測量電磁閥供電導線的連通性，多次測試連通性沒有異常；

2)測量電動泵控制開關(guān)上游，28V供電是否到達開關(guān)，測量結(jié)果供電無異常；

3)未通電情況下，電動泵控制開關(guān)置于“檢查”位，檢查觸點連通性，多次測試連通性也無異常；

4)在通電的情況下檢查電動泵開關(guān)，測得開關(guān)在“檢查”位時，觸點沒有導通。

最終確定故障現(xiàn)象是由電動泵控制開關(guān)故障導致，更換該開關(guān)可排除該故障。

5 結(jié)論與啟示

該故障現(xiàn)象是由于電動泵控制開關(guān)故障導致的，通電情況下，開關(guān)動作，觸點未能導通。更換電動泵控制開關(guān)，經(jīng)機上驗證，原故障消失。

在飛行前地面檢查時，對故障的影響應該合理評估。首先要予以重視，全面考慮其對飛行安全的影響，采取合理措施，消除可能的安全隱患；通過建立故障樹，逐條分析排查故障的可能，最終確定故障原因。本文的故障處理及分析方法對外場機務維護和排故有一定的借鑒意義。