故障樹法排除某型直升機(jī)空中異常抖動(dòng)故障

楊立海 張家鵬 楊新良 劉鐵志 齊達(dá)

摘要：對(duì)一架某型直升機(jī)空中異常抖動(dòng)故障進(jìn)行分析，通過建立該直升機(jī)空中異常抖動(dòng)故障樹方法得出故障原因，并排除了故障。

關(guān)鍵詞：故障樹法；自動(dòng)駕駛儀系統(tǒng)；抖動(dòng)

Keywords：fault tree method；autopilot system；tremble

直升機(jī)出現(xiàn)空中異常抖動(dòng)情況會(huì)給飛行員的操縱帶來困難，同時(shí)也會(huì)造成機(jī)體機(jī)構(gòu)損傷、機(jī)載部件性能下降等后果，嚴(yán)重影響飛行安全。直升機(jī)出現(xiàn)異常抖動(dòng)故障后，一定要及時(shí)開展排故工作。

1 故障現(xiàn)象

一架某型直升機(jī)在自動(dòng)駕駛儀接通情況下出現(xiàn)空中機(jī)體異常抖動(dòng)情況，飛行員斷開自動(dòng)駕駛儀系統(tǒng)后，抖動(dòng)情況得到明顯改善。該機(jī)在上個(gè)飛行場(chǎng)次中剛剛更換了自駕計(jì)算機(jī)，并進(jìn)行了一個(gè)場(chǎng)次的驗(yàn)證飛行，當(dāng)時(shí)沒有出現(xiàn)抖動(dòng)情況。前期飛行中，該機(jī)曾出現(xiàn)類似抖動(dòng)情況，當(dāng)時(shí)檢查操縱系統(tǒng)各部件沒有異常，但仍然更換了自駕系統(tǒng)的相關(guān)機(jī)件，查看這些檢修機(jī)件的返廠維修履歷本，發(fā)現(xiàn)沒有故障情況。該機(jī)曾因此停飛過一段時(shí)間。

2 自動(dòng)駕駛儀系統(tǒng)工作原理

安裝在該型直升機(jī)上的自動(dòng)駕駛儀（見圖1）是一個(gè)四通道自動(dòng)駕駛儀，包括一個(gè)能夠接收從各傳感器、飛行操縱臺(tái)和各操縱開關(guān)發(fā)來信號(hào)的電子裝置——計(jì)算機(jī)，并由該裝置將信號(hào)送至舵機(jī)。該自動(dòng)駕駛儀具有三軸姿態(tài)穩(wěn)定、人工操縱增穩(wěn)和氣壓高度穩(wěn)定等功能，其基本穩(wěn)定功能是通過航姿系統(tǒng)、速率陀螺組和氣壓高度差傳感器給出的信號(hào)來保證的，從起飛到著陸的所有飛行狀態(tài)都可使用自動(dòng)駕駛儀系統(tǒng)，可以明顯改善直升機(jī)的飛行品質(zhì)，減輕飛行員的駕駛疲勞。

3 故障分析及排除

3.1 自駕系統(tǒng)故障分析

1）自駕計(jì)算機(jī)及其接線故障

該型計(jì)算機(jī)的功用：對(duì)各傳感器（航姿系統(tǒng)、速率陀螺組、側(cè)向加速度計(jì)、氣壓高度差傳感器和接觸桿）發(fā)來的信號(hào)以及飛行操縱臺(tái)和直升機(jī)各有關(guān)操縱桿、開關(guān)發(fā)出的控制信號(hào)進(jìn)行綜合、轉(zhuǎn)換、計(jì)算、放大，然后輸送給舵機(jī)的伺服閥，由舵機(jī)及其他操縱機(jī)構(gòu)操縱直升機(jī)完成各種飛行動(dòng)作。自駕計(jì)算機(jī)故障可能造成輸出信號(hào)的錯(cuò)誤，進(jìn)而造成直升機(jī)的錯(cuò)誤操縱。

2）速率陀螺組及其接線故障

該型速率陀螺組功用：測(cè)量直升機(jī)繞俯仰軸、傾斜軸和航向軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，并向自動(dòng)駕駛儀輸出相應(yīng)的電壓信號(hào)，以改善直升機(jī)的飛行品質(zhì)。速率陀螺組故障有可能給計(jì)算機(jī)輸送錯(cuò)誤信號(hào)，進(jìn)而造成直升機(jī)的錯(cuò)誤操縱。

3）自駕接線盒及其接線故障

自駕接線盒是自動(dòng)駕駛儀各部件間及與之配套的部件之間聯(lián)接的中心，也是駕駛儀電源和信號(hào)的匯集和分送中心。接線盒故障也會(huì)導(dǎo)致輸出錯(cuò)誤信號(hào)，進(jìn)而造成直升機(jī)的錯(cuò)誤操縱。

3.2 操縱系統(tǒng)故障分析

1）舵機(jī)故障

該型直升機(jī)舵機(jī)的功用：接受自動(dòng)駕駛儀伺服放大器的慢變直流信號(hào)或操縱桿系的人工操縱信號(hào)，經(jīng)變換、放大后輸送至液壓助力器。若舵機(jī)故障，將造成直升機(jī)抖動(dòng)情況。

2）操縱線系異常

操縱線系主要是直升機(jī)操縱系統(tǒng)各部件機(jī)械連接的鋼索與連桿，如果出現(xiàn)摩擦力較大、間隙不符合規(guī)定等情況，將造成直升機(jī)的操縱異常，會(huì)出現(xiàn)機(jī)體抖動(dòng)情況。

3）助力器故障

助力器是操縱系統(tǒng)的重要組成部分，在飛行員操縱駕駛桿時(shí)起到助力作用，其故障同樣導(dǎo)致直升機(jī)的異常抖動(dòng)。

3.3 以故障樹法快速排除故障

根據(jù)以上分析，列出直升機(jī)異常抖動(dòng)故障樹（見圖2），并對(duì)組成故障樹的底事件逐一進(jìn)行分析。

1）操縱系統(tǒng)檢查

a. 檢查舵機(jī)的安裝情況，螺栓的緊固情況；檢查舵機(jī)內(nèi)是否有氣體；接觸桿、開環(huán)裝置等的連接情況。上述檢查并未發(fā)現(xiàn)異常。

b. 檢查操縱線系各連桿、鋼索的間隙、摩擦力等，均在規(guī)定值內(nèi)。

c. 檢查助力器，安裝固定良好，內(nèi)部無卡滯、無漏油。

2）自駕系統(tǒng)檢查

a. 對(duì)自駕接線盒各個(gè)繼電器的觸點(diǎn)、導(dǎo)線連接情況進(jìn)行檢查，無異常。

b. 將本機(jī)自駕計(jì)算機(jī)換裝到其他飛機(jī)上，經(jīng)檢查其工作正常；計(jì)算機(jī)連接導(dǎo)線正常。

c. 在地面對(duì)直升機(jī)進(jìn)行通電檢查，自駕操縱盒檢流計(jì)指針正常，無明顯故障現(xiàn)象。將速率陀螺組固定螺釘取下，對(duì)速率陀螺組進(jìn)行晃動(dòng)，模擬直升機(jī)的空中狀態(tài)，此時(shí)自駕操縱臺(tái)檢流計(jì)指針的擺動(dòng)幅度較小，達(dá)不到對(duì)直升機(jī)的增穩(wěn)效果，由此判斷可能是速率陀螺組故障引起的飛機(jī)抖動(dòng)。對(duì)速率陀螺組進(jìn)行更換，再次通電檢查，現(xiàn)象與之前一樣，因此判定速率陀螺組并無故障，故障原因可能是速率陀螺組輸入電源或輸出信號(hào)出現(xiàn)了異常。對(duì)速率陀螺組的輸入電源和輸出信號(hào)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)其供電電源異常。分段對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行測(cè)量，速率陀螺組斷路器處的輸入電源正常，輸出電壓異常。更換斷路器后進(jìn)行通電檢查和試飛驗(yàn)證，直升機(jī)抖動(dòng)情況消失，故障排除。

綜上所述，該型直升機(jī)空中機(jī)體異常抖動(dòng)的原因是速率陀螺組供電斷路器出現(xiàn)故障。經(jīng)分析研究認(rèn)為斷路器由于其內(nèi)部存在雜質(zhì)或其金屬片之間接觸異常造成了此故障，這種故障極易消失，這也就解釋了為何故障反復(fù)出現(xiàn)的現(xiàn)象，在沒有找到真正的故障點(diǎn)時(shí)故障會(huì)消失。

4 結(jié)束語

本文對(duì)一架某型直升機(jī)空中異常抖動(dòng)故障進(jìn)行了分析與研究，建立了故障樹，成功將故障排除。在建立故障樹時(shí)，區(qū)分機(jī)械與航電部件兩個(gè)故障樹分支，在排故過程中對(duì)兩個(gè)分支同時(shí)進(jìn)行檢查，極大地提高了排故的效率，可作為今后排除類似故障的一個(gè)參照。