某型飛機(jī)偏出跑道飛行事故征候原因分析

胡奎福 張常勝 萬劍波/凌云科技集團(tuán)有限責(zé)任公司

1 故障情況

某型飛機(jī)晝間飛行時(shí)發(fā)生一起偏出跑道飛行事故征候，相關(guān)部門組成聯(lián)合調(diào)查組，開展故障原因調(diào)查。

地面檢查過程中發(fā)現(xiàn)，前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)由手動(dòng)轉(zhuǎn)舵控時(shí)，手動(dòng)左轉(zhuǎn)到極限位置或者任意位置時(shí)，轉(zhuǎn)舵控后前輪均可正常回到中立位置；手動(dòng)右轉(zhuǎn)到極限位置時(shí)，轉(zhuǎn)舵控后前輪也可正?；氐街辛⑽恢?，但當(dāng)手動(dòng)右轉(zhuǎn)到非極限的任意位置時(shí)，轉(zhuǎn)舵控后前輪卻不能正常回到中立位置。根據(jù)這一故障現(xiàn)象，逐步排查相關(guān)附件，最后查明故障是由一件分配轉(zhuǎn)換活門引起的。將該分配轉(zhuǎn)換活門返廠檢查，發(fā)現(xiàn)內(nèi)漏量嚴(yán)重超標(biāo)。分解檢查發(fā)現(xiàn)其分流活門襯筒上有兩個(gè)密封膠圈破損失效（見圖1）。

2 工作原理

2.1 前輪轉(zhuǎn)彎操縱系統(tǒng)工作原理

如圖2 所示，前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)是一個(gè)機(jī)械隨動(dòng)系統(tǒng)。操縱機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)輪跟隨轉(zhuǎn)動(dòng)；操縱機(jī)構(gòu)停止時(shí)，機(jī)輪轉(zhuǎn)到相對應(yīng)的位置也停止。前輪轉(zhuǎn)彎有兩種操縱狀態(tài)，分別為滑行操縱狀態(tài)和起飛著陸操縱狀態(tài)。

當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)前輪操縱手輪時(shí)，通過滑輪的鋼索帶動(dòng)差動(dòng)裝置，通過差動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)，使壓力油經(jīng)控制活門、分配轉(zhuǎn)換活門進(jìn)入節(jié)流活門。在油壓作用下，節(jié)流活門內(nèi)部的滑閥移動(dòng)，首先切斷節(jié)流活門內(nèi)溝通作動(dòng)筒兩腔的節(jié)流通道，從而溝通了進(jìn)入轉(zhuǎn)彎作動(dòng)筒的油路。此時(shí)，壓力油便經(jīng)節(jié)流活門進(jìn)入轉(zhuǎn)彎作動(dòng)筒的一腔，使前輪轉(zhuǎn)動(dòng)。作動(dòng)筒另一腔的油液經(jīng)節(jié)流活門、分配轉(zhuǎn)換活門、手操縱控制活門回油。當(dāng)向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)手輪時(shí)，手操縱控制活門中的滑閥向相反方向運(yùn)動(dòng)，機(jī)輪也就向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)。

操縱方向舵腳蹬板使方向舵轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，方向舵操縱系統(tǒng)的拉桿帶動(dòng)舵板活門搖臂轉(zhuǎn)動(dòng)，使舵板活門內(nèi)的分流活門轉(zhuǎn)動(dòng)，接通了油路，壓力油經(jīng)過舵板活門、分配轉(zhuǎn)換活門進(jìn)入節(jié)流活門。在油壓作用下，節(jié)流活門內(nèi)部的滑閥移動(dòng)，首先切斷節(jié)流活門內(nèi)溝通作動(dòng)筒兩腔的節(jié)流通道，從而溝通了進(jìn)入轉(zhuǎn)彎作動(dòng)筒的油路。此時(shí)，壓力油便經(jīng)節(jié)流活門進(jìn)入轉(zhuǎn)彎作動(dòng)筒的一腔，使前輪轉(zhuǎn)動(dòng)。作動(dòng)筒另一腔的油液經(jīng)節(jié)流活門、分配轉(zhuǎn)換活門、舵板活門回油。向相反方向蹬動(dòng)方向舵腳蹬板時(shí)，舵板活門中的分流活門向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)輪也就向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)。

圖1 分流活門襯套膠圈

不使用前輪轉(zhuǎn)彎操縱系統(tǒng)時(shí)，前輪的穩(wěn)定距使前輪處于中立位置，節(jié)流活門內(nèi)的節(jié)流通道把轉(zhuǎn)彎作動(dòng)筒的兩個(gè)腔連接起來，和轉(zhuǎn)彎作動(dòng)筒一起組成減擺裝置。

手控左轉(zhuǎn)、手控右轉(zhuǎn)、舵控左轉(zhuǎn)、舵控右轉(zhuǎn)時(shí)的系統(tǒng)油路走向見 圖3。

2.2 分配轉(zhuǎn)換活門工作原理

分配轉(zhuǎn)換活門的功用是當(dāng)用手輪操縱前輪轉(zhuǎn)彎改為用舵板操縱前輪轉(zhuǎn)彎時(shí)，在壓力作用下，分配活門自動(dòng)將手輪操縱油路轉(zhuǎn)換為舵板操縱油路，使前輪處在起飛著陸操縱狀態(tài)。

圖2 前輪轉(zhuǎn)彎操縱系統(tǒng)原理圖

圖3 不同狀態(tài)時(shí)的系統(tǒng)油路走向

分配轉(zhuǎn)換活門主要由殼體、襯套、分流活門和彈簧等組成。殼體上有6 個(gè)接管嘴，接管嘴A 和E 與手操縱活門兩個(gè)輸出管嘴相連，接管嘴D 和F 與舵板活門的兩個(gè)輸出管嘴相連，接管嘴В 和C 與節(jié)流活門的兩個(gè)輸入接管嘴 相連。

手操縱狀態(tài)時(shí)，分配轉(zhuǎn)換活門中的分流活門在彈簧作用下處于左極限位置，接管嘴A 和В 相通，E 和C 相通，如圖4 所示。舵控狀態(tài)時(shí)，壓力油從接管嘴D 或F 輸入活門，油壓克服彈簧力使分流活門移動(dòng)到右極限位置，此時(shí)接管嘴F 和В 相通，D 和C 相通，如圖5所示。手控左轉(zhuǎn)、手控右轉(zhuǎn)、舵控左轉(zhuǎn)、舵控右轉(zhuǎn)時(shí)的分配轉(zhuǎn)換活門油路走向見圖6。

圖4 分配轉(zhuǎn)換活門手操縱狀態(tài)

3 偏出跑道飛行事故征候原因分析

3.1 分配轉(zhuǎn)換活門失效對系統(tǒng)的影響分析

圖5 分配轉(zhuǎn)換活門舵控狀態(tài)

手操縱前輪轉(zhuǎn)彎時(shí)，分配轉(zhuǎn)換活門中的分流活門在彈簧作用下處于左極限位置，接管嘴A 和В 相通，E 和C 相通。雖然分流活門襯套上的中間和靠彈簧一側(cè)各有一個(gè)膠圈破損，但此時(shí)無論是左轉(zhuǎn)還是右轉(zhuǎn)，壓力油都不對分流活門產(chǎn)生向右的推力，分流活門在彈簧作用下仍處于左極限位置，油路走向正常。雖然因膠圈破損導(dǎo)致來油路向回油路有少量泄漏，來油路壓力會(huì)下降，轉(zhuǎn)彎的效率也會(huì)因此降低，但是轉(zhuǎn)彎功能基本可以實(shí)現(xiàn)。

手操縱轉(zhuǎn)舵控時(shí)，如果分配轉(zhuǎn)換活門不存在膠圈破損故障，壓力油從接管嘴D 或F 輸入活門，油壓克服彈簧力使分流活門移動(dòng)到右極限位置，此時(shí)接管嘴F 和В 相通，D 和C 相通。

舵控右轉(zhuǎn)時(shí)，壓力油從D 管嘴進(jìn)入，油壓克服彈簧力使分流活門右移，由于C 管嘴兩邊膠圈完好，壓力油穩(wěn)定通向C 管嘴，因此舵控右轉(zhuǎn)功能完全 正常。

舵控左轉(zhuǎn)時(shí)，壓力油從F 管嘴進(jìn)入，由于分流活門襯套上的中間和靠彈簧一側(cè)各有一個(gè)膠圈破損，壓力油會(huì)向回油腔和A 管嘴同時(shí)泄漏，壓力急劇下降，不足以克服彈簧力使分流活門右移到極限位置，油路轉(zhuǎn)換功能可能失效，失效程度取決于膠圈破損程度和操縱狀態(tài)，如圖7 所示。

圖6 不同狀態(tài)的分配轉(zhuǎn)換活門油路走向

圖7 膠圈破損時(shí)分配轉(zhuǎn)換活門油路走向

圖8 手操縱活門

3.2 手動(dòng)右轉(zhuǎn)到任意位置時(shí)轉(zhuǎn)舵控后不能回到中立位置原因分析

檢查過程中，發(fā)現(xiàn)前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)由手動(dòng)轉(zhuǎn)舵控時(shí)，手動(dòng)右轉(zhuǎn)到極限位置時(shí)，轉(zhuǎn)舵控后可以回到中立位置，但是手動(dòng)右轉(zhuǎn)到任意位置時(shí)，轉(zhuǎn)舵控后卻不能回到中立位置。這一差異源于手操縱活門在這兩種操縱狀態(tài)的工作差 異。

如圖8 所示，手操縱轉(zhuǎn)彎時(shí)，手操縱活門的手柄轉(zhuǎn)到任意角度時(shí)，手輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)，帶有小齒輪的軸12也停止轉(zhuǎn)動(dòng)，通過撥桿3 將滑閥18 返回到中立位置，使進(jìn)入轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)的油路切斷，因而前輪停止偏轉(zhuǎn)，保持在與手輪相對應(yīng)的角度位置上。手操縱活門的手柄轉(zhuǎn)到最大角度時(shí)，手輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)，前輪轉(zhuǎn)到極限位置，手操縱活門的分流活門此時(shí)并不回中立，在轉(zhuǎn)舵控時(shí)手操縱活門還在繼續(xù)供油（至E 管嘴）。

手操縱右轉(zhuǎn)前輪到極限位置轉(zhuǎn)舵控時(shí)，E 管嘴還有來自手操縱活門的高壓油，從F 管嘴來的高壓油向E、C 腔的泄漏受阻，只有向A 低壓腔的泄漏，因此，F(xiàn) 與A 的壓差還可以克服彈簧力使分流活門右移，實(shí)現(xiàn)舵控左轉(zhuǎn)功 能。

手操縱右轉(zhuǎn)前輪到任意位置轉(zhuǎn)舵控時(shí)，E 管嘴沒有來自手操縱活門的高壓油，E、C 腔、A 腔均為低壓腔，從F管嘴來的高壓油同時(shí)向EC 腔和A 腔泄漏，因此，F(xiàn) 與A 的壓差已不能克服彈簧力使分流活門右移，舵控左轉(zhuǎn)功能失效。

4 結(jié)論

從返廠檢查結(jié)果和理論分析可以看出，該起飛機(jī)偏出跑道飛行事故征候原因是由分配轉(zhuǎn)換活門的分流活門襯筒上的兩個(gè)密封膠圈破損引起，該處密封膠圈破損對系統(tǒng)產(chǎn)生的影響與飛行故障現(xiàn)象和地面檢查發(fā)現(xiàn)的異?，F(xiàn)象完全吻合。