某型運(yùn)輸機(jī)后登機(jī)門空中異常打開故障分析

郝世勇 戰(zhàn)祥新 王賽

摘要：針對一起運(yùn)輸機(jī)后登機(jī)門在空中異常打開故障，分析故障產(chǎn)生的可能原因，繪制故障樹進(jìn)行故障排查分析，最終定位故障源并提出解決措施。

關(guān)鍵詞：運(yùn)輸機(jī)；后登機(jī)門；故障分析

Keywords：transport aircraft；rear boarding gate；fault analysis

1 故障描述

一架運(yùn)輸機(jī)起飛15min后飛行高度5000m時，集中告警計(jì)算機(jī)“后登機(jī)門”紅色告警燈亮，并伴隨語音提示“后登機(jī)門”。檢查后登機(jī)門，發(fā)現(xiàn)打開約20°，液壓系統(tǒng)壓力、液壓油量均正常；操縱左駕駛員操縱臺上的“后登機(jī)門”開關(guān)，后登機(jī)門無法關(guān)閉；操縱右駕駛員操縱臺上的“后登機(jī)門”應(yīng)急開關(guān)，后登機(jī)門也無法關(guān)閉。高度1280m時重復(fù)上述動作，仍無法關(guān)閉后登機(jī)門。飛機(jī)起飛25min后安全著陸。

飛機(jī)滑行至停機(jī)坪未關(guān)車時，檢查后設(shè)備艙49框至50框后登機(jī)門操縱臺，發(fā)現(xiàn)艙門“全開”綠燈亮，后登機(jī)門完全打開，操縱手柄位于“中立”位置，用操縱手柄關(guān)“后登機(jī)門”，壓力表有壓力，但后登機(jī)門無動作，后將操縱手柄恢復(fù)至“中立”位置。

2 故障分析

飛機(jī)落地后，發(fā)動機(jī)停車前，操作地面操縱臺“后登機(jī)門”手動開關(guān)關(guān)閉后登機(jī)門，右系統(tǒng)壓力先下降后上升，持續(xù)5s，但“后登機(jī)門”告警仍未消失，左右操縱臺“后登機(jī)門鎖好”綠燈未燃亮，目視檢查后登機(jī)門仍未關(guān)閉?？梢?，后登機(jī)門在空中異常打開后，采用左系統(tǒng)、右系統(tǒng)以及手動開關(guān)均無法關(guān)閉。

根據(jù)系統(tǒng)工作原理，建立后登機(jī)門空中異常打開故障樹，如圖1所示，對故障進(jìn)行排查分析。

1）左右液壓系統(tǒng)電磁閥故障

電磁閥內(nèi)漏或卡滯均會引起電磁閥故障。液壓電磁閥內(nèi)漏過大，壓力串入后登機(jī)門作動筒開門腔，可能導(dǎo)致空中開鎖。在更換后登機(jī)門作動筒后操縱左右后登機(jī)門開關(guān)，后登機(jī)門能正常開關(guān)。登機(jī)門關(guān)到位且鎖好，開關(guān)回“中立”后，鎖機(jī)構(gòu)保持鎖定位置，證明電磁閥工作正常。

拆下飛機(jī)上安裝的電磁閥返廠進(jìn)行性能檢驗(yàn)，各項(xiàng)性能技術(shù)指標(biāo)均符合要求。分解檢查零部件也未見異常，內(nèi)部無異物。可排除液壓電磁閥故障的可能。

2）液壓手動閥故障

液壓手動閥內(nèi)漏或卡滯均能引起手動閥故障。與電磁閥故障排查類似，更換登機(jī)門作動筒后，操縱手動作動閥，后登機(jī)門能正常開關(guān)，證明手動閥工作正常。拆下手動閥返廠檢驗(yàn)，性能指標(biāo)均正常。排除手動閥故障的可能。

3）正常、應(yīng)急控制線路故障

在空中增壓情況下，由于壓差傳感器保護(hù)電路作用，即使操作左右登機(jī)門操縱開關(guān)也無法開啟艙門，且在后登機(jī)門異常打開前機(jī)組并未扳動開關(guān)，此時要使電磁閥工作，必須在電磁閥電源輸入端有短路電流流入。根據(jù)飛參數(shù)據(jù)判讀，后登機(jī)門空中異常打開前后，左右液壓系統(tǒng)壓力穩(wěn)定無波動，證明電磁閥并未工作，所以控制線路無短路現(xiàn)象。后續(xù)更換作動筒收放后登機(jī)門的過程也證明了后登機(jī)門控制線路工作正常?？梢耘懦刂凭€路故障。

4）鎖機(jī)構(gòu)零件損壞

檢查鎖機(jī)構(gòu)拉桿、搖臂、彈簧、限位角片，除限位角片略有變形外其他零件無異常。經(jīng)過分析，判定限位角片變形對鎖機(jī)構(gòu)可靠上鎖無影響，排除鎖機(jī)構(gòu)零件損壞導(dǎo)致故障的可能。

5）后登機(jī)門增壓變形

檢查后登機(jī)門外形良好，無異常。排除登機(jī)門變形導(dǎo)致故障的可能。

6）鎖機(jī)構(gòu)未可靠上鎖

鎖機(jī)構(gòu)未可靠上鎖可能是由滑臂轉(zhuǎn)軸卡滯、液壓系統(tǒng)壓力低、作動筒內(nèi)漏、指示不同步等原因引起?，F(xiàn)場檢查鎖機(jī)構(gòu)滑臂轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動靈活，未發(fā)現(xiàn)卡滯現(xiàn)象。

經(jīng)查閱飛參數(shù)據(jù)并結(jié)合機(jī)組人員反映，使用地面操縱臺手動閥開關(guān)將后登機(jī)門打開，右液壓系統(tǒng)壓力在開后登機(jī)門時由151kgf/cm2降到145kgf/cm2，開門結(jié)束后恢復(fù)到151kgf/cm2；關(guān)閉后登機(jī)門時右系統(tǒng)壓力由151kgf/cm2降低到147kgf/cm2。但后登機(jī)門關(guān)閉后，地面操縱臺上“后登機(jī)門鎖好”綠色信號燈未燃亮，同時“后登機(jī)門”告警燈未熄滅。間隔2min后，機(jī)組人員第二次關(guān)閉后登機(jī)門，右系統(tǒng)壓力由151kgf/cm2降到115.6kgf/cm2，開關(guān)回中立位置后，地面操縱臺上“后登機(jī)門鎖好”綠色信號燈燃亮，“后登機(jī)門”告警信號消失，系統(tǒng)壓力恢復(fù)到157.3kgf/cm2。排除系統(tǒng)壓力低故障的可能。

后登機(jī)門作動筒是后登機(jī)門開關(guān)的執(zhí)行結(jié)構(gòu)，作動筒內(nèi)漏過大將導(dǎo)致作動筒在執(zhí)行關(guān)門指令時輸出力不夠，無法將后登機(jī)門可靠上鎖。現(xiàn)場將故障飛機(jī)的作動筒換至另一架飛機(jī)進(jìn)行串件關(guān)門試驗(yàn)，后登機(jī)門無收起運(yùn)動。將該作動筒返廠分解檢查，對外筒內(nèi)徑和活塞桿外徑進(jìn)行測量，發(fā)現(xiàn)外筒內(nèi)徑變大，其密封間隙增加了0.15～1mm（設(shè)計(jì)要求為0.025～0.089mm），結(jié)合上述換作動筒不換電磁閥后登機(jī)門能夠正常開關(guān)等情況分析，可以確定登機(jī)門故障是由作動筒內(nèi)漏故障引起的。

機(jī)上后登機(jī)門鎖好信號由微動開關(guān)發(fā)出，微動開關(guān)壓縮行程到位情況如果與鎖機(jī)構(gòu)上鎖不同步，可能在鎖機(jī)構(gòu)上鎖不到位時發(fā)出鎖好指示信號。經(jīng)地面檢查，故障飛機(jī)后登機(jī)門未完全上鎖時，微動開關(guān)已經(jīng)發(fā)出鎖好信號，因此微動開關(guān)與鎖機(jī)構(gòu)上鎖信號不同步。

通過上述分析，對后登機(jī)門空中異常打開故障定位：一是后登機(jī)門作動筒出現(xiàn)內(nèi)漏，導(dǎo)致作動筒在執(zhí)行關(guān)門指令時輸出力不夠，無法將后登機(jī)門可靠上鎖（假鎖）；二是后登機(jī)門鎖好指示信號與鎖機(jī)構(gòu)上鎖不同步，引起誤指示。空中在氣密載荷作用下，后登機(jī)門被強(qiáng)制打開。

3 解決措施

針對該型飛機(jī)后登機(jī)門空中異常打開故障，首先，對后登機(jī)門液壓系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，增加單向節(jié)流器，如圖2所示。該飛機(jī)上單個節(jié)流器的流量為4.8L/min±0.5L/min，單個作動筒的輸出流量為3.83～5.74L/min，即單個節(jié)流器的流量滿足單個作動筒開門時的流量輸出要求。因此，在液壓管路上并聯(lián)一個節(jié)流器，能有效降低開門時后液壓系統(tǒng)的回油壓力，滿足左右液壓系統(tǒng)的流量要求，從而有效解決因后登機(jī)門作動筒筒體變形、內(nèi)漏增大而導(dǎo)致的作動筒輸出力不足、負(fù)載能力下降問題。

其次，改進(jìn)微動開關(guān)安裝位置。原來左右兩側(cè)鎖鉤處都裝有微動開關(guān)，微動開關(guān)接通但未處于工作位置，登機(jī)門鎖好指示燈亮。后登機(jī)門左右兩側(cè)鎖鉤通過橫梁剛性連接，左右兩側(cè)滑臂與軸剛性連接，在右側(cè)鎖鉤和滑臂處各安裝1個微動開關(guān)，通過同時檢測單側(cè)鎖鉤和滑臂狀態(tài)來判斷艙門上鎖狀態(tài)，提高上鎖信號的可靠性。即將原左側(cè)鎖鉤處的微動開關(guān)及電纜移至右側(cè)搖臂處，不僅檢測鎖鉤狀態(tài)，還檢測了滑臂狀態(tài)，鎖鉤和滑臂均到位后才判定鎖機(jī)構(gòu)處于鎖好狀態(tài)，保證了上鎖信號指示與鎖機(jī)構(gòu)上鎖狀態(tài)同步。

作者簡介

郝世勇，副教授，主要從事航空電氣系統(tǒng)教學(xué)與科研工作。