某型飛機襟翼系統(tǒng)典型故障研究

韓瑞美

摘要：以某型飛機襟翼系統(tǒng)為研究對象，研究系統(tǒng)的組成和工作原理，對近年來發(fā)生的常見故障進行統(tǒng)計和分析，并對一起襟翼系統(tǒng)典型故障進行了分析探討，最后提出了具有針對性的維護建議，為維修人員在該系統(tǒng)故障的排除上提供了借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：襟翼系統(tǒng);收放;故障分析

0? 引言

襟翼是飛機上重要的增升裝置，是保證飛機安全飛行的重要組件，在飛機起飛和著陸及地面滑跑過程中起著舉足輕重的作用[1]。其基本效用是通過改變機翼截面形狀、增大中弧線彎曲度來提高機翼的最大升力系數(shù)，減小起飛離地速度和著陸接地速度，縮短起飛或著陸滑跑距離[2];當飛機在起飛時，襟翼伸出較小角度，起到增加升力的作用，加速飛機的起飛，縮短飛機在地面的滑跑距離;當飛機在降落時，襟翼伸出較大的角度，使飛機的升力和阻力同時增大以利于降低著陸速度，縮短滑跑距離，因此該系統(tǒng)的好壞直接影響飛機的安全性和機動性[1]。某型飛機作為飛行訓練學校的教練機，每架飛機平均每年可飛約4000次起落，襟翼系統(tǒng)的故障頻發(fā)，將嚴重影響飛行安全。為了不斷增強系統(tǒng)的可靠性和安全性，保證飛機的正常飛行，針對飛機襟翼系統(tǒng)及其典型重復性故障的研究就顯得非常重要和必要。

1? 飛機襟翼系統(tǒng)概述

某型飛機作為初級教練機，因舵面上的空氣動力小，對操縱靈敏性的要求不太高[3]，因此其襟翼設(shè)計為單開縫式襟翼，軟式傳動機構(gòu)，位于機翼后緣內(nèi)側(cè)，這種襟翼結(jié)構(gòu)簡單，便于制造和維護，但增升能力稍差。該襟翼本體由前梁、翼肋和V型的波紋狀鋁合金蒙皮組成，其前緣由一整塊蒙皮構(gòu)成，襟翼內(nèi)沒有平衡配重塊。

襟翼系統(tǒng)由襟翼電機、傳動組件、驅(qū)動滑輪、推桿、鋼索和隨動指示系統(tǒng)組成（如圖1所示）。襟翼的位置由位于儀表板上的襟翼操縱手柄控制，在槽中向上或向下移動操縱手柄，即可將襟翼置于希望的位置。該型飛機的襟翼有0°（收上位）、10°、20°、30°（全放下位）四個位置（如圖2所示）;電機電源和傳動組件的動力被一個驅(qū)動滑輪、鋼索和推桿傳到襟翼;電機電源通過安裝于浮臂組件、凸輪桿和隨動控制系統(tǒng)的微動開關(guān)控制，當襟翼控制手柄移動到期望襟翼位時，連接凸輪松開其中一個微動電門，作動襟翼電機。當襟翼移動到選擇位，浮臂通過隨動控制轉(zhuǎn)動直到作動的微動電門離開凸輪從而斷開電路，電機停動。如要反向操縱襟翼，控制桿將移到相反方向從而使得凸輪放開第二個微動電門，從而使電機反向轉(zhuǎn)動。隨動控制移動凸輪直到其離開第二個電門，然后切斷襟翼電機電源，電機停轉(zhuǎn)[4]。當襟翼移動到0°（收上位）和30°（全放下位）時作動筒組件限位電門將控制禁翼行程，使位于右機翼內(nèi)部的襟翼電機停轉(zhuǎn)，防止損壞襟翼收放作動筒[5]。

2  故障統(tǒng)計分析

對該型飛機近3年的襟翼維護情況進行梳理，發(fā)現(xiàn)該型飛機襟翼系統(tǒng)故障涉及系統(tǒng)的機械傳動、電路控制、結(jié)構(gòu)等各個部分，根據(jù)統(tǒng)計，系統(tǒng)發(fā)生最多且威脅安全最大的故障是襟翼卡組，而導致襟翼卡組最多的故障原因就是襟翼電門的故障，約占故障總數(shù)的68%，具體故障統(tǒng)計見圖3所示。

根據(jù)統(tǒng)計，在襟翼系統(tǒng)排故中應(yīng)重點關(guān)注襟翼電門故障，執(zhí)機單位應(yīng)將襟翼電門的使用時間納入可靠性數(shù)據(jù)監(jiān)控，對于使用時間較長的電門需結(jié)合定檢進行檢查，更換狀況較差的電門;對于襟翼導軌故障雖然只有兩起，但在故障發(fā)生后的機隊普查中發(fā)現(xiàn)，該機型的襟翼外側(cè)導軌側(cè)面均存在不同程度的磨損，其中有10架飛機的磨損接近超標，如果不及時對磨損較為嚴重的滑軌進行打磨處理，會導致襟翼在收放時有異響或卡阻的后果，同樣威脅飛行安全。

3? 典型故障實例分析

3.1 故障現(xiàn)象回顧

2020年9月某日，該型某機號飛機執(zhí)行本場帶飛訓練。在進近著陸階段，機組操縱飛機襟翼控制手柄準備建立襟翼著陸構(gòu)型，此時飛機襟翼30°時出現(xiàn)卡組，后嘗試收上襟翼，襟翼又卡在10°位置，飛行人員實施多次收放操作后，最終建立著陸構(gòu)型，操縱飛機安全著陸。

3.2 故障檢查及分析

飛機滑回后，機務(wù)人員對襟翼系統(tǒng)進行檢查，檢查襟翼支架滑軌、鋼索及傳動桿等部件均完好，最終檢查發(fā)現(xiàn)上下位微動電門內(nèi)部觸點存在燒蝕現(xiàn)象，如圖4所示。

經(jīng)統(tǒng)計，自2020年以來，該型飛機已連續(xù)出現(xiàn)5起由襟翼收放微動電門引起的襟翼收放卡阻故障，將更換的微動電門分解后發(fā)現(xiàn)，微動電門內(nèi)部觸點均存在燒蝕現(xiàn)象。故障原因均可能為微動電門內(nèi)部觸點燒蝕導致接觸不良，使襟翼不能正常收放。統(tǒng)計5起故障飛機的微動電門裝機使用時間發(fā)現(xiàn)，平均已使用5000小時以上，且電門燒蝕程度隨著使用時間增加而更加嚴重。

3.3 原因分析

根據(jù)系統(tǒng)概述可知，襟翼系統(tǒng)的收放由襟翼電機的正、反轉(zhuǎn)完成，電機的作動由座艙內(nèi)儀表板上一襟翼操縱手柄控制，襟翼操縱手柄上安裝有兩個微動電門，分別為收上、放下微動電門。當操縱襟翼手柄時，兩個微動電門的開關(guān)狀態(tài)使電機的供電線路電源正負極轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)電機的正、反轉(zhuǎn)。當襟翼正常收放時，收上微動電門（SI007）和放下微動電門（SI008）串聯(lián)在一起同時工作，任一微動電門的接觸不良都會造成襟翼卡阻。

當微動電門裝機使用較長時間后，隨著微動電門本身性能的下降及微動電門內(nèi)部觸點的不斷接觸性電流燒蝕，極易導致觸點的接觸不良。觸點接觸不良并不會使收放襟翼每一次都出現(xiàn)卡阻現(xiàn)象，且電門內(nèi)部的觸點情況從外觀上無法檢查，必須拆下后進行檢查才可發(fā)現(xiàn)，所以由觸點的燒蝕在日常的航線檢查中不易被發(fā)現(xiàn)。

3.4 系統(tǒng)維護建議

①當發(fā)生襟翼收放卡阻的故障時，排除故障過程中，除應(yīng)檢查襟翼軸承、鋼索、導軌、蝸桿等機械部件是否工作正常外，還應(yīng)檢查襟翼系統(tǒng)各線路、操縱微動電門及上、下極限電門的狀況。②如果襟翼收放卡組故障發(fā)生在襟翼完全收上或完全放下狀態(tài)，應(yīng)重點關(guān)注座艙襟翼操縱手柄處的襟翼收放微動電門及襟翼電機蝸桿兩端上、下極限電門。③如果襟翼收放卡組發(fā)生在襟翼收放過程中，則應(yīng)重點關(guān)注襟翼收放微動電門。④如果可以復現(xiàn)故障，可以通過打開右機翼下部襟翼電機蓋板斷開襟翼電機的供電插頭來測量是否有供電來判斷是否為微動電門或線路問題，若確認襟翼電機未獲得供電，且檢查襟翼線路中其余部分沒有破損，可重點檢查是否為微動電門使用時間過長導致的性能下降或觸點燒蝕導致的接觸不良。⑤在需要更換襟翼微動電門時，應(yīng)嚴格按照維護手冊的要求執(zhí)行，并在更換后測試確認襟翼系統(tǒng)工作正常。

4? 總結(jié)

在襟翼系統(tǒng)排故過程中，應(yīng)該在飛機維護手冊及線路手冊等依據(jù)基礎(chǔ)上，結(jié)合維護經(jīng)驗，了解故障發(fā)生的整個過程，對故障所涉及的系統(tǒng)工作原理進行深入研究，充分利用故障大數(shù)據(jù)分析手段，快速準確的分析及定位故障源，從而減少飛機停場時間。

參考文獻：

[1]段容宜，劉英.襟翼故障分析與維護[J].科技世界，2013（35）：89，159.

[2]閻成鴻.Cessna172R型飛機機型培訓教程[M].北京：航空工業(yè)出版社，2008：21-22.

[3]張宇慶.Cessna 172R飛機副翼、襟翼鋼索防護研究[J].內(nèi)燃機與配件，2019（22）：123-125.

[4]劉世貴.CESSNA172R飛機襟翼系統(tǒng)故障分析[J].中國科技信息，2016（13）：38-39.