某型飛機前起落架未放到位著陸異常收起疑難故障分析

摘要：針對某型飛機前起落架未放到位著陸異常收起故障，在沒有相關排故資料參考的情況下，從起落架收放系統(tǒng)的結構、原理、功能、線路等方面進行梳理，根據故障現(xiàn)象，采用故障樹分析法對液壓泵電源斷路器斷開故障和前起落架放下位置燈錯誤指示故障進行重點分析，并結合檢查測試，最終查找出故障原因——液壓泵在供電電壓下降時持續(xù)工作導致負載電流過大引發(fā)線路保護，以及前起落架放下位置電門內部膠圈老化變形和彈簧銹蝕失效導致放下指示燈錯誤顯示。

關鍵詞：起落架；位置電門；液壓泵；故障樹

Keywords：landing gear；lock switch；hydraulic pump；fault tree analysis

1 故障現(xiàn)象

在某次飛行任務中，機組在起落架放下指示燈全部正常點亮的情況下進行著陸，但在接地后發(fā)生前起落架異常收起故障。

正常情況下，當起落架放下位置電門接通并保持時，起落架放下指示燈常亮，表示起落架已處于放下鎖定狀態(tài)。在排除機組人員誤操作情況下，調查重點轉向了前起落架收放系統(tǒng)。由于手冊中沒有關于類似故障的說明和排故建議，因此只能對前起落架收放系統(tǒng)進行全面檢查和分析。

2 前起落架收放系統(tǒng)簡介

2.1 主要機構

該型飛機前起落架收放系統(tǒng)由撐桿、輔助放下彈簧、下位鎖機構、收放作動筒及起落架位置電門等組成。起落架的正常收放時，扳動駕駛艙儀表板上起落架收放手柄，通過繼電器控制液壓泵電機的正反轉，分別向起落架收放動作筒的收上液壓管路和放下液壓管路內部油液傳壓，驅動作動筒作動桿伸長或收縮，帶動各起落架放下或收上。

該液壓泵為油液式雙向電機驅動齒輪泵，其動力部分是一個雙向可逆的直流電機，根據輸入線路的不同，向不同方向旋轉，分別完成對起落架的收上和放下操作。

前起落架的位置電門主要有放下位置電門和收上位置電門，安裝在機身前艙底部右側橫梁上，給起落架位置指示系統(tǒng)提供前起落架的位置信號。

2.2 前起落架位置電門功能及原理

前起落架收上位置電門只用于在起落架收放過程中對起落架位置不安全紅色警告燈的控制。前起落架放下位置電門同時使用3組觸點信號進行電氣控制，包括前起落架放下位置綠色指示燈的控制、起落架位置不安全紅色警告控制以及液壓泵工作控制。

如圖1所示，當前起落架放下鎖定到位后，S402電門被壓縮，1、3號觸點接通，匯流條供電，觸發(fā)前起落架放下位置綠色指示燈亮。

3 檢查與測試

3.1 故障樹分析

通過目視檢查，僅發(fā)現(xiàn)駕駛艙儀表板25A液壓泵電源斷路器處于斷開位。地面進行起落架收放試驗，前起落架收放、指示、警告等功能均正常，故障未重現(xiàn)。

根據前述檢查情況并結合前起落架收放系統(tǒng)原理，分析認為25A液壓泵電源斷路器斷開是導致前起落架實際未放到位的直接原因，而前起落架放下位置指示燈的錯誤指示則需要重點檢查分析指示系統(tǒng)的位置電門、放下鎖機構、線路等。為此分別建立故障樹分析模型，如圖2和圖3所示。

3.2 液壓泵電源斷路器斷開檢查測試

1）收放測試及檢查

地面測試起落架收放系統(tǒng)功能，在三個起落架放下鎖定到位后，三個起落架放下位置綠色指示燈正常點亮，警告信號及指示均正常。人工復位液壓泵25A電源斷路器（PWR），正常操作收放起落架數(shù)次，作動筒收放正常，液壓泵工作正常，起落架各信號燈指示正常。整個收放過程中未發(fā)現(xiàn)液壓油泄露，檢查線路未見磨損短路情況。檢查和測試機載發(fā)電機性能和電瓶容量均滿足要求。

2）液壓泵低電壓工作特性試驗檢查

調節(jié)地面電源輸出電壓為13.2V時，多次收放起落架試驗檢查，未發(fā)現(xiàn)異常。

調節(jié)地面電源輸出電壓為10.0V，分別間隔20s進行6次收放起落架試驗。第1次、第2次收放起落架檢查正常；第3次收上時，起落架收上到位，起落架不安全燈熄滅，但液壓泵工作燈持續(xù)點亮，液壓泵持續(xù)工作，約20s后，液壓泵25A電源斷路器跳起，恢復液壓泵25A電源斷路器，放下起落架，各起落架鎖定正常；第4次、第5次、第6次收放起落架，情況同第3次收放情況一致，最終液壓泵25A電源斷路器跳起。

試驗表明，當液壓泵供電低電壓低于11V時，若頻繁收放起落架會導致負載電流過大，從而導致液壓泵25A電源斷路器斷開。

3.3 前起落架放下位置燈錯誤指示檢查測試

1）放下鎖機構及線路檢查

通過對放下鎖機構及其放下彈簧、撐桿及作動筒進行檢查，未見異常，且放下彈簧性能正常。同時未發(fā)現(xiàn)線路上有磨損短路以及接觸不良的情況。

2）位置電門檢查

目視檢查電門外觀，較為老舊，沾有較多泥塵，作動桿側壁附有較多油膩。CT檢測該電門無明顯異常，無外物卡入。硬性分解該電門，檢查發(fā)現(xiàn)電門內部橡膠密封圈老化變形，釋放彈簧與作動桿接觸部位的彈簧絲嚴重銹蝕，如圖4所示。

檢查維修記錄發(fā)現(xiàn)，該機引進至今沒有該前起落架放下位置電門的相關更換記錄，其裝機近20年，空地時間超過1.3萬小時。

4 原因分析

根據前述檢查和測試情況，結合上述故障樹分析可以推斷：此故障一是由于液壓泵25A電源斷路器跳起，導致前起落架未放到位；二是前起落架放下位置電門內部出現(xiàn)機械故障，導致前起落架放下位置綠色指示燈錯誤指示。具體故障原因分析如下。

4.1 液壓泵25A電源斷路器斷開原因分析

該型飛機電源系統(tǒng)為12V供電系統(tǒng)，在收放起落架時機載電瓶會參與供電。該機在當次飛行中多次、連續(xù)收放起落架，液壓泵電機頻繁起動、工作時間較長，使液壓泵溫度持續(xù)升高、工作電流持續(xù)增大；飛機當次飛行為模擬單發(fā)訓練課目，發(fā)電機供電輸出能力比正常輸出有所減小，在多次、連續(xù)收放起落架后，電瓶長時間參與供電，供電能力不斷減弱，輸出電壓不斷減小，導致液壓泵供電電壓持續(xù)減小，加劇了液壓泵工作電流的增大。推斷在偶發(fā)性情況下，液壓泵出現(xiàn)持續(xù)過流工作狀態(tài)，最終導致飛機在最后一次放下起落架的過程中，當兩個主起落架放下位置綠色指示燈亮時前起落架還處于放下過程中，此時液壓泵25A斷路器跳起，液壓泵停止工作，使前起落架未完全放到位。

4.2 前起落架放下位置電門原因分析

根據上述檢查測試，分析認為：由于前起落架放下位置電門暴露安裝在前起落架艙內，極易受到雨水、泥塵、油的侵蝕，在較長使用時間周期后，電門作動桿與釋放彈簧作動腔之間的橡膠密封圈老化變形，密封性變差，附著在電門作動桿壁上的水、油污、灰塵等進入釋放彈簧作動腔內，使彈簧逐漸銹蝕，造成電門釋放不靈活出現(xiàn)卡滯現(xiàn)象，最終導致前起落架在收放過程中電門釋放不到位，電門1、3觸點始終處于接通狀態(tài)，使前起落架放下位置綠色指示燈保持常亮；電門4、5號觸點始終斷開，匯流條供電中斷，不能觸發(fā)起落架位置不安全紅色警告燈和音響警告。

5 結論

綜上所述，該機液壓泵在供電電壓下降時持續(xù)工作，負載電流不斷增大，最終引發(fā)25A液壓泵電源斷路器保護斷開，導致前起落架未放到位；同時前起落架放下位置電門因為內部膠圈老化、彈簧銹蝕等引發(fā)前起落架放下位置綠色指示燈錯誤指示，造成飛行員誤判，導致該機在著陸時發(fā)生前起落架異常收上故障。

為此，針對該故障所代表的通航老齡飛機疑難故障，提出以下安全建議：

1）針對起落架系統(tǒng)、操縱系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等航空器關鍵系統(tǒng)，定期開展風險分析與質量評估，實時增加和細化維修檢查內容；

2）梳理關鍵部/附件維護工作項目，細化部件檢查內容，增加定期更換要求；

3）對于一些非時控件的重要傳感器、連接部位、活動部位等，除正常檢查內容外，必要時進行深度檢查和測試；

4）針對短時間、頻繁發(fā)生故障的某個系統(tǒng)，要進行全面和系統(tǒng)的分析，并建立包括故障數(shù)據庫在內的機群健康診斷系統(tǒng)。

參考文獻

[1]Piper Aircraft Inc. PA44-180 Airplane Line Maintenance Manual[Z].2018，10.

[2]王立綱，等.PA44-180飛機起落架收放系統(tǒng)常見故障分析[J].航空維修與工程，2019，336（6）：84-86.

[3]王銀坤，等.DA42NG飛機起落架收放系統(tǒng)原理及典型故障研究[J].民航學報，2020，4（06），46-49

[4]任可.PA44-180飛機起落架系統(tǒng)常見故障分析[J].機床與液壓. 2012，40（2）：130-132.

作者簡介

張世坤，工程師，主要從事通航維修與安全管理工作。