某型飛機(jī)前起落架轉(zhuǎn)向操縱故障原因分析

摘要：分析了軍用飛機(jī)前起落架轉(zhuǎn)向操縱故障原因和危害，探討了防止前起落架轉(zhuǎn)向操縱故障的技術(shù)施工方案，建立一套可有效防止前起落架轉(zhuǎn)向操縱故障的施工工藝，保障飛機(jī)地面滑行安全。

關(guān)鍵詞：前起落架；轉(zhuǎn)向操縱；故障分析

Keywords：nose landing gear；steering control；fault analysis

1 故障現(xiàn)象

目前，國(guó)內(nèi)軍用飛機(jī)地面轉(zhuǎn)向主要有兩種形式，老舊機(jī)型采用安裝在主起落架上的剎車(chē)機(jī)輪，通過(guò)控制左右機(jī)輪的剎車(chē)壓力差來(lái)實(shí)現(xiàn)飛機(jī)地面轉(zhuǎn)向，從而實(shí)現(xiàn)飛機(jī)的地面操縱可控；先進(jìn)機(jī)型除具備機(jī)輪剎車(chē)的方式輔助轉(zhuǎn)向外，還增加了轉(zhuǎn)彎效率較高的前起落架轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)。前起落架轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)由腳蹬操縱桿系、離合器、前起落架、分流頭部、作動(dòng)筒、前機(jī)輪6個(gè)部分組成（見(jiàn)圖1）。

某軍用飛機(jī)大修廠修理飛機(jī)前起落架轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)附件分流頭部，在對(duì)裝配好的分流頭部進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)其啟動(dòng)力矩不合格，工藝規(guī)定不大于0.98N·m，操作時(shí)有明顯阻力，強(qiáng)行克服該阻力可能造成分流活門(mén)斷裂。

2 分流頭部構(gòu)造及工作原理

2.1 分流頭部構(gòu)造

分流頭部屬于液壓部件，是整個(gè)轉(zhuǎn)彎操縱系統(tǒng)的核心部件，由殼體、分流活門(mén)、刻度盤(pán)、接管嘴、帽、溢流活門(mén)、彎管頭、過(guò)濾器、連通活門(mén)、螺塞等零件組成（見(jiàn)圖2）。

2.2 分流頭部工作原理

分流頭部有操縱狀態(tài)和減擺狀態(tài)兩種工作狀態(tài)。

操縱狀態(tài)是利用從飛機(jī)系統(tǒng)來(lái)的液壓油，打開(kāi)供壓管路至分配機(jī)構(gòu)的液壓油通路。在分配機(jī)構(gòu)中，液壓油經(jīng)過(guò)油濾到達(dá)接通活門(mén)處，接通活門(mén)在向彈簧一面移動(dòng)的同時(shí)，斷開(kāi)承力動(dòng)作筒的各對(duì)應(yīng)腔（關(guān)閉減擺狀態(tài)），并打開(kāi)分配分油活門(mén)的來(lái)油和回油路（接通操縱狀態(tài)）。分油活門(mén)與萬(wàn)向軸下部接頭為剛性連接，控制襯套與反饋搖臂之間也為剛性連接。在不蹬腳蹬情況下，分油活門(mén)和襯套的相互運(yùn)動(dòng)使來(lái)油路和回油路關(guān)閉，動(dòng)作筒腔內(nèi)的液壓油被堵死，動(dòng)作筒工作桿以及機(jī)輪均不動(dòng)。蹬腳蹬時(shí)，腳蹬的運(yùn)動(dòng)通過(guò)傳動(dòng)部分傳給分油活門(mén)，使其相對(duì)于襯套轉(zhuǎn)動(dòng)某一角度，這時(shí)液壓動(dòng)作筒的一個(gè)腔與供油路相通，而另一個(gè)腔通回油，左右動(dòng)作筒成反序工作。動(dòng)作筒內(nèi)的液壓通過(guò)活塞桿、旋轉(zhuǎn)套筒、防扭臂傳給輪叉使機(jī)輪轉(zhuǎn)動(dòng)與分配分油活門(mén)處于相同角度。與控制襯套剛性連接的反饋搖臂隨機(jī)輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，因而控制襯套轉(zhuǎn)動(dòng)的角度與分油活門(mén)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度方向相同大小相等。當(dāng)分油活門(mén)停止轉(zhuǎn)動(dòng)后（停止蹬腳蹬時(shí)），襯套也停止轉(zhuǎn)動(dòng)，并重新關(guān)閉動(dòng)作筒的來(lái)油和回油路，使機(jī)輪被鎖定在與腳蹬偏轉(zhuǎn)量對(duì)應(yīng)的位置。如要使機(jī)輪的偏轉(zhuǎn)量大一些（或小一些），或使其返回中立位置，需將腳蹬移動(dòng)得多一些（或小一些）或移到中立位置。為了防止機(jī)輪在受到劇烈側(cè)向沖擊時(shí)動(dòng)作筒內(nèi)的壓力過(guò)大，在分配裝置內(nèi)部設(shè)有安全活門(mén)，該活門(mén)在壓力大于280+15kg/ cm2時(shí)可使液壓油從動(dòng)作筒的一個(gè)腔流進(jìn)另一個(gè)腔，使分油活門(mén)在操縱狀態(tài)工作時(shí)可同時(shí)為液壓補(bǔ)償器充油。從動(dòng)作筒腔放出的液壓油供給液壓補(bǔ)償器，并移動(dòng)活塞。活塞克服兩個(gè)彈簧的力，移動(dòng)到彈簧的內(nèi)端面抵住活塞桿螺帽的位置，活塞繼續(xù)移動(dòng)，活塞桿抬起，打開(kāi)放油路。在操縱狀態(tài)下，接通活門(mén)遮住了到節(jié)流孔的通路，所以節(jié)流孔不參與工作。

減擺狀態(tài)是在斷開(kāi)座艙機(jī)輪操縱開(kāi)關(guān)時(shí)關(guān)閉向分配裝置供油的通路。在分配裝置內(nèi)，接通活門(mén)在彈簧的作用下向上移動(dòng)，這時(shí)液壓動(dòng)作筒各腔經(jīng)節(jié)流孔相互連通，系統(tǒng)進(jìn)入減擺狀態(tài)。當(dāng)機(jī)輪緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)（滑行或牽引過(guò)程），液壓油從動(dòng)作筒的一腔流向另一腔，流動(dòng)過(guò)程中所遇到的節(jié)流孔的阻力很小。當(dāng)發(fā)生機(jī)輪擺振現(xiàn)象時(shí)（飛機(jī)起飛滑跑和著陸滑跑過(guò)程），液壓油流速迅速增大，使節(jié)流孔的阻力也增大。節(jié)流孔的這種阻尼使擺動(dòng)的能量大量被消耗，從而抑制機(jī)輪的擺振。

在減擺狀態(tài)下，由于供油和回油路均被接通活門(mén)隔斷，分配分油活門(mén)和控制襯筒的偏轉(zhuǎn)對(duì)分配裝置的工作沒(méi)有影響。當(dāng)液壓油有滲漏現(xiàn)象或因環(huán)境溫度降低使其體積減小時(shí)，在操縱狀態(tài)進(jìn)行過(guò)充油的液壓補(bǔ)償器便通過(guò)補(bǔ)油活門(mén)給動(dòng)作筒腔室補(bǔ)油。當(dāng)環(huán)境溫度升高使液壓油體積增大時(shí)，余油通過(guò)接通活門(mén)的特制小孔流到補(bǔ)償器。關(guān)斷液壓系統(tǒng)時(shí)，因電動(dòng)液壓開(kāi)關(guān)的劇烈動(dòng)作而在動(dòng)作筒腔內(nèi)留下的壓力也通過(guò)該特制孔泄掉。在液壓補(bǔ)償器的腔室充滿液壓油時(shí)，活塞桿打開(kāi)放油通路放油。

3 故障分析

3.1 初步分析及處理

由分流頭部的構(gòu)造與工作原理分析，啟動(dòng)力不合格的原因如下：

1）分流活門(mén)內(nèi)部不清潔；

2）分流活門(mén)軸承卡滯不靈活；

3）分流活門(mén)存在毛刺或尖角，與隨動(dòng)閥套配合后運(yùn)動(dòng)不靈活。

根據(jù)初步分析結(jié)果開(kāi)展施工，具體步驟包括：

1）分解分流頭部，檢查內(nèi)部是否清潔，檢查結(jié)果正常；

2）分解檢查分流活門(mén)軸承，軸承轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，檢查結(jié)果正常；

3）分解檢查分流活門(mén)表面，未發(fā)現(xiàn)可見(jiàn)毛刺或尖角，檢查閥套與其配合情況，未發(fā)現(xiàn)明顯緊澀現(xiàn)象，但在重新裝配過(guò)程中對(duì)分流活門(mén)與閥套進(jìn)行了研磨，以提升表面光潔度。

將所有零件清洗干凈，重新裝配，按試驗(yàn)要求加載一定壓力的液壓油，檢查啟動(dòng)力矩，啟動(dòng)力矩仍不合格，較之前故障現(xiàn)象有輕微改善，可以用手?jǐn)Q動(dòng)分流活門(mén)，但與工藝規(guī)定啟動(dòng)力值相差甚遠(yuǎn)。

3.2 深入分析

由圖3所示的產(chǎn)品裝配關(guān)系進(jìn)一步分析分流活門(mén)在閥套里周向靈活轉(zhuǎn)動(dòng)的原因，其上端的轉(zhuǎn)動(dòng)依靠軸承，下端的轉(zhuǎn)動(dòng)靠墊板與分流活門(mén)低端間隙，而該部位裝配間隙取決于調(diào)整墊片的厚度。重新分解檢查該部位裝配間隙時(shí)發(fā)現(xiàn)沒(méi)有安裝調(diào)整墊片，進(jìn)一步分解檢查發(fā)現(xiàn)，操作者對(duì)工藝圖樣裝配關(guān)系沒(méi)有掌握，在裝配過(guò)程中錯(cuò)誤地將調(diào)整墊片裝在分流頭部殼體與固定閥套端部的空間中，而該部位的外徑尺寸正好與調(diào)整墊片的裝配位置外徑尺寸一致。

3.3 故障排除

按工藝規(guī)定的位置裝好調(diào)整墊片，在試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行測(cè)試，啟動(dòng)力接近合格；改變調(diào)整墊片的厚度，保證間隙在0.1～0.3mm范圍內(nèi)，再次試驗(yàn)驗(yàn)證，啟動(dòng)力合格。

3.4 小結(jié)

防止調(diào)整墊片錯(cuò)漏裝應(yīng)注意：

1）加強(qiáng)人員技能水平，尤其是看圖能力；

2）分解時(shí)，加強(qiáng)故檢記錄；

3）工藝、工卡中應(yīng)有防差錯(cuò)過(guò)程檢查。

修理裝配過(guò)程中防止啟動(dòng)力不合格的方法包括：

1）修理過(guò)程中應(yīng)保證分流活門(mén)、軸承、隨動(dòng)閥套等零件的修理質(zhì)量；

2）裝配過(guò)程中所有零件應(yīng)清洗干凈，保證裝配過(guò)程無(wú)多余物進(jìn)入，裝配過(guò)程一次完成；

3）在裝配分流活門(mén)時(shí)，應(yīng)將活門(mén)從隨動(dòng)閥套上端放入，分流活門(mén)靠重力自由緩慢落入隨動(dòng)閥套內(nèi)部，落入過(guò)程中應(yīng)無(wú)停頓或卡滯現(xiàn)象；

4）保證分流活門(mén)下端裝配間隙符合要求，但應(yīng)注意裝配間隙只能通過(guò)調(diào)整墊片保證，決不可通過(guò)擰動(dòng)螺塞的松緊度來(lái)保證；

5）裝配后，在無(wú)加壓情況下，用拇指與食指應(yīng)能轉(zhuǎn)動(dòng)分流活門(mén)，并無(wú)明顯感知阻力。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)上述故障的分析，在不斷摸索和試驗(yàn)驗(yàn)證中找出了解決此類(lèi)故障的簡(jiǎn)單預(yù)防措施，最終實(shí)現(xiàn)合理預(yù)防啟動(dòng)力不合格故障。裝機(jī)數(shù)架飛機(jī)進(jìn)行驗(yàn)證，再未發(fā)生前起落架轉(zhuǎn)彎操縱附件啟動(dòng)力不合格故障。目前已累計(jì)完成6架次的飛機(jī)預(yù)防工作，在后續(xù)的修理和使用過(guò)程中，將進(jìn)一步探索更多預(yù)防措施，保證飛機(jī)地面轉(zhuǎn)彎操縱的可靠性，為客戶(hù)提供可靠裝備。

作者簡(jiǎn)介

任永鋒，工程師，主要從事飛機(jī)部件修理管理工作。