某型飛機(jī)機(jī)動(dòng)襟翼掉襟故障分析

王永剛 孫建華 李強(qiáng)

摘要：某型飛機(jī)修理過程中，前緣機(jī)動(dòng)襟翼和后緣機(jī)動(dòng)襟翼在停車消壓之后經(jīng)常出現(xiàn)襟翼下掉現(xiàn)象，為排除此故障，進(jìn)行了大量檢查、拆裝和試驗(yàn)工作，最終找出了故障點(diǎn)并排除了故障，可為同類故障的排除提供參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)動(dòng)襟翼；襟翼下掉；重復(fù)性故障

Keywords：maneuvering flaps； flap falling down； repetitive failure

0 引言

前后緣機(jī)動(dòng)襟翼系統(tǒng)是一種輔助操縱系統(tǒng)，具有起飛著陸的增升襟翼和亞跨聲速機(jī)動(dòng)襟翼雙重功能，從原理上看，是一種基于電液伺服位置系統(tǒng)、接收大氣機(jī)指令和飛行員手動(dòng)開關(guān)指令雙重管理的控制系統(tǒng)；從可靠性及裕度配置上看，是一個(gè)帶有應(yīng)急備份、在重要環(huán)節(jié)上具有自監(jiān)控和互監(jiān)控功能的故障—安全控制系統(tǒng)。

1 工作原理

前緣襟翼有隨動(dòng)、手動(dòng)收回、應(yīng)急伸出、停機(jī)自鎖4種工作狀態(tài)。當(dāng)前緣襟翼處于自動(dòng)控制狀態(tài)時(shí)，大氣機(jī)根據(jù)飛機(jī)攻角、馬赫數(shù)給出控制信號(hào)，前襟根據(jù)控制信號(hào)自動(dòng)調(diào)節(jié)到相應(yīng)位置。當(dāng)M>1.0或V表>965km/h時(shí)，前襟收上至0°；飛機(jī)從大M數(shù)降到M≤0.98或V表≤950km/h時(shí)，前襟恢復(fù)自動(dòng)工作狀態(tài)。

后緣襟翼有手動(dòng)、隨動(dòng)兩種工作狀態(tài)，具有斷電收零和鎖死功能。后襟處于隨動(dòng)工作狀態(tài)時(shí)，大氣機(jī)根據(jù)飛機(jī)的攻角、馬赫數(shù)和表速給出控制信號(hào)，系統(tǒng)根據(jù)控制信號(hào)把后襟自動(dòng)調(diào)節(jié)到相應(yīng)位置。當(dāng)M>1.0或V表>965km/h時(shí)，后襟由隨動(dòng)工作自動(dòng)轉(zhuǎn)為收上至0°；當(dāng)飛機(jī)從大M數(shù)降到M≤0.98或V表≤950km/h時(shí)，后襟自動(dòng)轉(zhuǎn)為隨動(dòng)工作狀態(tài)。

2 故障描述

飛機(jī)在庫(kù)內(nèi)用油泵車接20.6MPa液壓壓力，進(jìn)行起落架收放試驗(yàn)、剎車壓力檢查、操縱系統(tǒng)方向舵擺動(dòng)、平尾翻轉(zhuǎn)、機(jī)動(dòng)襟翼手動(dòng)及隨動(dòng)工作等項(xiàng)目，之后消壓檢查翼面，停機(jī)消壓3h左右，發(fā)現(xiàn)前緣襟翼下掉2°左右，后緣襟翼下掉3°左右。工藝中規(guī)定，后緣襟翼末端下掉開度尺寸在5天內(nèi)不能大于60mm或5°，因此3h內(nèi)下掉3°屬于不正常狀態(tài)。

3 故障原因分析

前后襟掉襟發(fā)生在前襟處于停機(jī)自鎖和后襟斷電收零并鎖死時(shí)。前后襟操縱系統(tǒng)原理如圖1所示。前襟伺服作動(dòng)器自動(dòng)狀態(tài)和隨動(dòng)狀態(tài)通過機(jī)上電纜連接到座艙并由飛行員和大氣機(jī)控制，后襟伺服作動(dòng)器手動(dòng)狀態(tài)由電信號(hào)控制液壓電磁閥間接控制。前緣襟翼停機(jī)自鎖狀態(tài)原理如圖2所示。

從圖2可以看出，前襟能夠停機(jī)自鎖主要依靠鎖閉閥的閥芯封住作動(dòng)筒兩腔。影響前襟掉襟的主要因素是鎖閉閥芯與閥套配合間隙過大，在襟翼自重的作用下，油液從鎖閉閥間隙流出，一路通過回油管路直接回油，一路通過轉(zhuǎn)換閥芯進(jìn)入伺服閥，從伺服閥的回油管路回到系統(tǒng)。作動(dòng)活塞膠圈失效也可能導(dǎo)致襟翼下掉，特別是冬季受熱脹冷縮影響，膠圈與殼體收縮率不同，導(dǎo)致作動(dòng)筒兩腔相互串油，在襟翼自重的作用下引起掉襟故障。

從圖1可以看出，后襟的控制管路與液壓電磁閥相連，后襟的手動(dòng)狀態(tài)由液壓電磁閥控制，自動(dòng)狀態(tài)由大氣機(jī)傳來的信號(hào)控制伺服閥從而控制后襟作動(dòng)。圖3為液壓電磁閥斷電狀態(tài)原理圖。

從圖3可以看出，飛機(jī)停機(jī)斷電后液壓電磁閥連接后襟作動(dòng)器的兩個(gè)管路相互溝通，并都與回油溝通，相當(dāng)于后襟作動(dòng)器的兩個(gè)控制管路直接接回油。后襟伺服作動(dòng)器的工作原理如圖4所示。

從圖4可以看出，作動(dòng)器中腔通過液壓電磁閥與回油溝通，作動(dòng)器前腔由鎖閉閥控制，作動(dòng)器后腔同樣由鎖閉閥控制，不同的是前腔由鎖閉閥的錐形閥封閉，后腔通過鎖閉閥的閥芯側(cè)面與閥套的配合封閉油液。當(dāng)鎖閉閥錐形閥口與閥座配合不良時(shí)，在襟翼自重作用下，進(jìn)油無壓力的情況下油液從前腔通過鎖閉閥進(jìn)入進(jìn)油管路，導(dǎo)致襟翼下掉。當(dāng)鎖閉閥的閥芯閥套配合間隙過大，在襟翼自重力的作用下，油液由回油管路通過轉(zhuǎn)換閥，通過鎖閉閥進(jìn)入作動(dòng)筒后腔，中腔油液通過液壓電磁閥直接回油，導(dǎo)致襟翼下掉。此外，鎖閉閥彈簧彈力過小、作動(dòng)器活塞密封膠圈竄油也會(huì)引起襟翼下掉。

4 排除方法

經(jīng)過試驗(yàn)與機(jī)上驗(yàn)證，找到了前襟下掉的原因，通過選配新的閥芯與閥套，使配合間隙達(dá)到規(guī)定值，故障得以排除。

后襟下掉在排故過程中經(jīng)歷了較長(zhǎng)時(shí)間，換了新的鎖閉閥仍然出現(xiàn)下掉現(xiàn)象，排除了作動(dòng)筒活塞膠圈竄油的可能，最終故障點(diǎn)仍鎖定在鎖閉閥上。圖5為鎖閉閥的結(jié)構(gòu)圖。

從圖5可以看出，鎖閉閥在長(zhǎng)期工作中錐形閥口與閥座頻繁相撞，如果液壓油液中有雜質(zhì)，很可能對(duì)閥口造成損傷。更換新的鎖閉閥后，故障現(xiàn)象仍然存在。新的鎖閉閥閥芯與閥套配合間隙合格，最終將故障定位在閥芯錐口與閥座不密封上。采用精細(xì)研磨膏將閥口與閥座對(duì)磨，裝配后試驗(yàn)數(shù)據(jù)均符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，裝機(jī)驗(yàn)證，故障得以排除。

5 結(jié)束語

針對(duì)襟翼掉襟故障的排除方法通常是更換鎖閉閥或更換膠圈，但本次更換新的鎖閉閥后無效，原因在于未深入分析后襟下掉的綜合因素以及過度相信新品。前緣襟翼作動(dòng)器和后緣襟翼作動(dòng)器屬精密附件，在修理裝配過程中要精確測(cè)量每個(gè)配合間隙，針對(duì)不同故障現(xiàn)象確定故障原因，找到故障點(diǎn)，避免盲目拆裝部件而造成人員、時(shí)間、成本等的不必要浪費(fèi)。本次排故摸索出重新研磨新品鎖閉閥錐形閥口和閥座的方法，對(duì)機(jī)械類故障有了新的認(rèn)知，也為類似故障的排除提供了參考。

作者簡(jiǎn)介

王永剛，工程師，主要從事飛機(jī)液壓系統(tǒng)修理技術(shù)工作。

李強(qiáng)，工程師，主要從事飛機(jī)液壓系統(tǒng)修理技術(shù)工作。