某型飛機(jī)空中受油裝置收起信號(hào)燈異常故障分析

■ 謝建峰/國(guó)營(yíng)蕪湖機(jī)械廠

0 引言

空中加油是現(xiàn)代化空軍有效擴(kuò)展空中作戰(zhàn)范圍和作戰(zhàn)能力的重要手段，已經(jīng)成為世界主要軍事強(qiáng)國(guó)空中力量的“標(biāo)準(zhǔn)配置”。為加大航程，增加續(xù)航時(shí)間，一架航空器需在空中與另一架航空器進(jìn)行對(duì)接，實(shí)現(xiàn)燃油加注。我國(guó)20世紀(jì)80年代自主設(shè)計(jì)的某型飛機(jī)已采用空中加油裝置，但當(dāng)時(shí)的空中加油裝置為固定式，不能收入機(jī)體中。某型引進(jìn)型飛機(jī)首次配備了收放式空中加油裝置，空中加油裝置的正常收放由液壓系統(tǒng)完成，當(dāng)液壓系統(tǒng)無(wú)法完成放出時(shí)，可通過(guò)高壓壓縮氮?dú)膺M(jìn)行應(yīng)急放出。

1 故障現(xiàn)象

一架該型飛機(jī)在外場(chǎng)進(jìn)行空中加油裝置收放系統(tǒng)日常維護(hù)時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)空中受油裝置收起后，座艙內(nèi)“探桿放出”信號(hào)燈不熄滅。多次收放，故障現(xiàn)象依舊。

2 原理分析

空中受油裝置液壓收放系統(tǒng)由位于前座艙的空中加油控制板上桿控制轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)及下設(shè)備艙的電動(dòng)液壓開(kāi)關(guān)、換向活門、雙向節(jié)流器和空中受油裝置內(nèi)收放液壓作動(dòng)筒組成，系統(tǒng)原理如圖1所示，信號(hào)系統(tǒng)電氣原理圖如圖2所示。

圖1 空中受油裝置收放系統(tǒng)原理圖

圖2 信號(hào)系統(tǒng)電氣原理圖部分

當(dāng)進(jìn)行空中受油裝置收放時(shí)，首先需接通1號(hào)飛機(jī)與動(dòng)力系統(tǒng)配電裝置和2號(hào)飛機(jī)與動(dòng)力系統(tǒng)配電裝置，此時(shí)主匯流條及左主匯流條中Г-У49、А-У49、Д-У49、В-У49、Б-У49電門均接通，27V直流電到達(dá)各繼電器及開(kāi)關(guān)。

當(dāng)空中受油裝置2-У49桿控制轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)置于“ВЫПУСК”（放出）位置時(shí)，1#、2#閉合，加油控制27V直流電通過(guò)1-У16-Х3連接器9#進(jìn)入飛機(jī)油量-耗量測(cè)量系統(tǒng)臺(tái)架，1-У49加油控制電路4#、6#閉合，4-У49加油開(kāi)關(guān)打開(kāi)繼電器通電，接通9-У49和10-У49加油開(kāi)關(guān)，壓力加油電動(dòng)封閉開(kāi)關(guān)打開(kāi)，同時(shí)13-У49、14-У49壓力傳感器1#通27V直流電；2-У49開(kāi)關(guān)4#、5#閉合，由于5-У49桿應(yīng)急放出繼電器4#、5#，10-У25油箱最小液面繼電器2#、1#在默認(rèn)狀態(tài)下處于接通，17-У49桿放出-收回開(kāi)關(guān)4#通電，電動(dòng)液壓開(kāi)關(guān)通電，電磁鐵工作，左邊閥芯移動(dòng)到中間位置，第二液壓系統(tǒng)供油（即高壓油）由電動(dòng)液壓開(kāi)關(guān)控制流出，經(jīng)換向活門、雙向節(jié)流器到受油裝置收放液壓作動(dòng)筒放出腔B，解鎖后活塞桿移動(dòng)伸出，帶動(dòng)空中受油裝置放出。

當(dāng)空中受油裝置離開(kāi)收起位置，22-У49桿收起位置終點(diǎn)電門1#、4#閉合，2#、3#斷開(kāi)，3-У49桿收回鎖定繼電器和7-У49桿位置繼電器接通。當(dāng)3-У49繼電器接通時(shí)，5#、6#閉合，11-У49換氣活門接通，從通氣增壓系統(tǒng)引入的氣壓進(jìn)入空中受油裝置，將原先殘留的燃油經(jīng)壓力加油管路引流至1號(hào)油箱；當(dāng)7-У49繼電器接通時(shí)，12#、13#閉合，從主匯流條來(lái)的27V直流電到達(dá)16-У49“探桿放出”信號(hào)繼電器的12#。22-У49桿收起位置終點(diǎn)電門2#、3#斷開(kāi)，武器控制系統(tǒng)聯(lián)鎖，武器無(wú)法發(fā)射。

當(dāng)空中受油裝置放出到位后，21-У49桿放出位置終點(diǎn)電門1#、4#閉合，16-У49“探桿放出”信號(hào)繼電器、12-У49桿放出位置繼電器接通。當(dāng)16-У49繼電器接通時(shí)：12#、13#閉合，此時(shí)經(jīng)7-У49繼電器來(lái)的27V直流電與16-У49繼電器連通，形成雙供電模式；22#、23#閉合，從圖3可知，座艙內(nèi)“探桿放出”信號(hào)燈燃亮。當(dāng)12-У49繼電器接通時(shí)：12#、13#閉合，加油控制27V直流電通過(guò)1-У16-Х2連接器15#進(jìn)入飛機(jī)油量-耗量測(cè)量系統(tǒng)臺(tái)架；22#、23#閉合，將空中受油信號(hào)傳送至電傳控制系統(tǒng)；因12-У49繼電器與16-У49繼電器串聯(lián)，同樣處于雙供電模式。

圖3 空中受油裝置簡(jiǎn)圖

當(dāng)進(jìn)行空中受油時(shí)，管路中壓力達(dá)到要求后，13-У49、14-У49、18-У49壓力傳感器接通。13-У49、14-У49傳感器接通，24-У49、25-У49繼電器通電，2#、3#閉合、5#、6#閉合，座艙內(nèi)“加油”信號(hào)燈燃亮。18-У49傳感器接通，經(jīng)飛機(jī)油量-耗量測(cè)量系統(tǒng)臺(tái)架轉(zhuǎn)換，1-У16-Х2連 接 器19#供 電，20-У49的3號(hào)油箱輸油控制電磁活門通電，切斷3號(hào)油箱輸油，17#供電，15-У49、23-У49的4號(hào)油箱輸油控制電磁活門通電，切斷4號(hào)油箱輸油。

當(dāng)加油結(jié)束時(shí)，9-У49和10-У49兩個(gè)加油開(kāi)關(guān)斷電，電動(dòng)封閉開(kāi)關(guān)關(guān)閉。當(dāng)管路中壓力消失后，13-У49、14-У49、18-У49壓力傳感器斷電，座艙內(nèi)“加油”信號(hào)燈熄滅，24-У49、25-У49繼電器斷電，3號(hào)、4號(hào)油箱輸油正常。

當(dāng)空中受油裝置2-У49收放轉(zhuǎn)換電門放在“УБОРКА”（收起）位置時(shí)，1#、3#閉合，加油控制27V直流電通過(guò)1-У16-Х2連接器10#進(jìn)入飛機(jī)油量-耗量測(cè)量系統(tǒng)臺(tái)架，4#、6#閉合，斷開(kāi)17-У49開(kāi)關(guān)的放出線路，桿放出開(kāi)關(guān)27V直流電通過(guò)1-У16-Х1連接器7#進(jìn)入飛機(jī)油量-耗量測(cè)量系統(tǒng)臺(tái)架。經(jīng)臺(tái)架轉(zhuǎn)換后，1-У16-Х2連接器13#供電，27V直流電經(jīng)5-У49、10-У25繼電器進(jìn)入17-У49開(kāi)關(guān)的收起線路，電動(dòng)液壓開(kāi)關(guān)右邊閥芯移動(dòng)到中間位置，第二液壓系統(tǒng)供油（即高壓油）由電動(dòng)液壓開(kāi)關(guān)控制流出后分兩路，一路去探管液壓解鎖“З”腔，另一路直接到探管收放液壓作動(dòng)筒收回腔，在“З”腔壓力下解鎖后，活塞桿移動(dòng)收回帶動(dòng)空中受油裝置收回，液壓油相對(duì)“УБОРКА”（收起）過(guò)程反向流動(dòng)至電動(dòng)液壓開(kāi)關(guān)，回到液壓油箱。

當(dāng)空中受油裝置離開(kāi)放出位置，21-У49桿放出位置終點(diǎn)電門1#、4#斷開(kāi)，12-У49繼電器處于雙供電模式，去往飛機(jī)油量-耗量測(cè)量系統(tǒng)臺(tái)架1-У16-Х2連接器15#線路不斷電；由于此時(shí)16-У49繼電器處于雙供電模式，盡管加油控制的27V直流電無(wú)法通過(guò)21-У49繼電器的1#、4#向16-У49繼電器供電，但仍可以通過(guò)7-У49繼電器的12#、13#及16-У49繼電器的12#、13#進(jìn)行供電，“探桿放出”信號(hào)不消失。

當(dāng)空中受油裝置收起到位后，22-У49桿收起位置終點(diǎn)電門1#、4#斷開(kāi)，3-У49、7-У49繼 電 器 斷 電，11-У49換氣活門停止向空中受油裝置供氣，16-У49繼電器斷電，座艙內(nèi)“探桿放出”信號(hào)消失；2#、3#閉合，加油控制27V直流電通過(guò)1-У16-Х2連接器16#進(jìn)入飛機(jī)油量-耗量測(cè)量系統(tǒng)臺(tái)架。同時(shí)，12-У49繼電器斷電，空中受油去往電傳控制系統(tǒng)的信號(hào)被切斷。

當(dāng)液壓系統(tǒng)無(wú)法正常放出時(shí)，將桿應(yīng)急放出開(kāi)關(guān)6-У49放在“АВАР ВЫПУСК”（應(yīng)急放出）位置，此時(shí)1#、2#閉合，5-У49繼電器接通：5#、4#斷開(kāi)，2#、1#斷開(kāi)，液壓油無(wú)法進(jìn)入17-У49桿放出-收回開(kāi)關(guān)；17#、18#閉合，電動(dòng)氣動(dòng)活門19-У49接通，壓縮氮?dú)鈴牡獨(dú)馄抗┏?，?jīng)換向活門、雙向節(jié)流器輸送到放出空中受油探管的液壓腔В內(nèi)，此時(shí)液壓管路被切斷，然后輸送到打開(kāi)受油裝置收回位置鋼珠鎖的管路和受油裝置的管路。

綜上所述，座艙內(nèi)“探桿放出”信號(hào)燈熄滅有兩個(gè)前提條件，一是22-У49桿收起位置終點(diǎn)電門上1#、4#斷開(kāi)，二是21-У49桿放出位置終點(diǎn)電門上1#、4#斷開(kāi)，兩個(gè)條件同時(shí)具備時(shí)，座艙內(nèi)“探桿放出”信號(hào)燈才熄滅。

3 故障排查

因21-У49、22-У49終 點(diǎn) 電 門 均位于空中受油裝置上（見(jiàn)圖3）。當(dāng)空中受油裝置處于收起位置時(shí)，空間狹小，無(wú)法直接對(duì)其進(jìn)行檢查，可通過(guò)開(kāi)關(guān)閉合或斷開(kāi)形成的回路中的其他信號(hào)來(lái)判斷其供斷情況。從燃油加注控制系統(tǒng)電氣原理圖可知，當(dāng)22-У49終點(diǎn)電門1#、4#斷開(kāi)時(shí)，2#、3#閉合，臺(tái)架1-У16-Х2連接器16#應(yīng)有27V電壓，而測(cè)量發(fā)現(xiàn)16#無(wú)27V電壓，說(shuō)明22-У49終點(diǎn)電門1#、4#仍處于閉合狀態(tài)。由于12-У49繼電器在空中受油裝置放出后，始終處于供電模式，無(wú)法通過(guò)測(cè)量臺(tái)架1-У16-Х2連接器15#來(lái)確定21-У49終點(diǎn)電門的供斷情況，因此暫不測(cè)量。

為進(jìn)一步判斷故障原因，測(cè)量空中受油裝置終點(diǎn)電門的工作情況。通過(guò)轉(zhuǎn)接電纜將終點(diǎn)電門機(jī)構(gòu)插座信號(hào)引出空中受油裝置外，空中受油裝置終點(diǎn)電門機(jī)構(gòu)線路圖如圖4所示。若22-У49終點(diǎn)電門1#、4#閉合，則連接器Ш3-61上7#、8#連 通；若21-У49終點(diǎn)電門1#、4#閉合，則連接器Ш3-61上3#、4#連通。重新連接液壓系統(tǒng)，將空中受油裝置收起到位，檢查發(fā)現(xiàn)連接器Ш3-61上3#、4#斷開(kāi)，7#、8#連通。

圖4 終點(diǎn)電門機(jī)構(gòu)線路圖

由電氣線路可知，在收起位置，若22-У49桿放出位置終點(diǎn)電門1#、4#處于閉合狀態(tài)，7-У49繼電器仍能給16-У49繼電器通電，從而22#、23#閉合，“探桿放出”信號(hào)燈繼續(xù)燃亮，不會(huì)熄滅。至此，故障復(fù)現(xiàn)。

4 原因分析

進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)，終點(diǎn)電門機(jī)構(gòu)安裝支架受外力出現(xiàn)變形，造成終點(diǎn)電門機(jī)構(gòu)搖臂和觸桿之間相對(duì)位置發(fā)生變化。當(dāng)空中受油裝置處于收上位置時(shí)，22-У49桿收起位置終點(diǎn)電門中微動(dòng)開(kāi)關(guān)無(wú)法有效壓縮，1#、4#仍保持在閉合狀態(tài)，造成座艙內(nèi)“探桿放出”信號(hào)燈不熄滅。將支架校形后，重新安裝空中受油裝置，進(jìn)行收放試驗(yàn)，故障現(xiàn)象消失。

5 故障潛在影響

空中受油是一項(xiàng)危險(xiǎn)操作，對(duì)飛機(jī)員技能要求極高。在受油過(guò)程中，飛機(jī)員需全神貫注保持與加油機(jī)的對(duì)接和相對(duì)位置，任何異常信號(hào)均有可能影響飛行員的判斷，從而造成不可預(yù)知的后果。

為保證空中受油的安全，飛機(jī)要求在受油裝置離開(kāi)收上位置時(shí)，武器控制系統(tǒng)即進(jìn)入聯(lián)鎖狀態(tài)，各型武器均無(wú)法發(fā)射和投放。安裝支架變形后，導(dǎo)致桿收起位置終點(diǎn)電門中微動(dòng)開(kāi)關(guān)無(wú)法有效壓縮，1#、4#保持在閉合狀態(tài)，將導(dǎo)致受油裝置收起后武器控制系統(tǒng)仍不能解鎖，無(wú)法完成作戰(zhàn)任務(wù)，只能返航。

6 總結(jié)

通過(guò)微動(dòng)開(kāi)關(guān)電門壓縮來(lái)觸動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換的產(chǎn)品，因在制造和修理中已對(duì)微動(dòng)開(kāi)關(guān)的工作行程進(jìn)行調(diào)整，相應(yīng)控制元件的長(zhǎng)度及角度均應(yīng)調(diào)整到位。在產(chǎn)品運(yùn)輸、安裝及維護(hù)過(guò)程中，應(yīng)注意對(duì)產(chǎn)品的防護(hù)，對(duì)產(chǎn)品固定架也應(yīng)予以關(guān)注，以防止變形等損傷對(duì)微動(dòng)開(kāi)關(guān)的工作造成影響，杜絕潛在風(fēng)險(xiǎn)。