某型機(jī)液壓艙門無法打開故障分析

■ 周軍 薛偉 周康寧/中國(guó)飛行試驗(yàn)研究院

0 引言

根據(jù)某型飛機(jī)飛行試驗(yàn)相關(guān)文件要求，在每架次飛機(jī)著陸停穩(wěn)后發(fā)動(dòng)機(jī)停車前，需要打開飛機(jī)的液壓艙門，以便進(jìn)行飛行數(shù)據(jù)的下載、測(cè)試設(shè)備調(diào)整、飛機(jī)聯(lián)試、液壓艙門狀態(tài)檢查維護(hù)等工作。本文根據(jù)該型飛機(jī)液壓艙門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)工作原理及信號(hào)交聯(lián)關(guān)系，定位并排除了某次飛行后無法打開液壓艙門的故障，總結(jié)了該類故障的排查流程和方法。

1 液壓艙門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)原理

液壓艙門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由艙門控制器、液壓艙門驅(qū)動(dòng)器、角位移傳感器、到位開關(guān)等組成，其控制部分綜合于艙門控制器中。液壓艙門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有開閉液壓艙門、驅(qū)動(dòng)和把持、到位判斷、故障監(jiān)控和通報(bào)等功能，通過管理總線接收來自艙門控制器的液壓艙門控制指令，對(duì)相應(yīng)的液壓艙門驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。艙門控制器主要實(shí)現(xiàn)各個(gè)液壓艙門驅(qū)動(dòng)器的數(shù)字伺服回路計(jì)算、邏輯控制、故障監(jiān)控和通報(bào)以及液壓艙門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的信號(hào)交聯(lián)等功能。液壓艙門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部交聯(lián)關(guān)系如圖1所示。

圖1 液壓艙門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部交聯(lián)圖

飛行員通過座艙操作或地勤人員通過地面維護(hù)板操作，產(chǎn)生液壓艙門的控制指令，該指令通過管理總線發(fā)送至管理計(jì)算機(jī)，管理計(jì)算機(jī)根據(jù)飛機(jī)狀態(tài)與系統(tǒng)狀態(tài)，決定選擇使用座艙指令或地面維護(hù)板指令（空中狀態(tài)時(shí)選擇座艙指令，地面狀態(tài)時(shí)優(yōu)先選擇地面維護(hù)板指令），并將選擇結(jié)果及飛機(jī)狀態(tài)信息等通過管理總線發(fā)送至艙門控制器。艙門控制器根據(jù)當(dāng)前的系統(tǒng)狀態(tài)和飛機(jī)狀態(tài)，向液壓艙門驅(qū)動(dòng)器發(fā)送控制信號(hào)，控制液壓馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過齒輪箱減速后，通過傳動(dòng)軸傳遞給各旋轉(zhuǎn)作動(dòng)器，從而實(shí)現(xiàn)液壓艙門的開啟和關(guān)閉。液壓艙門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用到位開關(guān)作為液壓艙門開閉到位的唯一判斷條件，艙門控制器接收各角位移傳感器及到位開關(guān)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)液壓艙門位置的閉環(huán)監(jiān)控。艙門控制器對(duì)各液壓艙門驅(qū)動(dòng)器、角位移傳感器及到位開關(guān)進(jìn)行故障監(jiān)控，將監(jiān)控到的故障通過管理總線向管理系統(tǒng)通報(bào)，由管理系統(tǒng)進(jìn)行綜合告警，完成故障狀態(tài)的顯示與通報(bào)。液壓艙門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的交聯(lián)關(guān)系如圖2所示。

圖2 液壓艙門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與其他系統(tǒng)交聯(lián)關(guān)系圖

液壓艙門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制條件：

1）地面維護(hù)板上的“艙門安全”開關(guān)處于“飛行”狀態(tài)；

2）液壓系統(tǒng)狀態(tài)正常；

3）供電系統(tǒng)狀態(tài)正常：

4）艙門控制器、液壓艙門驅(qū)動(dòng)器、傳動(dòng)軸、旋轉(zhuǎn)作動(dòng)器、角位移傳感器等成品無故障；

5）液壓艙門的控制信號(hào)正常。

2 故障現(xiàn)象

一架該型飛機(jī)執(zhí)行飛行任務(wù)后，地勤人員按照飛行卡片要求在地面維護(hù)板上打開液壓艙門時(shí)，液壓艙門狀態(tài)顯示為紅色，反復(fù)操縱多次均無法正常打開液壓艙門。地面維護(hù)板故障清單頁面報(bào)“總線數(shù)據(jù)無效”故障，且故障無法清除。將地面維護(hù)板下電并重新上電后故障消失，液壓艙門狀態(tài)顯示為綠色，選中液壓艙門后按壓“開艙”鍵能順利打開液壓艙門。

3 故障分析及排除

現(xiàn)場(chǎng)地勤人員發(fā)現(xiàn)不能通過地面維護(hù)板正常打開液壓艙門后，首先根據(jù)液壓艙門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制條件，檢查地面維護(hù)板液壓艙門一鍵安全開關(guān)處于“飛行”位置、飛機(jī)液壓系統(tǒng)狀態(tài)正常、飛機(jī)供電系統(tǒng)狀態(tài)正常，控制條件中1)、2)、3）項(xiàng)均正常。在地面維護(hù)板上刪除飛機(jī)各系統(tǒng)故障，再次嘗試打開液壓艙門，故障依舊。將地面維護(hù)板下電并重新上電后故障消失，能正常打開液壓艙門。鑒于飛機(jī)上6個(gè)液壓艙門驅(qū)動(dòng)器、傳動(dòng)軸、旋轉(zhuǎn)作動(dòng)器、角位移傳感器等成品同時(shí)發(fā)生故障的概率極低，從艙門控制器至6個(gè)液壓艙門驅(qū)動(dòng)器的線路同時(shí)發(fā)生故障的概率極低，所以可能是艙門控制器成品故障或者液壓艙門的控制信號(hào)異常，而液壓艙門控制信號(hào)異常又分為管理總線線路異?；蚬芾砜偩€線路連接的成品故障，這與故障清單報(bào)出的“總線數(shù)據(jù)無效”的故障現(xiàn)象一致。

第二架次飛行后，地勤人員在地面維護(hù)板上打開液壓艙門時(shí)故障復(fù)現(xiàn)，多次將地面維護(hù)板下電并重新上電，故障依舊。最后，地勤人員示意飛行員在座艙內(nèi)操縱液壓艙門控制開關(guān)打開液壓艙門，液壓艙門能正常打開。飛行后飛機(jī)接液壓進(jìn)行多次驗(yàn)證，在地面維護(hù)板上打開液壓艙門時(shí)出現(xiàn)故障偶發(fā)情況，在座艙內(nèi)操縱液壓艙門控制開關(guān)都能正常打開液壓艙門。根據(jù)圖3可以判斷出座艙液壓艙門控制開關(guān)至各液壓艙門驅(qū)動(dòng)器的線路及成品正常，即從座艙液壓艙門控制開關(guān)至管理計(jì)算機(jī)C、從管理計(jì)算機(jī)C至艙門控制器A、從管理計(jì)算機(jī)D至艙門控制器B的線路正常，管理計(jì)算機(jī)C、管理計(jì)算機(jī)D、艙門控制器A、艙門控制器B等成品正常，同時(shí)也驗(yàn)證了前文分析的從艙門控制器至各液壓艙門驅(qū)動(dòng)器的線路正常，液壓艙門驅(qū)動(dòng)器、傳動(dòng)軸、旋轉(zhuǎn)作動(dòng)器、角位移傳感器等成品正常。

圖3 故障分析圖

綜上分析，故障原因可能是從地面維護(hù)板至管理計(jì)算機(jī)B、從管理計(jì)算機(jī)B至管理計(jì)算機(jī)C的線路異?；蚬芾碛?jì)算機(jī)B、地面維護(hù)板成品故障。對(duì)從地面維護(hù)板至管理計(jì)算機(jī)B、從管理計(jì)算機(jī)B至管理計(jì)算機(jī)C的線路進(jìn)行導(dǎo)通測(cè)試，線路正常，無短路、縮針等現(xiàn)象。對(duì)管理計(jì)算機(jī)B和地面維護(hù)板進(jìn)行串換件工作，更換管理計(jì)算機(jī)B后，故障依舊；更換地面維護(hù)板后，飛機(jī)連接液壓，反復(fù)測(cè)試多次都能通過地面維護(hù)板正常打開液壓艙門，故障排除。

4 總結(jié)

綜合上述分析及排故過程，該故障的主要原因是管理總線B通道的地面維護(hù)板成品故障，導(dǎo)致地勤人員通過地面維護(hù)板輸出的打開液壓艙門控制信號(hào)無法確保每次都正常傳送到管理計(jì)算機(jī)B，從而表現(xiàn)出“液壓艙門無法正常打開”“總線數(shù)據(jù)無效”的故障現(xiàn)象。

該型飛機(jī)液壓艙門無法打開故障，可以按照以下幾個(gè)方面進(jìn)行排查：

1）逐項(xiàng)檢查液壓艙門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制條件是否滿足；

2）檢查線路是否連接正確、接觸可靠；

3）檢查成品狀態(tài)，對(duì)于集中在某個(gè)管理計(jì)算機(jī)通道的故障，串換對(duì)應(yīng)通道的管理計(jì)算機(jī)以隔離管理計(jì)算機(jī)成品故障；

4）如果故障清單中報(bào)出艙門控制器、液壓艙門驅(qū)動(dòng)器、到位開關(guān)機(jī)械故障，應(yīng)當(dāng)檢查相應(yīng)成品；

5）如果故障清單中報(bào)出液壓艙門驅(qū)動(dòng)器的控制閥門、角位移傳感器、到位開關(guān)等電子故障，應(yīng)當(dāng)分析相應(yīng)成品的電流信號(hào)并更換艙門驅(qū)動(dòng)器。