某起落架收上剎車故障原因分析及預(yù)防

■ 趙雷 唐路恒/凌云科技集團(tuán)有限責(zé)任公司

1 故障描述

飛行員反映，某架飛機(jī)飛行后，其機(jī)電監(jiān)控系統(tǒng)多次報剎車系統(tǒng)主起落架收上剎車故障。地面飛參判讀發(fā)現(xiàn)，飛機(jī)起飛時，收上起落架過程中左右機(jī)輪自動剎車壓力均為3.0MPa，持續(xù)時間為6s，其他時間自動剎車壓力為0MPa，無剎車系統(tǒng)故障。檢查左右主起落架艙內(nèi)機(jī)輪周邊設(shè)備，未發(fā)現(xiàn)異常情況。初步判斷剎車系統(tǒng)主起落架收上剎車的機(jī)上監(jiān)控功能存在故障。

2 相關(guān)原理

2.1 系統(tǒng)工作原理

該型飛機(jī)在地面時，起落架艙門處于打開位置，前起落架輪載開關(guān)處于接通狀態(tài)。將剎車通道開關(guān)、電源開關(guān)置于接通位置，當(dāng)液壓建立后，液壓系統(tǒng)2 的壓力電門2 送出正常壓力信號至剎車轉(zhuǎn)換繼電器盒，控制其內(nèi)部繼電器工作，28V 正電經(jīng)剎車轉(zhuǎn)換繼電器盒的左艙門轉(zhuǎn)換繼電器39G（由左起落架艙門收上終點(diǎn)開關(guān)控制）向剎車控制裝置提供第一余度供電和停機(jī)剎車信號，右艙門轉(zhuǎn)換繼電器38G（由右起落架艙門收上終點(diǎn)開關(guān)控制）向剎車控制裝置提供第二余度供電，剎車通道置于“停機(jī)”位置，剎車控制裝置輸出最大剎車電流，左右電液壓伺服閥的剎車壓力也最大。停機(jī)剎車原理如圖1所示。

圖1 停機(jī)剎車原理

滑行時，剎車通道置于“正?！蔽恢?，飛行員蹬腳蹬，左右雙元剎車指令傳感器使剎車控制裝置輸出腳蹬行程對應(yīng)的剎車電流，左右電液伺服閥產(chǎn)生剎車壓力將機(jī)輪剎住。主機(jī)輪輪速突然急驟下降，剎車控制裝置產(chǎn)生防滑信號。該信號與剎車信號綜合比較，向電液伺服閥輸出較小電流，剎車壓力減小，機(jī)輪轉(zhuǎn)動而不至于拖胎，如此反復(fù)使機(jī)輪達(dá)到最高剎車效率。

起飛后，當(dāng)左右起落架收起時，起落架放下終點(diǎn)開關(guān)觸點(diǎn)釋放，剎車轉(zhuǎn)換繼電器盒通過內(nèi)部繼電器32G、33G工作，使控制轉(zhuǎn)換，向剎車控制裝置傳送一個正電信號，剎車控制裝置輸出剎車電流，電液伺服閥輸出2.0 ～4.5MPa的剎車壓力，將正在收起還在旋轉(zhuǎn)的機(jī)輪剎住，防止機(jī)輪在起落架艙內(nèi)轉(zhuǎn)動。6s 后，剎車轉(zhuǎn)換繼電器盒自動斷開傳向剎車控制裝置的正電信號，機(jī)輪松剎。6s 機(jī)輪自動剎車原理如圖2 所示。當(dāng)左右起落架艙門關(guān)住后，艙門收起終點(diǎn)開關(guān)釋放，整個剎車系統(tǒng)斷電，無剎車壓力。

圖2 6s機(jī)輪自動剎車原理圖

著陸時，在前起落架輪載開關(guān)接地后或滑行速度大于25km/h 時，剎車防滑控制裝置根據(jù)剎車指令傳感器輸出的剎車指令調(diào)節(jié)電液伺服閥的輸出剎車壓力。著陸防滑剎車原理如圖3 所示。

圖3 著陸防滑剎車原理

2.2 故障報告機(jī)理

該型飛機(jī)在處于空中狀態(tài)及液壓系統(tǒng)2 壓力電門1 感受壓力正常的前提下，機(jī)電監(jiān)控系統(tǒng)開始對液壓系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。收起落架時，剎車轉(zhuǎn)換繼電器盒向防滑剎車控制盒和機(jī)電監(jiān)控系統(tǒng)送出6s 機(jī)輪自動剎車信號（28V 正電），若機(jī)電監(jiān)控系統(tǒng)接收自動剎車信號持續(xù)時間不是6s，則報“主起落架收上剎車故障”。若起落架收上過程中，左右起落架放下終點(diǎn)開關(guān)的觸點(diǎn)接觸不良，導(dǎo)致自動剎車過程無法建立，則報“主起落架收上剎車故障”及相應(yīng)的“左起落架放下終點(diǎn)開關(guān)故障”或“右起落架放下終點(diǎn)開關(guān)故障”。

3 故障原因分析及排查

3.1 原因分析

結(jié)合故障現(xiàn)象、飛參判讀及實(shí)物檢查情況進(jìn)行分析，該飛機(jī)飛行中報“主起落架收上剎車故障”有以下幾種原因。

1）線路串電，主要是剎車轉(zhuǎn)換繼電器盒傳輸至機(jī)電監(jiān)控系統(tǒng)的信號線路可能存在故障。疑點(diǎn)是導(dǎo)線絕緣不良，在飛機(jī)振動、加速度、不同姿態(tài)下出現(xiàn)串電現(xiàn)象，導(dǎo)致剎車轉(zhuǎn)換繼電器盒異常，給機(jī)電監(jiān)控系統(tǒng)傳輸了28V 正電。

2）機(jī)電監(jiān)控處理機(jī)故障。機(jī)電監(jiān)控處理機(jī)內(nèi)部報故邏輯偶發(fā)性混亂，在其他參數(shù)激發(fā)條件下錯誤報出“主起落架收上剎車故障”。

3）剎車轉(zhuǎn)換繼電器盒故障。主起落架收上剎車工作電路如圖4 所示，如果剎車轉(zhuǎn)換繼電器內(nèi)部延時繼電器36G的觸點(diǎn)A2、A3 發(fā)生了偶發(fā)性粘連，那么當(dāng)繼電器36G 工作時，延時6s 后，B2、B3 觸點(diǎn)正常釋放，但A2、A3 卻無法釋放，導(dǎo)致剎車轉(zhuǎn)換繼電器盒異常，給機(jī)電監(jiān)控系統(tǒng)傳輸了28V 正電。

圖4 主起落架收上剎車工作電路

4）剎車轉(zhuǎn)換繼電器盒內(nèi)部繼電器36G 工作回路負(fù)極線故障。當(dāng)負(fù)極線261GND 接地不良時，繼電器36G 不工作，不能延時6s 斷開傳輸給機(jī)電監(jiān)控系統(tǒng)的28V 正電。

3.2 故障排查

根據(jù)故障產(chǎn)生的原因，逐一開展故障排查。

1）對相關(guān)線路進(jìn)行了導(dǎo)通、絕緣、接地電阻測量，在測量過程中用手適當(dāng)晃動相關(guān)插頭，未發(fā)現(xiàn)問題。

2）將剎車轉(zhuǎn)換繼電器盒離位進(jìn)行檢測，完成了吸合、釋放、振動、極限工作測試等試驗，未發(fā)現(xiàn)問題。

3）將機(jī)電監(jiān)控處理機(jī)件離位進(jìn)行檢測。在設(shè)備臺上給定多個模擬飛行狀態(tài)參數(shù)，檢查其信號接收及輸出情況，未發(fā)現(xiàn)問題。

4）對相關(guān)線路進(jìn)行排查，發(fā)現(xiàn)控制剎車轉(zhuǎn)換繼電器盒內(nèi)部繼電器36G 的負(fù)極線261GND 用手稍微用力就可以左右掰動，不符合安裝要求。圖5 為負(fù)極線261GND 在機(jī)上的安裝圖。之后將負(fù)極線261GND 擰緊，后續(xù)多次飛行再未報故。

圖5 負(fù)極線261GND安裝

4 負(fù)極線松動存在的風(fēng)險

本案例中，由于一根負(fù)極線未固定，在飛行振動、加速度、不同姿態(tài)等狀態(tài)下偶爾出現(xiàn)接觸不良，導(dǎo)致了故障。而在地面正常狀態(tài)下，接地電阻多次測量均合格，導(dǎo)致故障存在一定的隱蔽性。

飛機(jī)電氣控制系統(tǒng)中布置了大量的負(fù)極線，負(fù)極線是實(shí)現(xiàn)機(jī)上用電設(shè)備接通工作的重要保證，但在安裝、排故過程中容易被忽視。負(fù)極線安裝不到位，可能導(dǎo)致相應(yīng)的系統(tǒng)不工作或工作不正常。因負(fù)極線松動導(dǎo)致的故障多在特定條件下才會表現(xiàn)出來，因此具有隱蔽性、突發(fā)性，也存在很大的危險性。

5 預(yù)防措施

負(fù)極線故障模式主要有以下三類：

1）負(fù)極線斷裂。主要原因有疲勞斷裂，導(dǎo)線長度過短或安裝角度不合適，導(dǎo)線受拉力。

2）負(fù)極線松動。主要原因有固定螺釘滑絲，未擰到位，綁扎時受到反向拉力。

3）負(fù)極線接觸電阻過大，主要原因有安裝面不清潔，長時間受污染或油液侵蝕，接線片截面積不符合規(guī)定。

為避免故障發(fā)生，在修理、維護(hù)過程中建議：

1）提高負(fù)極線制作質(zhì)量。更換負(fù)極線接線片時，選用與原型號同規(guī)格的接線片，按工藝方法選擇合適的壓接鉗進(jìn)行壓接。

2）提高負(fù)極線安裝質(zhì)量。安裝后應(yīng)對接觸面進(jìn)行清潔，適當(dāng)打磨，調(diào)整負(fù)極線方向與長度，確保負(fù)極線在安裝及綁扎后不受拉力；擰緊固定螺釘后，檢查每根負(fù)極線的接線片頭，確保不松動。

3）提高檢查質(zhì)量。一是飛機(jī)修理過程中應(yīng)加強(qiáng)對每一根負(fù)極線的制作、安裝固定、接觸電阻的測量檢查；二是外場維護(hù)過程中，如果拆卸負(fù)極線，需加強(qiáng)對負(fù)極線重新安裝后的接觸電阻、固定情況的檢查。

4）采用更合適的拆裝工具。飛機(jī)有大量的負(fù)極線，修理過程中拆裝工作量非常大，可能導(dǎo)致人為差錯。采用合適的工具，如使用帶有定力可調(diào)速的電動解刀，可大大減少人員的工作量和強(qiáng)度，一定程度上能預(yù)防人為差錯。在使用任何定力工具后，可能存在螺紋與螺孔配合不好的情況，有必要確認(rèn)固定件是否固定牢靠。