B737NG飛機前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)故障分析

李 強

（昆明航空有限公司，云南昆明 650206）

1 故障現(xiàn)象及排故措施

（1）故障現(xiàn)象。腳蹬無法控制前輪轉(zhuǎn)彎。

（2）排故措施。某日航后依據(jù)AMM32-51-00檢查前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)鋼索，鋼索NWS-A和鋼索NWS-B張力均在手冊范圍內(nèi)。檢查前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)控制手輪有磨損；檢查前輪轉(zhuǎn)彎旋轉(zhuǎn)作動器正常；檢查前輪，轉(zhuǎn)彎鋼索無磨損、無斷絲，無其他機構干涉。依據(jù)AMM32-51-41更換前輪轉(zhuǎn)彎控制手輪，測試前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)工作正常。次日航后依據(jù)AMM32-51更換前輪轉(zhuǎn)彎控制手柄墊圈，操作測試前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)工作正常。

2 前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)

在了解故障現(xiàn)象的情況下，為了更好地找出影響系統(tǒng)正常工作的原因，應該對前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)的工作原理有所了解，從而準確判斷出可能存在故障的部件或原因。

2.1 部件組成

前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)部件由兩部分構成，即駕駛艙部件和前起落架輪艙部件（圖1）。駕駛艙部件主要由備用前輪轉(zhuǎn)彎電門、轉(zhuǎn)彎手柄（手輪）和控制鋼纜等組成。前起落架輪艙部件由控制鋼纜、方向舵腳蹬轉(zhuǎn)彎機構、方向舵腳蹬轉(zhuǎn)彎旋轉(zhuǎn)作動筒、總結機構、轉(zhuǎn)彎計量活門組件、兩個轉(zhuǎn)彎作動筒和前輪轉(zhuǎn)向筒等組成。

圖1 前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)

2.2 工作原理

當飛機在地面，前起落架減振支柱被壓縮時，轉(zhuǎn)彎手柄（手輪）或方向舵腳蹬給前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)提供輸入信號，轉(zhuǎn)彎手柄（手輪）偏離手輪中心線上下移動或者方向舵腳蹬移動時，通過控制鋼纜回路到達轉(zhuǎn)彎計量活門組件，再由總結機構生成一個輸入信號，來推動轉(zhuǎn)彎計量活門，使液壓系統(tǒng)壓力油到達前輪轉(zhuǎn)彎作動筒從而產(chǎn)生力，使轉(zhuǎn)彎作動筒產(chǎn)生轉(zhuǎn)彎載荷（圖2）。前輪轉(zhuǎn)向筒通過上下扭力臂和前起落架減振支柱內(nèi)筒傳遞此轉(zhuǎn)彎載荷，到達前起落架機輪，來轉(zhuǎn)動前起落架機輪，從而達到前輪轉(zhuǎn)彎的目的。

圖2 前輪轉(zhuǎn)彎液壓系統(tǒng)

通常情況，前輪轉(zhuǎn)彎的壓力來自前起落架放下壓力，由液壓A系統(tǒng)向前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)提供壓力。當A系統(tǒng)壓力失效時，利用備用前輪轉(zhuǎn)彎電門人工控制起落架轉(zhuǎn)換活門，起落架轉(zhuǎn)換活門通過備用前輪轉(zhuǎn)彎電門移動到備用位置。起落架轉(zhuǎn)換活門將前輪轉(zhuǎn)彎的液壓源由液壓A系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到液壓B系統(tǒng)。

2.3 操作原理

移動轉(zhuǎn)彎手柄和腳蹬對前輪轉(zhuǎn)彎的角度有所不同，轉(zhuǎn)彎手柄使前輪轉(zhuǎn)動的最大行程為78°，而腳蹬使前輪轉(zhuǎn)動的最大行程為7°，并且腳蹬只能在地面前起落架被壓縮時，才能實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎的功能（圖3）。當飛機在空中時，方向舵腳蹬轉(zhuǎn)彎旋轉(zhuǎn)作動筒斷開方向舵腳蹬的輸入信號；在地面時，轉(zhuǎn)彎手柄和方向舵腳蹬均可對轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)進行操作。由于轉(zhuǎn)彎手柄直接通過控制鋼纜到達轉(zhuǎn)彎計量活門組件，因此轉(zhuǎn)彎手柄通常情況下可以超控方向舵腳蹬的輸入。

圖3 前輪轉(zhuǎn)彎操作原理

2.3.1 飛機在空中時

當飛機在空中，前起落架伸長時，為方向舵轉(zhuǎn)彎旋轉(zhuǎn)作動筒提供動力的信號來自空/地系統(tǒng)。方向舵轉(zhuǎn)彎旋轉(zhuǎn)作動筒推動方向舵腳蹬機構中的偏心滾輪移動到空中位，此時離合器搖臂將遠離轉(zhuǎn)向曲柄，離合器搖臂不再接受方向舵腳蹬的任何運動指令，方向舵腳蹬輸入信號將無法驅(qū)動方向舵腳蹬轉(zhuǎn)彎扇形輪。

2.3.2 飛機在地面時

（1）使用方向舵腳蹬信號輸入。當飛機在地面，前起落架被壓縮時，為方向舵轉(zhuǎn)彎旋轉(zhuǎn)作動筒提供動力的信號來自空/地系統(tǒng)。方向舵轉(zhuǎn)彎旋轉(zhuǎn)作動筒推動方向舵腳蹬機構中的偏心滾輪移動到地面位，此時離合器搖臂與轉(zhuǎn)向曲柄止動塊接觸，來自方向舵腳蹬的輸入信號將驅(qū)動離合器搖臂，從而驅(qū)動方向舵腳蹬轉(zhuǎn)彎扇形輪，實現(xiàn)方向舵腳蹬輸入帶動前輪轉(zhuǎn)彎功能。

（2）使用轉(zhuǎn)彎手柄信號輸入。轉(zhuǎn)彎手柄的移動將直接帶動控制鋼纜和轉(zhuǎn)彎扇形盤的移動，當轉(zhuǎn)彎扇形盤移動時，方向舵轉(zhuǎn)彎旋轉(zhuǎn)作動筒上的離合器搖臂帶動轉(zhuǎn)彎曲柄止動塊，同時拉伸旋轉(zhuǎn)作動筒中的定中彈簧。由于方向舵系統(tǒng)的定中彈簧彈性要比腳蹬轉(zhuǎn)彎機構內(nèi)的定中彈簧彈性更強，因此轉(zhuǎn)彎曲柄將不會發(fā)生任何移動。由于轉(zhuǎn)彎手柄可以超控方向舵腳蹬的輸入，因此轉(zhuǎn)彎手柄的移動將不會反向帶動方向舵腳蹬。

3 故障分析

結合前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)原理和故障現(xiàn)象，判斷可能的故障原因有4類：①空/地系統(tǒng)故障；②鋼索張力值；③旋轉(zhuǎn)作動筒；④手輪與底盤的摩擦力過大。

3.1 空/地系統(tǒng)故障

（1）空地傳感器故障。通過與機組的溝通和駕駛艙觀察，可以排除空/地傳感器故障。因為如果是傳感器故障，P5頭頂板的PSEU燈會點亮。

（2）空地繼電器故障。PSEU組件內(nèi)的前起落架在地面的信號給空/地繼電器（J20）提供供電信號，J20內(nèi)繼電器信號接地，此時115 V交流轉(zhuǎn)換匯流條2給空/地繼電器（J20）提供電源，J20繼電器內(nèi)部觸電移動到“GND”位，旋轉(zhuǎn)作動筒處于吸合位，實現(xiàn)前輪轉(zhuǎn)彎功能（圖4）。如果J20繼電器故障，此時PSEU內(nèi)前起落架在地面的信號無法提供正常的接地信號，系統(tǒng)會認為前起落架處于非壓縮位狀態(tài)，空/地繼電器J20在5 s延時后移動到“AIR”位，旋轉(zhuǎn)作動筒處于斷開位，無法實現(xiàn)前輪轉(zhuǎn)彎功能。因此當J20繼電器內(nèi)部無法正常的提供地信號時，執(zhí)行PSEU自檢時會顯示相應的故障代碼，或者P5頭頂板的PSEU燈會點亮。

圖4 電氣系統(tǒng)原理

在實際排故過程中，結合上述兩條以及故障現(xiàn)象，可排除是由于空地系統(tǒng)的故障導致的。

3.2 鋼索張力值

通過對前輪鋼索NWS-A和鋼索NWS-B張力值的測量，在對應的溫度下，鋼索張力值均在手冊的標準范圍內(nèi)，符合要求。

3.3 旋轉(zhuǎn)作動筒或手輪與底盤的摩擦力

從簡單到復雜進行原因排除，并對排故過程中發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象進行適當?shù)脑O想，最后將故障原因鎖定為轉(zhuǎn)彎手輪磨損過度，致使在AMM手冊規(guī)定的最大力矩值的情況下，導致轉(zhuǎn)彎手輪與底盤的摩擦力過大，使得腳蹬在驅(qū)動前輪轉(zhuǎn)彎時失效。

4 故障原因解析

過站排故過程中，對故障現(xiàn)象進行分析后，首先對前輪鋼索進行目視檢查，無腐蝕、斷絲、卡阻，與其他機構無干擾等現(xiàn)象，其后對前輪鋼索NWS-A和鋼索NWS-B張力值的測量，均符合手冊要求。

通過對系統(tǒng)分析，考慮是否是旋轉(zhuǎn)作動筒的故障，導致方向舵轉(zhuǎn)彎旋轉(zhuǎn)作動筒未能推動內(nèi)部偏心滾輪到地面位，從而使離合器搖臂未能與轉(zhuǎn)向曲柄止動塊接觸。在此推斷基礎上，采用登腳蹬的方法進行驗證，發(fā)現(xiàn)登腳蹬時，前輪轉(zhuǎn)彎手輪并未進行相應的作動。發(fā)現(xiàn)這點后，大膽設想是否是由于轉(zhuǎn)彎手輪固定螺帽擰得過緊，從而導致腳蹬無法控制前輪轉(zhuǎn)彎。后經(jīng)驗證發(fā)現(xiàn)，前輪轉(zhuǎn)彎手輪鍵槽和轉(zhuǎn)軸處墊片均遭到不同程度的磨損，在緊固手輪固定螺帽后，造成手輪與底盤接觸摩擦，導致摩擦阻力過大，繼而活動腳蹬時手輪不能進行隨動（圖5）。擰松手輪固定螺帽后，腳蹬能正?？刂魄拜嗈D(zhuǎn)彎。后續(xù)更換前輪轉(zhuǎn)彎手輪后，故障排除且未再現(xiàn)。

圖5 轉(zhuǎn)彎手柄磨損對照

這是一起典型的部件未正確安裝導致的故障，在長期的使用過程中，部件遭到嚴重磨損。日常的航空器維修過程中，要嚴格按照手冊要求進行部件安裝，在日常的排故過程中不僅需要有扎實的理論基礎，還要有豐富的經(jīng)驗。在實際工作過程中，也需要關注到故障以外的相關聯(lián)部件的狀態(tài)。

5 總結

前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)常見故障大概有3類。

（1）前輪跑偏?？赡茉驗閮汕拜喣p不一致或鋼索張力值不在手冊范圍內(nèi)。參考處理措施：①檢查兩前輪磨損情況；②檢查前輪NWS-A和鋼索NWS-B的張力值，查看是否符合手冊的要求。

（2）前輪抖動。可能原因為前輪跑偏。參考處理措施：查看前輪的磨損情況，同時更換兩前輪，若還不行再調(diào)鋼索。

（3）作動筒漏油?？赡茉驗樘鞖庾兝洹７馊匣驌p壞的參考處理措施：更換相關部件。