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某型飛機襟翼驅(qū)動故障分析及維修策略

所屬欄目:機械論文 發(fā)布日期:2021-12-02 09:26 熱度:

   某型飛機飛行中襟翼在運動過程中出現(xiàn)卡滯,結(jié)合襟翼工作原理深入分析,明確故障機理,從外場維護角度提出一些檢查改進建議,盡可能將故障暴露在地面檢查過程中,確保飛行安全。

某型飛機襟翼驅(qū)動故障分析及維修策略

  1 故障現(xiàn)象

  某飛機返航著陸過程中,飛行員反映襟縫翼操縱手柄由巡航構(gòu)型放至著陸構(gòu)型,襟翼在運動過程中異常停止,CAS信息報"襟翼驅(qū)動故障".

  此后,多次嘗試放襟翼失敗,轉(zhuǎn)入應(yīng)急著陸程序,以故障構(gòu)型安全著陸。落地后,飛控系統(tǒng)重新上電,在地面進行20余次襟縫翼收放檢查,除兩側(cè)外襟翼內(nèi)側(cè)下吊式變角減速器存在異響外,系統(tǒng)工作正常,故障未復(fù)現(xiàn)。

  2 故障分析

  2.1 故障過程分析

  通過飛參數(shù)據(jù)對故障過程進行分析,整個過程中存在的不正常現(xiàn)象主要有以下三點:

  1)飛行員將襟縫翼手柄由巡航構(gòu)型放至著陸構(gòu)型,襟翼運動到中途停止,發(fā)生由"襟翼PDU過載打滑"而引起的"襟翼驅(qū)動故障"告警;

  2)飛行員將襟縫翼操縱手柄由起飛構(gòu)型放至著陸構(gòu)型,襟翼向收起方向運動2.7°停止,運動方向與指令方向相反,"襟翼PDU驅(qū)動通道1"和"襟翼PDU驅(qū)動通道2"同時故障,CAS報"襟翼驅(qū)動故障"告警;

  3)變角減速器存在異響。

  2.2 故障原因分析

  1)襟翼PDU過載打滑分析

  為保證傳動線系能夠承受來自襟翼PDU的驅(qū)動扭矩,且不發(fā)生永久變形,系統(tǒng)中設(shè)計有過載保護功能。

  過載保護功能:當(dāng)襟翼PDU輸出軸負載大于設(shè)定的保護門限值時,襟翼PDU力矩限制器打滑,持續(xù)打滑超出設(shè)定時間范圍,輸出軸制動。此故障為可恢復(fù)故障,當(dāng)襟縫翼操縱手柄發(fā)出新的控制指令后,故障清除并按照新控制指令進行運動。

  經(jīng)過初步判定,"襟翼PDU過載打滑"的原因為襟翼防收制動裝置WTB解制動故障、傳動線系中存在機械卡滯點、襟翼PDU執(zhí)行部件力矩限制器的外端機械部分存在卡滯。

  2)"襟翼PDU驅(qū)動通道1、2故障"原因分析

  襟翼PDU驅(qū)動通道1、2故障的監(jiān)控邏輯為:襟翼PDU控制器中對驅(qū)動通道進行"過壓""轉(zhuǎn)速閉環(huán)超差""電機霍爾故障"監(jiān)控,當(dāng)某一通道出現(xiàn)任一故障后,襟翼PDU控制器將之綜合為襟翼PDU驅(qū)動通道1或襟翼PDU驅(qū)動通道2故障,并上報襟縫翼控制器。以"襟翼PDU驅(qū)動通道故障"為頂事件,其故障樹如圖1所示。

  "驅(qū)動通道母線過壓"的監(jiān)控邏輯為:當(dāng)驅(qū)動通道母線電壓超過350V且持續(xù)5s,則判定"驅(qū)動通道母線過壓"故障發(fā)生。結(jié)合飛參數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),故障中并未記錄整流電源故障,且電機反轉(zhuǎn)的時間僅為1.2s左右,在判定時間關(guān)系上與此次機上故障的飛參數(shù)據(jù)不符,可以排除。

  電機霍爾為雙備份通道,兩個電機霍爾物理隔離,同時發(fā)生故障的概率極低,可以初步排除。

  轉(zhuǎn)速閉環(huán)超差的監(jiān)控邏輯為:襟翼PDU控制器中采集電機轉(zhuǎn)速信號與指令轉(zhuǎn)速信號進行比較,當(dāng)實際轉(zhuǎn)速與指令轉(zhuǎn)速比較差值超出并持續(xù)一定時間后,判定為轉(zhuǎn)速閉環(huán)超差故障。飛參數(shù)據(jù)顯示,襟翼舵面從開始運動到襟翼PDU驅(qū)動通道1、2故障時長為1s,并且舵面運動方向與指令方向相反,滿足判定邏輯。

  綜上所述,可以判定"襟翼PDU驅(qū)動通道1、2故障"的原因為襟翼PDU驅(qū)動通道1和襟翼PDU驅(qū)動通道2發(fā)生由于實際運動方向與指令方向相反引起的"轉(zhuǎn)速閉環(huán)超差"故障。

  2.3 故障形成機理

  由于變角減速器內(nèi)部銹蝕導(dǎo)致摩擦力過大,輸出軸與變角減速器之間的傳動線系發(fā)生形變而積聚能量,襟翼PDU輸出軸打滑,導(dǎo)致襟翼運動到中途停止,機理清楚。分析認為變角減速器內(nèi)部銹蝕的原因為其內(nèi)部存在進水,針對此現(xiàn)象對該型產(chǎn)品進行了普查,在其他飛機上并未發(fā)現(xiàn)類似問題。因此,對該架飛機前期的飛行及地面維護工作和使用環(huán)境進行了分析核查,發(fā)現(xiàn)該機在本次飛行前停放了50余天,除按維護要求完成發(fā)動機試車工作外未進行其他工作,且一直在戶外停放,檢看停放機場的天氣情況,恰逢雨季。該機為初期設(shè)計制造產(chǎn)品,部分區(qū)域的漏水孔布局存在不合理情況,并未實施更改,易出現(xiàn)積水問題。變角減速器的換向軸安裝位置正處于積水區(qū)域,分析認為這就是變角減速器內(nèi)部銹蝕的主要誘因。

  3 總結(jié)

  為了保證襟縫翼系統(tǒng)的工作狀態(tài),盡可能將故障暴露在地面檢查過程中,結(jié)合這次故障情況,提出維護過程中的注意點:

  1)襟縫翼收放檢查中,在注重其收放功能檢查的同時,還應(yīng)該注意其收放過程中的異響及時間變化問題;

  2)日常維護過程中,引入襟翼絲杠潤滑脂或潤滑油分析環(huán)節(jié)。通過分析潤滑脂或潤滑油中金屬屑含量,來判斷襟翼絲杠的工作狀態(tài)及磨損程度。如果金屬屑含量過高,一定程度上可以說明襟翼在運動過程中存在磨損問題,有必要及時對其進行檢查;

  3)加強對飛參數(shù)據(jù)的利用,可以將對復(fù)雜邏輯的分析逐一分解為對較簡單的單一邏輯問題的分析判斷,同時加強專家系統(tǒng)數(shù)據(jù)判讀范圍及趨勢分析能力;

  4)對長期停放飛機,針對季節(jié)性變化,應(yīng)根據(jù)環(huán)境變化進行維護檢查及潤滑保養(yǎng),對活動部件進行功能及動作檢查,必要時可進行飛機牽引運動,防止動部件長期不工作引發(fā)銹蝕、異物入侵等潛在風(fēng)險。

  《某型飛機襟翼驅(qū)動故障分析及維修策略》來源:《航空維修與工程》,作者:姜建輝,王宇,張書成

文章標(biāo)題:某型飛機襟翼驅(qū)動故障分析及維修策略

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