747-400F貨艙機頭門系統原理及故障分析

陳子嶸

(東航工程技術公司,上海 200335)

747-400F貨艙機頭門系統原理及故障分析

陳子嶸

(東航工程技術公司,上海 200335)

747-400F全貨機機有一套不同于其他飛機的系統,就是貨艙機頭門系統,這套系統是為了滿足超長貨板裝卸而特別設計的一套工作系統,本文基于這一工作系統,結合機型手冊,實際工作,就該系統的工作原理和航線故障進行分析和整理。

全貨機 機頭門系統 裝載 故障

1 貨艙機頭門系統的工作原理

1.1 概述

貨艙機頭門系統主要包含以下主要部件:(1)推拉凸輪作動器。(2)21個鎖裝置。(3)電動驅動組件。(4)2個驅動軟軸。(5)2個線性作動器。(6)可調節整流罩。(如圖1所示)

當貨艙機頭門在鎖定位置時,貨艙機頭門是利用16個電動的鎖銷和5個固定的鎖銷固定在飛機的機身結構上的。機頭門在開關操作是在主貨艙的燈光和控制面板上進行控制的。機頭門的鎖定信號指示面板就位于控制面板下方,機頭門關閉信號面板位于鎖定信號指示面板下方,在機身的右側還有鎖作動筒測試面板,機頭門控制設備組件。

圖1

1.2 工作原理

1.2.1 機頭門鎖系統

機頭門鎖系統在機頭前緣上包括21個鎖銷機構,為了方便識別這些鎖銷機構,分為左側1號到10號鎖銷機構,右側1號到10號鎖銷機構,還有一個單獨的11號鎖銷機構位于機頭頂部。左右兩側1號到8號鎖銷機構是由電動作動筒驅動的,左右兩側的9號、10號,以及11號鎖銷及結構是固定式的。(如圖2所示)

圖2

每個電動鎖銷機構都包括一個與機頭緊密配合的機構(PORTAL LATCH FITTING),一個由電馬達驅動的鎖銷,馬達剎車,過載保護器,減速齒輪系。在作動器的內部有位置限制電門,用來控制作動器的伸長和收縮量,它的三相交流電是由主貨艙操作匯流條供給的。同時該作動器也可以采用人工控制的方法驅動(MANUAL DRIVE INPUT),人工驅動軸上裝有剪切銷用來防止驅動力過大造成作動器的損壞。

圖3

1.2.2 機頭門推拉凸輪作動器

推拉凸輪作動器(PUSH-PULL CAM ACTUATOR)的作用是,當機頭門關閉時將機頭門拉回到關閉位,使鎖作動器將機頭門鎖住。當機頭門打開時,將機頭門推離結構封嚴大約1．3英寸(3．3厘米),使機頭門可以順利打開。(如圖3所示)

推拉凸輪作動器的電源是有主貨艙操作匯流條供給的。作動器包括了一個直流馬達,熱敏過載保護器,一個齒輪箱,控制伸出和收回的位置極限電門。當機械到達極限位置時,作動器自動停止,如果極限電門損壞或故障,我們還可以采用人工操控(M ANU AL DRIVE)的方式進行操作。

1.2.3 機頭門提升系統

機頭門提升系統主要包括一個電源驅動組件(DRIVE UNIT),2根驅動軟軸(FLEXIBLE DRIVE SHAFT),2個線性的作動器(LINEAR ACTUATOR)。注:電源驅動組件同時驅動2個線性作動器。(如圖4所示)

圖4

電源驅動組件的三相電源是由主貨艙貨艙操作匯流條供給的,驅動組件主要包括了一個交流馬達,位置極限電門,過載保護裝置。

線性作動器包括一個旋轉的蝸桿,它通過萬向接頭連接在機頭門的結構件上,蝸桿是由電源驅動組件驅動,通過旋轉渦輪來控制機頭門的開度。位置極限電門是包含在提升驅動組件中的,因此在軟軸脫開后需要重新校準才能保證2根軟軸的同步性。在更換軟軸,人工驅動組件和更換驅動組件時通常會發生這種情況。

1.2.4 機頭門的信號指示和測試系統

機頭門的控制是通過位于飛機左側裝載中心的H121面板實現的,面板主要包括系統的電源開關,門的控制開關,4個電源指示燈和燈的測試開關。(如圖5所示)

機頭門鎖指示面板H449就位于面板H121下方,H449面板有16個綠色和琥珀色相間的指示燈,當綠色燈( LATCHED)亮時表示門的鎖銷完全伸出,當琥珀色燈(NOT LCHD)亮起時表示門的鎖銷沒有完全伸出,機頭門尚未鎖好。

機頭門關閉指示面板H548也位于裝載中心,在機頭門的底部有2個臨近電門,臨近電門指示燈也是有綠色和琥珀色相間的。當綠色燈(CLOSED)亮時,臨近電門感應到機頭門已經關閉,當琥珀色燈(NOT CLOSED)亮時,臨近電門感應機頭門沒有關閉。

門鎖測試面板H482位于機身的右側,可以用來判斷16鎖作動器的故障。旋鈕開關和2個綠色指示等可以幫忙你判斷每個所作動器的工作狀態。

1.2.5 機頭門的操作控制

機頭門的控制面板H12 1位于機身左側,電門(SYSTEM POWER)利用彈簧力保持在中立位,按壓該電門使機頭門電路接通有電,在操作機頭門開和關時,必須保持電門在ON的位置。機頭門的位置指示是通過2個燈表示的,當門完全打開到最大位置時,藍色指示燈(DOOR UP)亮起,當門完全鎖到位且16個電動鎖銷鎖好時,綠色指示燈(LATCHES CLOSED)亮起。當電門(SYSTEM POWER)按壓至OFF位時,燈(LOCK-OUT ENGAGED)是用來確認門的控制電路完全斷電。按壓電門(LAMP TEST)可以對控制面板進行燈光測試。(如圖5所示)

圖5

當操作機頭門時,實際上是將上述部件:驅動組件,推拉作動器和16個電動鎖銷組合起來。按壓電門(SYSTEM POWER),指示燈(POWER ON)燈亮,門鎖作動筒開始解鎖,每個鎖銷都有個位置極限電門,當所有16個鎖銷琥珀色指示燈(NOT LCHD)亮時,說明所有鎖銷解鎖到位,這時推拉作動器有電,將機頭門向前推出約1．3英尺,當推拉作動器完全伸長時,電動驅動組件有電,操作機頭門打開,當機頭門到最大開度時,驅動組件內的極限電門使驅動組件停下來的同時出發燈(DOOR UP)亮起。完全打開機頭門大概需要90秒的時間。在完全打開機頭后需要讓驅動組件冷卻大約4分鐘后才能關閉機頭門防止驅動組件出現超溫停轉現象。

在飛機起飛前切記將電門(SYSTEM POWER)按壓至關閉位,確認燈(LOCKOUT ENGAGED)亮起,釋放電門,這時機頭門系統完全失電,所有指示燈均熄滅,如果系統仍然有電,在EICAS顯示器上會出現機頭門警告。

2 故障與分析

2.1 故障描述

機頭貨艙門打開到最大時,門開指示燈不亮,關閉機頭門所有鎖銷確認鎖定后,EICAS狀態頁依然顯示DOOR NOSE CARGO信息,CMC中除了有機頭門故障信息外無其他相關故障信息。如圖6所示。

圖6

2.2 維修動作

(1)檢查CMC52章只有DOOR NOSE CARGO故障信息。(2)懷疑機頭門提升作動器的極限位置電門故障,更換提升作動器,提升工作正常,故障依舊,機頭門開到最大燈依然不亮(已更換新燈泡)。(3)更換面板繼電器R761機頭門開燈依然不亮。(4)根據AMM重新校裝機頭門兩側線性作動器,機頭門開到最大后,門開指示燈亮,關閉并鎖定機頭門后,故障信息依舊。(5)測量面板導線D6137P(pin8)到D3139P(pin16)正常,無短路。(6)更換MAWEA卡(YWXA002)后,信息消失,故障排除。

2.3 故障分析

(1)從SSM中可以看出門開燈不亮最有可能的是繼電器R761(紅圈)沒有吸合,但是更換繼電器后指示燈仍舊亮,于是向下游尋找接地點,沒有接地點指示燈也是不亮的。如圖7所示。

圖7

(2)查看SSM中的門警告系統中,接地點是在門的提升作動筒內部的,所以更換提升作動筒,更換后門開指示燈依然不亮,這是想到對機頭門線性作動器進行校裝,圖中關閉機頭門直到驅動馬達不轉后安裝校裝銷ND-2,如果不能安裝需要脫開軟軸直到可以將校裝銷插入,此時拔出校裝銷,操作機頭門在全開再全關,觀察檢查孔,確保作動筒的軸在孔內可以看到25%到75%,校裝結束后,再次操作機頭貨艙門全開,門開指示燈亮,但是機頭門EICAS狀態頁依然有DOOR NOSE CARGO故障信息。

(3)測量面板導線D6137P(pin8)到D3139P(pin16)正常,無短路現象。再次翻閱S SM分析得出,EI C AS狀態頁警告信息是由MAWEA卡架的YWXA002 SCID CARD 3給到EUI顯示的,更換YWXA002卡后,故障信息消失,至此故障全部排除。

3 結語

本文對B747-400F飛機機頭門系統進行了一番梳理。一方面,對機頭門的系統進行了介紹,另一方面,應該更深入地結合系統原理和故障現象進行合乎邏輯的推理,做到“有的放矢”的排故,從而減少盲目更換部件來判斷故障的排故習慣。排故不僅局限于更換部件和系統測試,尤其是對飛機重要系統有故障時要更加慎重和嚴謹處理。在嚴格遵循FIM 手冊的排故程序的基礎上,我們還需要要充分掌握系統原理、結構和控制邏輯關系,進行故障隔離和故障判斷。