某型飛機襟翼下掉故障分析

■ 陳質斌 于晶春 張俊峰 徐承強/大連長豐實業總公司

1 故障現象

某飛機進行液壓系統調試時發現襟翼自動下掉,進一步檢查發現,當收上襟翼且襟翼操縱臺按鈕回到中立位置,在進行起落架和減速板系統調試時,右側襟翼不斷下掉；重新收上襟翼后,飛機靜止停放3小時以上襟翼不下掉；重新收放起落架和減速板時,故障現象再次出現。

2 系統工作原理

襟翼正常收放原理如圖1所示（箭頭方向為放襟翼時液壓油流動方向）。放襟翼時,襟翼電磁開關的放下電磁鐵通電,來油從電磁開關的放下接頭流出,經液壓應急活門和液壓鎖進入收放作動筒的放下腔,先打開鋼珠鎖,然后使襟翼放下。作動筒收上腔的油液經過限流接頭、雙向液壓鎖、等量協調活門、襟翼電磁開關流回油箱。收襟翼時,襟翼電磁開關的收上電磁鐵通電,來油從電磁開關的收上接頭流出,經等量協調活門、雙向液壓鎖和限流接頭進入作動筒收上腔,使襟翼收上,并使作動筒內鋼珠鎖上鎖。

當主系統發生故障時,可以使用應急系統放下襟翼。應急放襟翼時,打開座艙內的應急放襟翼開關,使應急放襟翼電磁開關通電,應急供壓系統的高壓油液經應急襟翼電磁開關、液壓應急開關和雙向液壓鎖,將襟翼放至35°,并由液壓鎖鎖住。

圖1 襟翼正常收放原理示意圖

3 故障定位

正常情況下,收上襟翼時,襟翼收放作動筒鋼珠鎖將襟翼鎖在收上位置,而放下襟翼時,需要大于0.7～1.5MPa的壓力才能打開鋼球鎖。襟翼從收上位置下掉,說明襟翼收放作動筒已經開鎖,有大于0.7～1.5MPa的壓力進入作動筒放下腔,可能原因如下。

3.1 應急放襟翼電磁開關故障

當應急放襟翼電磁開關不工作時,電磁開關壓力管路與放下管路斷開,回油管路與放下管路接通。當應急放襟翼電磁開關高壓油腔不密封時,高壓油液向放下腔泄漏,進入應急活門,進而放下襟翼。為了驗證應急放襟翼電磁開關的密封性,關閉應急液壓系統壓力,進行相應試驗,故障現象未消失,證明應急放襟翼電磁開關無故障。

3.2 襟翼電磁開關故障

襟翼電磁開關不工作時,壓力管路與襟翼系統斷開,襟翼收上和放下管路同時與回油管路相連,當襟翼電磁開關高壓油腔不密封時,高壓油液向放下腔泄漏,襟翼隨之放下。為了驗證襟翼電磁開關的密封性,向主液壓系統供給20MPa壓力,持續60min,作動筒未開鎖,襟翼未下掉,證明襟翼電磁開關無故障。

3.3 回油壓力導致作動筒開鎖

當襟翼在收上位置,襟翼操縱按鈕處于中立位置時,襟翼電磁開關收放管路均接回油管路,襟翼電磁開關回油管路與起落架、減速板電磁開關回油管路連在一起,連接管路較短。當收放起落架、減速板時,回油管路內有一定壓力, 該壓力將通過等量協調活門和液壓應急活門到達液壓鎖兩端。為了測量各個管路壓力,在雙向液壓鎖的“放下來油”端、“回油出”端和“放下出油”端分別接入三通接頭,連接液壓表,對該管路壓力進行監控,表1為試驗記錄數據。

由表1中的試驗數據,可以得出以下結論：

1）“放下來油”端的最大壓力為0.6MPa,不足以打開鋼珠鎖,使襟翼下掉。當收放起落架、減速板開始時,系統瞬間產生很大的脈沖壓力,進入液壓鎖“放下來油”端,打開液壓鎖,進入液壓鎖“放下出油”端,該壓力為脈沖壓力；液壓鎖“放下來油”端壓力進入液壓鎖“放下出油”端后,隨著壓力下降,液壓鎖“放下出油”端活門會很快關閉；再次操縱起落架、減速板時,該壓力又進入液壓鎖“放下出油”端,因此液壓鎖“放下出油”端壓力持續增加,最后基本達到脈沖最大壓力3.5MPa。若液壓鎖內部密封性不好,在脈沖壓力的作用下將使襟翼收放作動筒開鎖,使襟翼下掉。

2）液壓鎖承受的壓力為脈沖壓力,根據試驗驗證,該壓力作用時間短,不能克服彈簧力使活塞向另一端運動,無法打開“回油進”端與“回油出”端之間的活門使油液進入,不能形成回油。因此,正常情況下不會造成襟翼收放作動筒開鎖。對比表1中第5、6項可以看出,當進行起落架、減速板收放時,無故障飛機“回油出”端無油液流出,有故障飛機“回油出”端不斷有油液流出,導致這一故障的原因是液壓鎖不密封,使作動筒收上端油液流出作動筒,經液壓鎖流入油箱,形成回油路,導致作動筒開鎖。

以上分析和試驗表明,液壓鎖密封性差是導致襟翼下掉的原因。

表1 各管路液壓壓力(單位：MPa)

4 故障原因分析

為分析故障原因,對液壓鎖進行內部密封性試驗和工作靈活性及大活門開啟壓力試驗,試驗表明在管嘴“回油出”處沒有油液泄漏,完全符合要求。

由于在其他系統工作時,液壓鎖的“放下出油”端承受著脈沖壓力,因此對“回油進”端進行了脈沖補充試驗：從管嘴“回油進”處加壓,壓力從5MPa迅速升到15MPa,再從15MPa迅速降到5MPa,反復試驗5次,管嘴“回油出”有明顯油液滲出。試驗表明在脈沖壓力的作用下,液壓鎖內部密封性不好。

分析液壓鎖不密封的原因為：

1） 活門組合件YYS7-100與活門座YYS7-101之間結合面粗糙,沒有研磨徹底,導致活門不密封。

2） 油液污染度超標,導致活門組合件YYS7-100與活門座YYS7-101之間有雜質或結合面被劃傷,進而導致活門不密封。

3）裝配應力導致液壓鎖內部活門受力,進而不密封。

5 故障預防措施

為了預防襟翼下掉故障現象,采取以下措施。

1） 制作專用研磨工具,提高研磨質量,并增加脈沖試驗：從管嘴“回油進”處加壓,壓力從5MPa迅速升到15MPa,再從15MPa迅速降到5MPa,反復試驗8次,管嘴“回油出”不允許有油液滲出。

2） 增加系統管路清洗時間,清洗時間必須在2小時以上,以保證系統管路內部雜質被充分清洗；制作工藝液壓鎖,待油液污染度符合要求后更換成飛機液壓鎖；安裝過程中嚴禁使用可能引起系統污染的抹布等用品。

3）安裝液壓鎖時,導管螺帽用手能順利擰到底,保證無應力安裝,卡箍螺栓將彈簧墊圈壓平即可,嚴禁緊度過大。