某通用航空陀螺機構常見故障分析與維修策略

陳蘭英

摘 要：介紹了陀螺機構的功能，結構及工作原理，從日常維護工作中總結出相應的維修措施。可為通用飛機使用的類似陀螺機構的維修提供技術參考。

關鍵詞：陀螺機構；結構；故障類型；檢修

中圖分類號：TK407 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）21-0078-02

陀螺機構又稱方位陀螺[1]，是慣性導航、慣性制導和慣性測量系統的核心部件，飛機陀螺機構航向姿態系統是一種測量、顯示飛機航向角、俯仰角和滾轉角的飛行儀表，是某型通用飛機航向系統[2][3]的一個重要組成部分，對于保障飛行安全起到了非常重要作用。陀螺機構按驅動陀螺輪運轉的分類方式有：電動和氣動。按姿態角測量分類方式有：摩擦式電位器（通過測量模擬電壓的大小來計算出姿態角）和非接觸式容柵傳感器。陀螺機構由于工作于高轉速，高振動環境，系統故障率較高，需要定期校驗及檢修。本文在介紹陀螺機構基本工作原理基礎上，對某型陀螺姿態儀表常遇到的故障了進行分析與介紹，可以為同類陀螺姿態儀表維修提供參考借鑒。

1 結構及工作原理

圖1為某陀螺機構的實物圖。陀螺機構由兩大部分組成，分別是陀螺部分和電源部分，中間由插頭連接。

陀螺機構的兩部分有明確的分工。首先，陀螺部分：它的核心是一個電驅動的二自由度陀螺，當電源部分給轉子提供一個交流26v，400hz的電源時，轉子高速運轉，利用陀螺的穩定性特性達到穩定基準航向的目的。陀螺的外框上固定有光盤，當飛機改變航向時，陀螺轉子穩定基準航向，而光盤則輸出飛行航向改變的相對方位角。

陀螺機構的電源部分：它負責將飛機上的28v（14v）直流電源轉換成整個航向系統所需的各種電源，包括：15v，5v的直流電源，和供陀螺機構本身使用的26v，400hz的交流電源。

2 常見故障及檢修

陀螺機構的故障由其結構決定了，主要有兩大類：一類故障是由陀螺部分引起的，多為機械故障，主要變現為HSI警告旗不收，或航向誤差大（漂移）[4]或不工作。另一類故障則是電源部分故障，它將直接導致整個航向系統無法正常工作。我們將從常見的故障中來分析修理方法。

2.1 陀螺

如圖2所示，陀螺是陀螺機構的心臟，是陀螺機構穩定航向的基礎。陀螺故障一般表現在轉子卡死或者轉子抖動上，我們可以通過清洗轉子軸承和對轉子進行動平衡來保證轉子的正常運轉。在工作中反映的航向誤差大，且在試驗中為一致性誤差，則可能是由于陀螺房的靜平衡不好導致的。我們可以通過調整陀螺房上面的配重螺桿來對誤差進行修正。若試驗中航向誤差不是一致性的誤差，就需要檢測陀螺內外框的摩擦，需要檢查內外框軸承的清潔度，導電環和電刷的摩擦是否太大等。

2.2 電源

陀螺機構的電源系統，作為整個航向系統的供電部分，在修理中我們需要檢查各項電源輸出的正確。

由圖3電路圖可以看出，陀螺機構的電源轉變流程有以下幾步：直流電源28v（14v）——震蕩電路——變頻電路——放大電路——變壓器——整流器——輸出電源。

輸入的直流電源28v（14v）經過前端的振蕩電路后，將直流電源轉換成交流電源，在振蕩器I201后輸出800HZ交流信號，此800HZ交流信號一端輸出到解調電路板，供解調電路使用，而另一端通過Q202，CR201，和Q203，CR202組成的分頻電路進行分頻，分頻后輸出400HZ交流信號。此400HZ交流信號經過末端放大管[5]Q205，Q207進行放大，放大信號傳輸到T201變壓器[6]的前端，經變壓器變壓后輸出26v，400HZ的交流信號，給陀螺轉子供電。變壓器的其它幾路輸出分別通過幾個整流器，將對應的交流信號整流為航向系統所需的幾種直流電源信號。由于陀螺轉子的運轉需要較大的電流帶動，現在很多通用飛機上使用的直流電源為14v直流，陀螺機構啟動電流高達2A。這就對電源變壓器前端的放大管Q205，Q207造成壓力。在修理中陀螺機構不工作，就需要重點檢測放大管Q205，Q207的好壞，并對擊穿或短路的放大管進行更換。

3 結語

綜上所述，通用飛機上安裝的陀螺機構，結構相對簡單。但其故障發生的原因也多方面的，有的故障明顯，排除簡單，有的故障隱蔽，排查困難。只有搞清其工作原理和內部結構，弄懂各組成結構可能導致的故障現象，才能有的放矢，比較順利地排除故障，完成修理工作。

參考文獻

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