某型直升機(jī)應(yīng)急液壓系統(tǒng)故障分析

梁云瑞，劉 明

(海軍駐南昌地區(qū)軍事代表室，江西 南昌 330001)

0 引言

2016年某日，某型直升機(jī)飛行前地面檢查發(fā)現(xiàn)，將電動(dòng)泵控制開(kāi)關(guān)(“正常/應(yīng)急/檢查”三位)置于“檢查”位時(shí)，主液壓系統(tǒng)壓力顯示為0Bar，電動(dòng)泵的電機(jī)聲音無(wú)異常，駕駛桿無(wú)法操作。多次重復(fù)將開(kāi)關(guān)置于“檢查”位，主液壓系統(tǒng)偶爾顯示為80Bar，此時(shí)，駕駛桿可以操作。

正常情況下，電動(dòng)泵控制開(kāi)關(guān)“檢查”位用以進(jìn)行飛行前的地面操作檢查，此時(shí)機(jī)上現(xiàn)象應(yīng)該是：電動(dòng)泵啟動(dòng)，主液壓系統(tǒng)壓力顯示約80Bar，機(jī)務(wù)人員可以操作駕駛桿進(jìn)行操縱系統(tǒng)的檢查。

1 應(yīng)急液壓系統(tǒng)組成及工作原理

該型直升機(jī)應(yīng)急液壓系統(tǒng)為液壓子系統(tǒng)之一，其功能如下：①飛行時(shí)作為輔助液壓系統(tǒng)的備份，在輔助液壓系統(tǒng)失效時(shí)用以為應(yīng)急放下起落架及機(jī)輪剎車(chē)等提供應(yīng)急能源；②地面時(shí)可向操縱系統(tǒng)主助力器和尾助力器提供液壓能源，實(shí)現(xiàn)操縱系統(tǒng)的地面檢查。

應(yīng)急液壓系統(tǒng)主要由應(yīng)急液壓油箱、電動(dòng)泵、調(diào)壓閥、壓力開(kāi)關(guān)、電磁閥及管路組成，其原理圖如圖1所示。

圖1 應(yīng)急液壓系統(tǒng)原理圖

飛行員通過(guò)電動(dòng)泵控制開(kāi)關(guān)(“正常/應(yīng)急/檢查”三位)控制應(yīng)急液壓系統(tǒng)工作。當(dāng)電動(dòng)泵控制開(kāi)關(guān)置于“應(yīng)急”位時(shí)，電動(dòng)泵啟動(dòng)，自應(yīng)急液壓油箱吸油，壓力油通過(guò)管路可分別為起落架應(yīng)急放下及機(jī)輪剎車(chē)應(yīng)急充壓等功能提供液壓能源。電動(dòng)泵為定量泵，由調(diào)壓閥調(diào)定系統(tǒng)壓力。當(dāng)應(yīng)急系統(tǒng)管路內(nèi)壓力大于120Bar時(shí)，壓力開(kāi)關(guān)給出信號(hào)，燃亮儀表板上的“電動(dòng)泵”警告燈。當(dāng)電動(dòng)泵控制開(kāi)關(guān)置于“檢查”位時(shí)，電動(dòng)泵啟動(dòng)，同時(shí)會(huì)接通電磁閥并燃亮“電動(dòng)泵”警告燈，應(yīng)急液壓系統(tǒng)通過(guò)主液壓系統(tǒng)向直升機(jī)主助力器和尾助力器供壓，用以進(jìn)行操作系統(tǒng)的地面檢查，此時(shí)管路內(nèi)的壓力由主液壓系統(tǒng)內(nèi)的調(diào)壓閥調(diào)定為80Bar。

2 故障分析

故障樹(shù)分析是系統(tǒng)安全性和可靠性分析的工具之一，也是事故調(diào)查的一種有效手段[1]。采用故障樹(shù)分析方法，依據(jù)應(yīng)急液壓系統(tǒng)原理，建立故障樹(shù)(如圖2)。

圖2 故障樹(shù)

首先，排除“主液壓系統(tǒng)壓力傳感器故障”的可能。因?yàn)樵谥饕簤合到y(tǒng)壓力顯示為0Bar時(shí)，駕駛桿是無(wú)法操作的，這說(shuō)明應(yīng)急系統(tǒng)沒(méi)有給主液壓系統(tǒng)供壓，主液壓系統(tǒng)內(nèi)壓力確為0Bar。

其次，因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)將電動(dòng)泵控制開(kāi)關(guān)置于“應(yīng)急”位，此時(shí)電動(dòng)泵電機(jī)聲音無(wú)異常，“電動(dòng)泵”警告燈燃亮，“電動(dòng)泵故障”的可能性排除。應(yīng)急系統(tǒng)在電動(dòng)泵后、電磁閥之前有一壓力開(kāi)關(guān)，該壓力開(kāi)關(guān)在壓力大于120Bar時(shí)閉合，燃亮“電動(dòng)泵”告警燈。現(xiàn)象表明，應(yīng)急系統(tǒng)內(nèi)是存在壓力的，電動(dòng)泵工作無(wú)異常。

當(dāng)把電動(dòng)泵控制開(kāi)關(guān)置于“檢查”位時(shí)，電動(dòng)泵工作，電磁閥應(yīng)該接通應(yīng)急系統(tǒng)與主液壓系統(tǒng)。所以故障應(yīng)該是由電磁閥沒(méi)有接通導(dǎo)致的。

3 飛行影響評(píng)估

機(jī)載液壓系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著為直升機(jī)操縱系統(tǒng)、起落架收放系統(tǒng)及機(jī)輪剎車(chē)等提供液壓能源的工作，對(duì)直升機(jī)的安全飛行及著陸等極為重要[2,3]，因此需充分分析該故障對(duì)飛行安全的影響。

由前述應(yīng)急液壓系統(tǒng)原理可知，電動(dòng)泵控制開(kāi)關(guān)用以啟動(dòng)應(yīng)急液壓系統(tǒng)，“檢查”位僅在地面檢查時(shí)使用。所以，該故障基本不影響飛行，若存在其他未考慮到的因素影響了應(yīng)急系統(tǒng)，則會(huì)降低起落架放下的安全余度(圖1中機(jī)輪剎車(chē)等功能不影響直升機(jī)飛行安全)。

為保證飛行任務(wù)，給出以下意見(jiàn)：該故障不影響飛行安全，建議飛行時(shí)不要收起起落架。

4 排故工作及解決措施

飛行任務(wù)結(jié)束后，為進(jìn)一步明確故障點(diǎn)，排故的主要流程如圖3所示。

圖3 排故流程圖

前述分析，由“電動(dòng)泵”警告燈燃亮的現(xiàn)象已基本確定電動(dòng)泵工作無(wú)異常。為進(jìn)一步確定該結(jié)論，做以下工作：

1)使用地面操作，釋放蓄壓器(集成在輔助組合閥上)中儲(chǔ)存的液壓壓力；

2)按壓電動(dòng)泵的地面充壓按鈕，啟動(dòng)電動(dòng)泵及應(yīng)急電磁閥(集成在輔助組合閥上)，通過(guò)電動(dòng)泵向蓄壓器進(jìn)行充壓；

3)觀察蓄壓器壓力是否上升至設(shè)計(jì)值。

結(jié)論：蓄壓器可以充壓至140Bar左右，電動(dòng)泵工作正常。

下一步進(jìn)行電磁閥的供電檢查，主要工作如下：

1)將電動(dòng)泵控制開(kāi)關(guān)置于“檢查”位，此時(shí)，左液壓壓力顯示為0Bar；

2)斷開(kāi)故障點(diǎn)電磁閥的供電插頭，用萬(wàn)用表測(cè)量電磁閥供電針腳的電壓，電壓顯示為0V。

重復(fù)上述工作數(shù)次發(fā)現(xiàn)：主液壓壓力顯示為0Bar時(shí)，測(cè)得供電電壓為0V，偶爾有一處壓力顯示正常為80Bar，測(cè)得供電電壓約為28V。

結(jié)論：故障原因是由電磁閥未能供電導(dǎo)致的。

進(jìn)一步排查未能供電的原因，故障樹(shù)如圖4所示。

圖4 故障樹(shù)

根據(jù)故障樹(shù)開(kāi)展電氣排故：

1)首先測(cè)量電磁閥供電導(dǎo)線的連通性，多次測(cè)試連通性沒(méi)有異常；

2)測(cè)量電動(dòng)泵控制開(kāi)關(guān)上游，28V供電是否到達(dá)開(kāi)關(guān)，測(cè)量結(jié)果供電無(wú)異常；

3)未通電情況下，電動(dòng)泵控制開(kāi)關(guān)置于“檢查”位，檢查觸點(diǎn)連通性，多次測(cè)試連通性也無(wú)異常；

4)在通電的情況下檢查電動(dòng)泵開(kāi)關(guān)，測(cè)得開(kāi)關(guān)在“檢查”位時(shí)，觸點(diǎn)沒(méi)有導(dǎo)通。

最終確定故障現(xiàn)象是由電動(dòng)泵控制開(kāi)關(guān)故障導(dǎo)致，更換該開(kāi)關(guān)可排除該故障。

5 結(jié)論與啟示

該故障現(xiàn)象是由于電動(dòng)泵控制開(kāi)關(guān)故障導(dǎo)致的，通電情況下，開(kāi)關(guān)動(dòng)作，觸點(diǎn)未能導(dǎo)通。更換電動(dòng)泵控制開(kāi)關(guān)，經(jīng)機(jī)上驗(yàn)證，原故障消失。

在飛行前地面檢查時(shí)，對(duì)故障的影響應(yīng)該合理評(píng)估。首先要予以重視，全面考慮其對(duì)飛行安全的影響，采取合理措施，消除可能的安全隱患；通過(guò)建立故障樹(shù)，逐條分析排查故障的可能，最終確定故障原因。本文的故障處理及分析方法對(duì)外場(chǎng)機(jī)務(wù)維護(hù)和排故有一定的借鑒意義。