PA-44-180飛機起落架系統原理及典型故障分析

李自山

摘要：簡要介紹了PA-44-180飛機起落架系統各個分系統的工作原理，起落架系統典型故障和故障分析排除方法，為類似故障排除提供了參考，并對起落架系統日常維護提出了建議。

關鍵詞：起落架，原理，故障，分析

0引言

起落架系統承擔著飛機停放、滑行、起飛和降落過程中支撐飛機的作用，是飛機上重要的系統之一，其性能的好壞直接影響著飛行安全。隨著PA-44-180飛機逐漸進入老齡化狀態，起落架系統故障逐漸增多，洛陽分院發生多起起落架空中不能正常收放、減震器滲漏、停留剎車失效等事件，飛行安全受到威脅，飛行訓練受到嚴重影響。

1起落架系統工作原理

（1）收放原理

該型飛機起落架收放由可正反轉的電動液壓泵產生壓力完成。扳動起落架手柄至放下位，繼電器控制液壓泵電機正轉，使放下液壓管路壓力增加，作動筒的作動桿伸長，帶動起落架放下;扳動起落架手柄至收上位，液壓泵電機反轉，收上液壓管路壓力增加，作動桿縮回，起落架收上。

當起落架放下且所有下位鎖鎖鉤均進入鎖定位時，每個鎖鉤上的電門都驅動一個常閉電路的開關，點亮三個綠色信號燈，同時關斷液壓泵工作電路。當起落架開始收上且下位鎖鎖鉤脫開時，起落架不安全信號燈亮，直至起落架完全收上且所有收上極限電門作動它們的常開電路，紅色不安全信號燈熄滅。

飛機起落架不能正常放下時，拉出應急放手柄，可以打開應急放活門，溝通起落架收上和放下管路，起落架靠重力和輔助彈簧放下。

（2）減震原理

PA-44-180飛機前起落架和主起落架均采用油氣式減震支柱，減震支柱主要由內筒、外筒、限流管和密封圈等組成。飛機著陸時，減震支柱壓縮，內筒向外筒插入，限流管向內筒底部插入，內外筒之間的氮氣被壓縮吸收能量，同時油液從限流管底部小孔流動，將部分能量轉化為油液的熱能，壓縮行程結束后，壓縮氣體膨脹，支柱伸長，限流管相對內筒向上移動，油液通過限流管底部的小孔流動，將部分能量轉化為油液的熱能，支柱反復壓縮和伸長，就消耗了飛機著陸時的大部分能量。

（3）停留剎車原理

未施加剎車時：彈簧7呈壓縮狀態，其恢復力將凸輪軸3保持在左極限位，殼體1右端面上的定位銷2.1穿過凸輪軸3操縱搖臂上的定位孔，使凸輪軸不能轉動;彈簧11呈壓縮狀態，其恢復力將使柱塞頂針向上運動關閉油路，但凸輪軸3限制了柱塞頂針向上運動，使柱塞活門保持在打開位，剎車油可以自由通過剎車活門。

設置停留剎車：踩踏腳蹬，給剎車系統建立壓力，由于凸輪軸3直徑不同，剎車油推動凸輪軸3向搖臂一側移動，使搖臂脫開活門殼體1上的定位銷2.1，此時拉動駕駛艙的停留剎車手柄，手柄通過鋼索拉動搖臂，凸輪軸3旋轉，柱塞頂針10在彈簧11的恢復力作用下向上運動，關閉停留剎車油路，從而將剎車系統中的壓力鎖定。

解除停留剎車：踩踏腳蹬，此時前推停留剎車手柄，手柄通過鋼索推動搖臂，使凸輪軸3旋轉，凸輪軸3帶動柱塞頂針克服彈簧11作用力向下運動，剎車油路溝通。松開腳蹬，油液壓力消失，凸輪軸3在彈簧7的恢復力下回到左極限位，殼體1右端面上的定位銷2.1穿過凸輪軸3操縱搖臂上的定位孔，凸輪軸不能轉動。

2典型故障分析

（1）收放故障

某架飛機在飛行訓練時，機組發現起落架放不下，紅色起落架位置不安全信號燈與黃色液壓泵工作監控燈都不亮，且未聽到起落架系統工作聲音，檢查斷路器均在按入狀態，發電機工作正常，多次操縱起落架手柄至放下位起落架均無反應，最后嘗試采取較大機動飛行動作后正常放下起落架。

從起落架收放電路圖（圖2）能夠看出，起落架手柄在放下位時，電流從匯流條經過液壓泵控制斷路器（CB320），起落架放下觸點2和1（S313），放下繼電器線圈（K302），最后經起落架下位鎖電門（S102，S402，S202）接地;放下繼電器線圈（K302）通電后，其觸點閉合，另一路電流從匯流條經過液壓泵電源斷路器（CB321）和放下繼電器觸點，流向液壓泵。根據機組描述的現象（液壓泵監控燈不亮和未聽到起落架系統工作聲音），可以判斷故障發生時液壓泵未工作。因此詳細檢查了液壓泵斷路器、起落架收放開關、連接導線和液壓泵本體，并地面通電進行了多次收放實驗，但未能重現故障。和機組再次溝通后發現，當天在訓練科目中多次收放起落架，最終確定故障原因為：飛行過程中頻繁收放起落架，引起液壓泵溫度急劇升高，液壓泵電機內部熱保護斷路器斷開，液壓泵電機停止工作。

（2）接耳裂紋

在PA-44-180飛機定檢和技術狀態檢查過程中，發現4起前起落架支柱殼體在可折撐桿接耳處出現裂紋故障。對端面分析發現裂紋性質為沿晶裂紋，產生原因為受到了較大的沖擊應力。

（3）停留剎車故障

某架飛機執行本場G1000差異改裝訓練，因前一飛行日進行了停留剎車故障排除工作，該機在正式投入訓練前需地面測試停留剎車性能。機組開車后在地面檢查停留剎車和飛機剎車系統正常。飛機起飛時，機組感覺飛機的滑跑距離稍長，后在空中試剎車正常（踩腳蹬無僵硬現象）。著陸后機組發現飛機帶剎車，馬上保持好方向并報告，飛機在跑道上停止。機組嘗試重新復位停留剎車時，停留剎車手柄脫出，馬上報告原地關車。機務人員檢查發現該機停留剎車操縱鋼索斷裂。

檢查發現操縱鋼索在與停留剎車活門搖臂連接處斷裂;鋼索斷口部分顏色深，部分顏色淺;鋼索彎曲部位與轉動接頭有損傷;停留剎車活門殼體和搖臂正常。手動操縱停留剎車活門搖臂，設置停留剎車，人工推飛機，機輪未發生轉動;手動操縱停留剎車活門搖臂，解除停留剎車，人工推飛機，機輪轉動靈活。手動操縱停留剎車活門搖臂，解除停留剎車，飛行人員試滑未發現帶剎車現象;手動操縱停留剎車活門搖臂，設置停留剎車，發動機大車轉速下剎車保持良好。手動操縱停留剎車活門搖臂，解除停留剎車，連續踩剎車后，停留剎車活門轉軸向設置停留剎車方向轉動。

最終確定故障原因為：飛機未處于有效剎車狀態下解除停留剎車，造成停留剎車鋼索受力，進而疲勞斷裂，鋼索斷裂后踩剎車，由于設計原因，停留剎車活門轉軸向設置停留剎車方向轉動，從而造成滑行帶剎車。

（4）起落架彈簧掛鉤

某架飛機定檢時發現，左主起落架下位鎖彈簧的下部掛鉤支架斷裂，彈簧下部固定失效。失效原因為疲勞斷裂，與飛機使用時間和起落架收放次數有關。

（5）前起落架下位鎖偏心襯套螺桿

某架飛機定檢時，維修人員發現該機前起落架下位鎖處異常，進一步檢查發現前起落架下位鎖偏心襯套螺桿已斷裂，螺桿頭部及偏心襯套已脫落，螺桿剩余部分在托板螺帽內。螺桿松動與前起落架下位鎖鎖鉤進出偏心襯套時，施加到偏心襯套上的旋轉力矩有關;螺桿斷裂是因其承受飛行起落的疲勞載荷。

3維護注意事項

（1）盡量避免連續多次收放起落架，研究該型飛機起落架收放間隔要求，并針對起落架系統液壓泵熱保護失效模式制定有效的應急處置方法。如對起落架進行了拆裝，應進行幾次人工收放起落架，檢查起落架組件沒有卡阻現象。

（2）在減震支柱的維護和修理過程中，要注意檢查支柱殼體、上下側撐桿和連接處應無裂紋、彎曲或錯位，檢查內筒鏡面應無損傷，鏡面高度符合標準，密封處無漏油痕跡。

（3）制定PA-44-180飛機停留剎車系統相關機件的安裝工作標準和維護檢查標準，飛行機務人員操作停留剎車手柄時，須在飛機處于有效的剎車狀態下進行。任何狀態下連續使用飛機剎車后，要檢查停留剎車手柄是否在所需的設定位。若偏離時可以通過上述操作進行重新設定。

（3）增加前起落架輔助放下彈簧和主起落架下位鎖彈簧的檢查要求，清潔前起落架彈簧上下部掛點，檢查掛點應無裂紋。拆下主起落架下位鎖彈簧，清潔并檢查彈簧上、下部掛點掛鉤支架應無裂紋、腐蝕和變形異常。

4總結

（1）起落架系統部件故障受操作影響較大，加強和飛行人員溝通，能有效預防故障的發生。如發生重著陸等情況，應及時對起落架進行特情檢查。

（2）對出現故障的部件統計分析，日常維護時加強檢查，必要時將檢查內容加入定檢，能及時發現故障缺陷。

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