某型機液壓艙門無法打開故障分析

■ 周軍 薛偉 周康寧/中國飛行試驗研究院

0 引言

根據某型飛機飛行試驗相關文件要求，在每架次飛機著陸停穩后發動機停車前，需要打開飛機的液壓艙門，以便進行飛行數據的下載、測試設備調整、飛機聯試、液壓艙門狀態檢查維護等工作。本文根據該型飛機液壓艙門驅動系統工作原理及信號交聯關系，定位并排除了某次飛行后無法打開液壓艙門的故障，總結了該類故障的排查流程和方法。

1 液壓艙門驅動系統原理

液壓艙門驅動系統由艙門控制器、液壓艙門驅動器、角位移傳感器、到位開關等組成，其控制部分綜合于艙門控制器中。液壓艙門驅動系統具有開閉液壓艙門、驅動和把持、到位判斷、故障監控和通報等功能，通過管理總線接收來自艙門控制器的液壓艙門控制指令，對相應的液壓艙門驅動器進行驅動。艙門控制器主要實現各個液壓艙門驅動器的數字伺服回路計算、邏輯控制、故障監控和通報以及液壓艙門驅動系統與其他系統的信號交聯等功能。液壓艙門驅動系統內部交聯關系如圖1所示。

圖1 液壓艙門驅動系統內部交聯圖

飛行員通過座艙操作或地勤人員通過地面維護板操作，產生液壓艙門的控制指令，該指令通過管理總線發送至管理計算機，管理計算機根據飛機狀態與系統狀態，決定選擇使用座艙指令或地面維護板指令（空中狀態時選擇座艙指令，地面狀態時優先選擇地面維護板指令），并將選擇結果及飛機狀態信息等通過管理總線發送至艙門控制器。艙門控制器根據當前的系統狀態和飛機狀態，向液壓艙門驅動器發送控制信號，控制液壓馬達旋轉，旋轉運動經過齒輪箱減速后，通過傳動軸傳遞給各旋轉作動器，從而實現液壓艙門的開啟和關閉。液壓艙門驅動系統采用到位開關作為液壓艙門開閉到位的唯一判斷條件，艙門控制器接收各角位移傳感器及到位開關信號，實現液壓艙門位置的閉環監控。艙門控制器對各液壓艙門驅動器、角位移傳感器及到位開關進行故障監控，將監控到的故障通過管理總線向管理系統通報，由管理系統進行綜合告警，完成故障狀態的顯示與通報。液壓艙門驅動系統與其他系統的交聯關系如圖2所示。

圖2 液壓艙門驅動系統與其他系統交聯關系圖

液壓艙門驅動系統控制條件：

1）地面維護板上的“艙門安全”開關處于“飛行”狀態；

2）液壓系統狀態正常；

3）供電系統狀態正常：

4）艙門控制器、液壓艙門驅動器、傳動軸、旋轉作動器、角位移傳感器等成品無故障；

5）液壓艙門的控制信號正常。

2 故障現象

一架該型飛機執行飛行任務后，地勤人員按照飛行卡片要求在地面維護板上打開液壓艙門時，液壓艙門狀態顯示為紅色，反復操縱多次均無法正常打開液壓艙門。地面維護板故障清單頁面報“總線數據無效”故障，且故障無法清除。將地面維護板下電并重新上電后故障消失，液壓艙門狀態顯示為綠色，選中液壓艙門后按壓“開艙”鍵能順利打開液壓艙門。

3 故障分析及排除

現場地勤人員發現不能通過地面維護板正常打開液壓艙門后，首先根據液壓艙門驅動系統的控制條件，檢查地面維護板液壓艙門一鍵安全開關處于“飛行”位置、飛機液壓系統狀態正常、飛機供電系統狀態正常，控制條件中1)、2)、3）項均正常。在地面維護板上刪除飛機各系統故障，再次嘗試打開液壓艙門，故障依舊。將地面維護板下電并重新上電后故障消失，能正常打開液壓艙門。鑒于飛機上6個液壓艙門驅動器、傳動軸、旋轉作動器、角位移傳感器等成品同時發生故障的概率極低，從艙門控制器至6個液壓艙門驅動器的線路同時發生故障的概率極低，所以可能是艙門控制器成品故障或者液壓艙門的控制信號異常，而液壓艙門控制信號異常又分為管理總線線路異常或管理總線線路連接的成品故障，這與故障清單報出的“總線數據無效”的故障現象一致。

第二架次飛行后，地勤人員在地面維護板上打開液壓艙門時故障復現，多次將地面維護板下電并重新上電，故障依舊。最后，地勤人員示意飛行員在座艙內操縱液壓艙門控制開關打開液壓艙門，液壓艙門能正常打開。飛行后飛機接液壓進行多次驗證，在地面維護板上打開液壓艙門時出現故障偶發情況，在座艙內操縱液壓艙門控制開關都能正常打開液壓艙門。根據圖3可以判斷出座艙液壓艙門控制開關至各液壓艙門驅動器的線路及成品正常，即從座艙液壓艙門控制開關至管理計算機C、從管理計算機C至艙門控制器A、從管理計算機D至艙門控制器B的線路正常，管理計算機C、管理計算機D、艙門控制器A、艙門控制器B等成品正常，同時也驗證了前文分析的從艙門控制器至各液壓艙門驅動器的線路正常，液壓艙門驅動器、傳動軸、旋轉作動器、角位移傳感器等成品正常。

圖3 故障分析圖

綜上分析，故障原因可能是從地面維護板至管理計算機B、從管理計算機B至管理計算機C的線路異常或管理計算機B、地面維護板成品故障。對從地面維護板至管理計算機B、從管理計算機B至管理計算機C的線路進行導通測試，線路正常，無短路、縮針等現象。對管理計算機B和地面維護板進行串換件工作，更換管理計算機B后，故障依舊；更換地面維護板后，飛機連接液壓，反復測試多次都能通過地面維護板正常打開液壓艙門，故障排除。

4 總結

綜合上述分析及排故過程，該故障的主要原因是管理總線B通道的地面維護板成品故障，導致地勤人員通過地面維護板輸出的打開液壓艙門控制信號無法確保每次都正常傳送到管理計算機B，從而表現出“液壓艙門無法正常打開”“總線數據無效”的故障現象。

該型飛機液壓艙門無法打開故障，可以按照以下幾個方面進行排查：

1）逐項檢查液壓艙門驅動系統控制條件是否滿足；

2）檢查線路是否連接正確、接觸可靠；

3）檢查成品狀態，對于集中在某個管理計算機通道的故障，串換對應通道的管理計算機以隔離管理計算機成品故障；

4）如果故障清單中報出艙門控制器、液壓艙門驅動器、到位開關機械故障，應當檢查相應成品；

5）如果故障清單中報出液壓艙門驅動器的控制閥門、角位移傳感器、到位開關等電子故障，應當分析相應成品的電流信號并更換艙門驅動器。