某起落架收上剎車故障原因分析及預防

■ 趙雷 唐路恒/凌云科技集團有限責任公司

1 故障描述

飛行員反映，某架飛機飛行后，其機電監控系統多次報剎車系統主起落架收上剎車故障。地面飛參判讀發現，飛機起飛時，收上起落架過程中左右機輪自動剎車壓力均為3.0MPa，持續時間為6s，其他時間自動剎車壓力為0MPa，無剎車系統故障。檢查左右主起落架艙內機輪周邊設備，未發現異常情況。初步判斷剎車系統主起落架收上剎車的機上監控功能存在故障。

2 相關原理

2.1 系統工作原理

該型飛機在地面時，起落架艙門處于打開位置，前起落架輪載開關處于接通狀態。將剎車通道開關、電源開關置于接通位置，當液壓建立后，液壓系統2 的壓力電門2 送出正常壓力信號至剎車轉換繼電器盒，控制其內部繼電器工作，28V 正電經剎車轉換繼電器盒的左艙門轉換繼電器39G（由左起落架艙門收上終點開關控制）向剎車控制裝置提供第一余度供電和停機剎車信號，右艙門轉換繼電器38G（由右起落架艙門收上終點開關控制）向剎車控制裝置提供第二余度供電，剎車通道置于“停機”位置，剎車控制裝置輸出最大剎車電流，左右電液壓伺服閥的剎車壓力也最大。停機剎車原理如圖1所示。

圖1 停機剎車原理

滑行時，剎車通道置于“正常”位置，飛行員蹬腳蹬，左右雙元剎車指令傳感器使剎車控制裝置輸出腳蹬行程對應的剎車電流，左右電液伺服閥產生剎車壓力將機輪剎住。主機輪輪速突然急驟下降，剎車控制裝置產生防滑信號。該信號與剎車信號綜合比較，向電液伺服閥輸出較小電流，剎車壓力減小，機輪轉動而不至于拖胎，如此反復使機輪達到最高剎車效率。

起飛后，當左右起落架收起時，起落架放下終點開關觸點釋放，剎車轉換繼電器盒通過內部繼電器32G、33G工作，使控制轉換，向剎車控制裝置傳送一個正電信號，剎車控制裝置輸出剎車電流，電液伺服閥輸出2.0 ～4.5MPa的剎車壓力，將正在收起還在旋轉的機輪剎住，防止機輪在起落架艙內轉動。6s 后，剎車轉換繼電器盒自動斷開傳向剎車控制裝置的正電信號，機輪松剎。6s 機輪自動剎車原理如圖2 所示。當左右起落架艙門關住后，艙門收起終點開關釋放，整個剎車系統斷電，無剎車壓力。

圖2 6s機輪自動剎車原理圖

著陸時，在前起落架輪載開關接地后或滑行速度大于25km/h 時，剎車防滑控制裝置根據剎車指令傳感器輸出的剎車指令調節電液伺服閥的輸出剎車壓力。著陸防滑剎車原理如圖3 所示。

圖3 著陸防滑剎車原理

2.2 故障報告機理

該型飛機在處于空中狀態及液壓系統2 壓力電門1 感受壓力正常的前提下，機電監控系統開始對液壓系統進行監控。收起落架時，剎車轉換繼電器盒向防滑剎車控制盒和機電監控系統送出6s 機輪自動剎車信號（28V 正電），若機電監控系統接收自動剎車信號持續時間不是6s，則報“主起落架收上剎車故障”。若起落架收上過程中，左右起落架放下終點開關的觸點接觸不良，導致自動剎車過程無法建立，則報“主起落架收上剎車故障”及相應的“左起落架放下終點開關故障”或“右起落架放下終點開關故障”。

3 故障原因分析及排查

3.1 原因分析

結合故障現象、飛參判讀及實物檢查情況進行分析，該飛機飛行中報“主起落架收上剎車故障”有以下幾種原因。

1）線路串電，主要是剎車轉換繼電器盒傳輸至機電監控系統的信號線路可能存在故障。疑點是導線絕緣不良，在飛機振動、加速度、不同姿態下出現串電現象，導致剎車轉換繼電器盒異常，給機電監控系統傳輸了28V 正電。

2）機電監控處理機故障。機電監控處理機內部報故邏輯偶發性混亂，在其他參數激發條件下錯誤報出“主起落架收上剎車故障”。

3）剎車轉換繼電器盒故障。主起落架收上剎車工作電路如圖4 所示，如果剎車轉換繼電器內部延時繼電器36G的觸點A2、A3 發生了偶發性粘連，那么當繼電器36G 工作時，延時6s 后，B2、B3 觸點正常釋放，但A2、A3 卻無法釋放，導致剎車轉換繼電器盒異常，給機電監控系統傳輸了28V 正電。

圖4 主起落架收上剎車工作電路

4）剎車轉換繼電器盒內部繼電器36G 工作回路負極線故障。當負極線261GND 接地不良時，繼電器36G 不工作，不能延時6s 斷開傳輸給機電監控系統的28V 正電。

3.2 故障排查

根據故障產生的原因，逐一開展故障排查。

1）對相關線路進行了導通、絕緣、接地電阻測量，在測量過程中用手適當晃動相關插頭，未發現問題。

2）將剎車轉換繼電器盒離位進行檢測，完成了吸合、釋放、振動、極限工作測試等試驗，未發現問題。

3）將機電監控處理機件離位進行檢測。在設備臺上給定多個模擬飛行狀態參數，檢查其信號接收及輸出情況，未發現問題。

4）對相關線路進行排查，發現控制剎車轉換繼電器盒內部繼電器36G 的負極線261GND 用手稍微用力就可以左右掰動，不符合安裝要求。圖5 為負極線261GND 在機上的安裝圖。之后將負極線261GND 擰緊，后續多次飛行再未報故。

圖5 負極線261GND安裝

4 負極線松動存在的風險

本案例中，由于一根負極線未固定，在飛行振動、加速度、不同姿態等狀態下偶爾出現接觸不良，導致了故障。而在地面正常狀態下，接地電阻多次測量均合格，導致故障存在一定的隱蔽性。

飛機電氣控制系統中布置了大量的負極線，負極線是實現機上用電設備接通工作的重要保證，但在安裝、排故過程中容易被忽視。負極線安裝不到位，可能導致相應的系統不工作或工作不正常。因負極線松動導致的故障多在特定條件下才會表現出來，因此具有隱蔽性、突發性，也存在很大的危險性。

5 預防措施

負極線故障模式主要有以下三類：

1）負極線斷裂。主要原因有疲勞斷裂，導線長度過短或安裝角度不合適，導線受拉力。

2）負極線松動。主要原因有固定螺釘滑絲，未擰到位，綁扎時受到反向拉力。

3）負極線接觸電阻過大，主要原因有安裝面不清潔，長時間受污染或油液侵蝕，接線片截面積不符合規定。

為避免故障發生，在修理、維護過程中建議：

1）提高負極線制作質量。更換負極線接線片時，選用與原型號同規格的接線片，按工藝方法選擇合適的壓接鉗進行壓接。

2）提高負極線安裝質量。安裝后應對接觸面進行清潔，適當打磨，調整負極線方向與長度，確保負極線在安裝及綁扎后不受拉力；擰緊固定螺釘后，檢查每根負極線的接線片頭，確保不松動。

3）提高檢查質量。一是飛機修理過程中應加強對每一根負極線的制作、安裝固定、接觸電阻的測量檢查；二是外場維護過程中，如果拆卸負極線，需加強對負極線重新安裝后的接觸電阻、固定情況的檢查。

4）采用更合適的拆裝工具。飛機有大量的負極線，修理過程中拆裝工作量非常大，可能導致人為差錯。采用合適的工具，如使用帶有定力可調速的電動解刀，可大大減少人員的工作量和強度，一定程度上能預防人為差錯。在使用任何定力工具后，可能存在螺紋與螺孔配合不好的情況，有必要確認固定件是否固定牢靠。