某型飞机襟翼系统典型故障研究

韩瑞美

摘要：以某型飞机襟翼系统为研究对象，研究系统的组成和工作原理，对近年来发生的常见故障进行统计和分析，并对一起襟翼系统典型故障进行了分析探讨，最后提出了具有针对性的维护建议，为维修人员在该系统故障的排除上提供了借鉴和参考。

关键词：襟翼系统;收放;故障分析

0  引言

襟翼是飞机上重要的增升装置，是保证飞机安全飞行的重要组件，在飞机起飞和着陆及地面滑跑过程中起着举足轻重的作用[1]。其基本效用是通过改变机翼截面形状、增大中弧线弯曲度来提高机翼的最大升力系数，减小起飞离地速度和着陆接地速度，缩短起飞或着陆滑跑距离[2];当飞机在起飞时，襟翼伸出较小角度，起到增加升力的作用，加速飞机的起飞，缩短飞机在地面的滑跑距离;当飞机在降落时，襟翼伸出较大的角度，使飞机的升力和阻力同时增大以利于降低着陆速度，缩短滑跑距离，因此该系统的好坏直接影响飞机的安全性和机动性[1]。某型飞机作为飞行训练学校的教练机，每架飞机平均每年可飞约4000次起落，襟翼系统的故障频发，将严重影响飞行安全。为了不断增强系统的可靠性和安全性，保证飞机的正常飞行，针对飞机襟翼系统及其典型重复性故障的研究就显得非常重要和必要。

1  飞机襟翼系统概述

某型飞机作为初级教练机，因舵面上的空气动力小，对操纵灵敏性的要求不太高[3]，因此其襟翼设计为单开缝式襟翼，软式传动机构，位于机翼后缘内侧，这种襟翼结构简单，便于制造和维护，但增升能力稍差。该襟翼本体由前梁、翼肋和V型的波纹状铝合金蒙皮组成，其前缘由一整块蒙皮构成，襟翼内没有平衡配重块。

襟翼系统由襟翼电机、传动组件、驱动滑轮、推杆、钢索和随动指示系统组成（如图1所示）。襟翼的位置由位于仪表板上的襟翼操纵手柄控制，在槽中向上或向下移动操纵手柄，即可将襟翼置于希望的位置。该型飞机的襟翼有0°（收上位）、10°、20°、30°（全放下位）四个位置（如图2所示）;电机电源和传动组件的动力被一个驱动滑轮、钢索和推杆传到襟翼;电机电源通过安装于浮臂组件、凸轮杆和随动控制系统的微动开关控制，当襟翼控制手柄移动到期望襟翼位时，连接凸轮松开其中一个微动电门，作动襟翼电机。当襟翼移动到选择位，浮臂通过随动控制转动直到作动的微动电门离开凸轮从而断开电路，电机停动。如要反向操纵襟翼，控制杆将移到相反方向从而使得凸轮放开第二个微动电门，从而使电机反向转动。随动控制移动凸轮直到其离开第二个电门，然后切断襟翼电机电源，电机停转[4]。当襟翼移动到0°（收上位）和30°（全放下位）时作动筒组件限位电门将控制禁翼行程，使位于右机翼内部的襟翼电机停转，防止损坏襟翼收放作动筒[5]。

2  故障统计分析

对该型飞机近3年的襟翼维护情况进行梳理，发现该型飞机襟翼系统故障涉及系统的机械传动、电路控制、结构等各个部分，根据统计，系统发生最多且威胁安全最大的故障是襟翼卡组，而导致襟翼卡组最多的故障原因就是襟翼电门的故障，约占故障总数的68%，具体故障统计见图3所示。

根据统计，在襟翼系统排故中应重点关注襟翼电门故障，执机单位应将襟翼电门的使用时间纳入可靠性数据监控，对于使用时间较长的电门需结合定检进行检查，更换状况较差的电门;对于襟翼导轨故障虽然只有两起，但在故障发生后的机队普查中发现，该机型的襟翼外侧导轨侧面均存在不同程度的磨损，其中有10架飞机的磨损接近超标，如果不及时对磨损较为严重的滑轨进行打磨处理，会导致襟翼在收放时有异响或卡阻的后果，同样威胁飞行安全。

3  典型故障实例分析

3.1 故障现象回顾

2020年9月某日，该型某机号飞机执行本场带飞训练。在进近着陆阶段，机组操纵飞机襟翼控制手柄准备建立襟翼着陆构型，此时飞机襟翼30°时出现卡组，后尝试收上襟翼，襟翼又卡在10°位置，飞行人员实施多次收放操作后，最终建立着陆构型，操纵飞机安全着陆。

3.2 故障检查及分析

飞机滑回后，机务人员对襟翼系统进行检查，检查襟翼支架滑轨、钢索及传动杆等部件均完好，最终检查发现上下位微动电门内部触点存在烧蚀现象，如图4所示。

经统计，自2020年以来，该型飞机已连续出现5起由襟翼收放微动电门引起的襟翼收放卡阻故障，将更换的微动电门分解后发现，微动电门内部触点均存在烧蚀现象。故障原因均可能为微动电门内部触点烧蚀导致接触不良，使襟翼不能正常收放。统计5起故障飞机的微动电门装机使用时间发现，平均已使用5000小时以上，且电门烧蚀程度随着使用时间增加而更加严重。

3.3 原因分析

根据系统概述可知，襟翼系统的收放由襟翼电机的正、反转完成，电机的作动由座舱内仪表板上一襟翼操纵手柄控制，襟翼操纵手柄上安装有两个微动电门，分别为收上、放下微动电门。当操纵襟翼手柄时，两个微动电门的开关状态使电机的供电线路电源正负极转换，实现电机的正、反轉。当襟翼正常收放时，收上微动电门（SI007）和放下微动电门（SI008）串联在一起同时工作，任一微动电门的接触不良都会造成襟翼卡阻。

当微动电门装机使用较长时间后，随着微动电门本身性能的下降及微动电门内部触点的不断接触性电流烧蚀，极易导致触点的接触不良。触点接触不良并不会使收放襟翼每一次都出现卡阻现象，且电门内部的触点情况从外观上无法检查，必须拆下后进行检查才可发现，所以由触点的烧蚀在日常的航线检查中不易被发现。

3.4 系统维护建议

①当发生襟翼收放卡阻的故障时，排除故障过程中，除应检查襟翼轴承、钢索、导轨、蜗杆等机械部件是否工作正常外，还应检查襟翼系统各线路、操纵微动电门及上、下极限电门的状况。②如果襟翼收放卡组故障发生在襟翼完全收上或完全放下状态，应重点关注座舱襟翼操纵手柄处的襟翼收放微动电门及襟翼电机蜗杆两端上、下极限电门。③如果襟翼收放卡组发生在襟翼收放过程中，则应重点关注襟翼收放微动电门。④如果可以复现故障，可以通过打开右机翼下部襟翼电机盖板断开襟翼电机的供电插头来测量是否有供电来判断是否为微动电门或线路问题，若确认襟翼电机未获得供电，且检查襟翼线路中其余部分没有破损，可重点检查是否为微动电门使用时间过长导致的性能下降或触点烧蚀导致的接触不良。⑤在需要更换襟翼微动电门时，应严格按照维护手册的要求执行，并在更换后测试确认襟翼系统工作正常。

4  总结

在襟翼系统排故过程中，应该在飞机维护手册及线路手册等依据基础上，结合维护经验，了解故障发生的整个过程，对故障所涉及的系统工作原理进行深入研究，充分利用故障大数据分析手段，快速准确的分析及定位故障源，从而减少飞机停场时间。

参考文献：

[1]段容宜，刘英.襟翼故障分析与维护[J].科技世界，2013（35）：89，159.

[2]阎成鸿.Cessna172R型飞机机型培训教程[M].北京：航空工业出版社，2008：21-22.

[3]张宇庆.Cessna 172R飞机副翼、襟翼钢索防护研究[J].内燃机与配件，2019（22）：123-125.

[4]刘世贵.CESSNA172R飞机襟翼系统故障分析[J].中国科技信息，2016（13）：38-39.