某型飞机前起落架转向操纵故障原因分析

摘要：分析了军用飞机前起落架转向操纵故障原因和危害，探讨了防止前起落架转向操纵故障的技术施工方案，建立一套可有效防止前起落架转向操纵故障的施工工艺，保障飞机地面滑行安全。

关键词：前起落架；转向操纵；故障分析

Keywords：nose landing gear；steering control；fault analysis

1 故障现象

目前，国内军用飞机地面转向主要有两种形式，老旧机型采用安装在主起落架上的刹车机轮，通过控制左右机轮的刹车压力差来实现飞机地面转向，从而实现飞机的地面操纵可控；先进机型除具备机轮刹车的方式辅助转向外，还增加了转弯效率较高的前起落架转弯系统。前起落架转弯系统由脚蹬操纵杆系、离合器、前起落架、分流头部、作动筒、前机轮6个部分组成（见图1）。

某军用飞机大修厂修理飞机前起落架转弯系统附件分流头部，在对装配好的分流头部进行试验时发现其启动力矩不合格，工艺规定不大于0.98N·m，操作时有明显阻力，强行克服该阻力可能造成分流活门断裂。

2 分流头部构造及工作原理

2.1 分流头部构造

分流头部属于液压部件，是整个转弯操纵系统的核心部件，由壳体、分流活门、刻度盘、接管嘴、帽、溢流活门、弯管头、过滤器、连通活门、螺塞等零件组成（见图2）。

2.2 分流头部工作原理

分流头部有操纵状态和减摆状态两种工作状态。

操纵状态是利用从飞机系统来的液压油，打开供压管路至分配机构的液压油通路。在分配机构中，液压油经过油滤到达接通活门处，接通活门在向弹簧一面移动的同时，断开承力动作筒的各对应腔（关闭减摆状态），并打开分配分油活门的来油和回油路（接通操纵状态）。分油活门与万向轴下部接头为刚性连接，控制衬套与反馈摇臂之间也为刚性连接。在不蹬脚蹬情况下，分油活门和衬套的相互运动使来油路和回油路关闭，动作筒腔内的液压油被堵死，动作筒工作杆以及机轮均不动。蹬脚蹬时，脚蹬的运动通过传动部分传给分油活门，使其相对于衬套转动某一角度，这时液压动作筒的一个腔与供油路相通，而另一个腔通回油，左右动作筒成反序工作。动作筒内的液压通过活塞杆、旋转套筒、防扭臂传给轮叉使机轮转动与分配分油活门处于相同角度。与控制衬套刚性连接的反馈摇臂随机轮一起转动，因而控制衬套转动的角度与分油活门的转动角度方向相同大小相等。当分油活门停止转动后（停止蹬脚蹬时），衬套也停止转动，并重新关闭动作筒的来油和回油路，使机轮被锁定在与脚蹬偏转量对应的位置。如要使机轮的偏转量大一些（或小一些），或使其返回中立位置，需将脚蹬移动得多一些（或小一些）或移到中立位置。为了防止机轮在受到剧烈侧向冲击时动作筒内的压力过大，在分配装置内部设有安全活门，该活门在壓力大于280+15kg/ cm2时可使液压油从动作筒的一个腔流进另一个腔，使分油活门在操纵状态工作时可同时为液压补偿器充油。从动作筒腔放出的液压油供给液压补偿器，并移动活塞。活塞克服两个弹簧的力，移动到弹簧的内端面抵住活塞杆螺帽的位置，活塞继续移动，活塞杆抬起，打开放油路。在操纵状态下，接通活门遮住了到节流孔的通路，所以节流孔不参与工作。

减摆状态是在断开座舱机轮操纵开关时关闭向分配装置供油的通路。在分配装置内，接通活门在弹簧的作用下向上移动，这时液压动作筒各腔经节流孔相互连通，系统进入减摆状态。当机轮缓慢转动时（滑行或牵引过程），液压油从动作筒的一腔流向另一腔，流动过程中所遇到的节流孔的阻力很小。当发生机轮摆振现象时（飞机起飞滑跑和着陆滑跑过程），液压油流速迅速增大，使节流孔的阻力也增大。节流孔的这种阻尼使摆动的能量大量被消耗，从而抑制机轮的摆振。

在减摆状态下，由于供油和回油路均被接通活门隔断，分配分油活门和控制衬筒的偏转对分配装置的工作没有影响。当液压油有渗漏现象或因环境温度降低使其体积减小时，在操纵状态进行过充油的液压补偿器便通过补油活门给动作筒腔室补油。当环境温度升高使液压油体积增大时，余油通过接通活门的特制小孔流到补偿器。关断液压系统时，因电动液压开关的剧烈动作而在动作筒腔内留下的压力也通过该特制孔泄掉。在液压补偿器的腔室充满液压油时，活塞杆打开放油通路放油。

3 故障分析

3.1 初步分析及处理

由分流头部的构造与工作原理分析，启动力不合格的原因如下：

1）分流活门内部不清洁；

2）分流活门轴承卡滞不灵活；

3）分流活门存在毛刺或尖角，与随动阀套配合后运动不灵活。

根据初步分析结果开展施工，具体步骤包括：

1）分解分流头部，检查内部是否清洁，检查结果正常；

2）分解检查分流活门轴承，轴承转动灵活，检查结果正常；

3）分解检查分流活门表面，未发现可见毛刺或尖角，检查阀套与其配合情况，未发现明显紧涩现象，但在重新装配过程中对分流活门与阀套进行了研磨，以提升表面光洁度。

将所有零件清洗干净，重新装配，按试验要求加载一定压力的液压油，检查启动力矩，启动力矩仍不合格，较之前故障现象有轻微改善，可以用手拧动分流活门，但与工艺规定启动力值相差甚远。

3.2 深入分析

由图3所示的产品装配关系进一步分析分流活门在阀套里周向灵活转动的原因，其上端的转动依靠轴承，下端的转动靠垫板与分流活门低端间隙，而该部位装配间隙取决于调整垫片的厚度。重新分解检查该部位装配间隙时发现没有安装调整垫片，进一步分解检查发现，操作者对工艺图样装配关系没有掌握，在装配过程中错误地将调整垫片装在分流头部壳体与固定阀套端部的空间中，而该部位的外径尺寸正好与调整垫片的装配位置外径尺寸一致。

3.3 故障排除

按工艺规定的位置装好调整垫片，在试验台上进行测试，启动力接近合格；改变调整垫片的厚度，保证间隙在0.1～0.3mm范围内，再次试验验证，启动力合格。

3.4 小结

防止调整垫片错漏装应注意：

1）加强人员技能水平，尤其是看图能力；

2）分解时，加强故检记录；

3）工艺、工卡中应有防差错过程检查。

修理装配过程中防止启动力不合格的方法包括：

1）修理过程中应保证分流活门、轴承、随动阀套等零件的修理质量；

2）装配过程中所有零件应清洗干净，保证装配过程无多余物进入，装配过程一次完成；

3）在装配分流活门时，应将活门从随动阀套上端放入，分流活门靠重力自由缓慢落入随动阀套内部，落入过程中应无停顿或卡滞现象；

4）保证分流活门下端装配间隙符合要求，但应注意装配间隙只能通过调整垫片保证，决不可通过拧动螺塞的松紧度来保证；

5）装配后，在无加压情况下，用拇指与食指应能转动分流活门，并无明显感知阻力。

4 结论

通过对上述故障的分析，在不断摸索和试验验证中找出了解决此类故障的简单预防措施，最终实现合理预防启动力不合格故障。装机数架飞机进行验证，再未发生前起落架转弯操纵附件启动力不合格故障。目前已累计完成6架次的飞机预防工作，在后续的修理和使用过程中，将进一步探索更多预防措施，保证飞机地面转弯操纵的可靠性，为客户提供可靠装备。

作者简介

任永锋，工程师，主要从事飞机部件修理管理工作。