奖状560 飞机刹车力度不一致故障分析及排除

2022-02-06张健伟王自知中国民用航空飞行校验中心

航空维修与工程 2022年11期

■ 张健伟王自知/中国民用航空飞行校验中心

0 引言

飞机刹车系统可靠性直接影响飞行安全，特别是在起飞、降落滑跑的关键阶段，刹车系统无法正常工作可能导致严重后果。奖状560 飞机是美国德事隆公司生产的一款中型公务机，累计交付1000 多架，全球累计飞行时间已超过500 万小时。该机型的刹车系统为钢索控制、液压作动，兼有防滞控制、紧急刹车等功能。近期，我公司奖状560 飞机多次出现左右刹车力度不一致故障，为此，对该机型刹车系统工作原理进行详细分析，制定了故障隔离方法，以便快速准确地排除故障。

1 刹车系统工作原理

奖状560 飞机刹车系统主要包括刹车液压源、应急刹车压力源、机械控制、液压控制、刹车制动等五大部分（见图1）。正副驾驶的方向舵/刹车脚蹬通过钢索连接到混合器，混合器将正副驾驶的刹车输出合并，并通过钢索连接刹车计量活门。刹车踏板偏转的角度决定钢索的行程，而刹车计量活门根据钢索的行程计量刹车压力，将机械控制转化为液压控制。刹车计量活门输出的液压力通过防滞伺服活门到达刹车作动部分，作动刹车毂进行刹车。同时，防滞控制组件通过轮速传感器监控轮子的转速，当感受到轮胎打滑时，输出信号到防滞伺服活门，以减小该侧刹车压力。防滞控制组件有故障自检和记录功能，可以指示轮速传感器、防滞伺服活门以及防滞控制组件自身的故障。

图1 刹车系统组成

2 故障原因分析

刹车系统机械控制部分如图2 所示，刹车时飞行员踩下刹车踏板A，踏板偏转并通过连杆机构拉动钢索C，正副驾驶的左侧和右侧各有两根控制钢索，在刹车混合器E 混合后，变为左右刹车两根钢索输入刹车计量活门G。机械控制部分输入的力度和行程决定刹车力度，液压控制部分输出的液压压力决定刹车力度。

图2 机械控制部分

导致出现左右刹车力度不一致故障的原因如下：

1）正副驾驶左右两侧共4 个刹车踏板的初始角度不一致。刹车时虽然飞行员左右脚的动作一致，但是刹车踏板偏转的角度不同，踏板实际输出的刹车行程不一致，导致两侧刹车力度不一致。

2）正副驾驶左右两侧共4 个刹车踏板的行程不一致（见图3）。每个刹车踏板的行程都是由前后曲柄限位螺钉（forward/aft bell crank limit bolt）决定的，如果限位螺钉调节不一致，行程大的踏板将输出较大的刹车力度。

图3 混合器初始止动和最大行程止动

图3 刹车踏板行程

3）从刹车踏板到混合器以及从混合器到刹车计量活门各段钢索张力不一致。张力大的钢索将输出更大的刹车力度。

4）正副驾驶左右两侧4 根踏板复位弹簧的长度及弹力不一致。虽然飞行员踩下踏板的力度相同，但是由于复位弹簧弹力不同，仍然导致最终输出的刹车力度不同。

5）混合器处4 根复位弹簧和长度及弹力不一致。虽然飞行员踩下踏板的力度相同，但由于复位弹簧反馈的作用力不同，仍将导致最终输出的刹车力度不同。

6）混合器初始止动（zero travel stop）和最大行程止动（maximum travel stop）的行程调节不一致，将影响左右侧刹车力度（见图4）。

图4 排故流程图

7）刹车计量活门故障。左右两侧刹车压力计量不一致，将直接导致左右两侧刹车力度不一致。

8）轮速传感器故障，输出错误的轮速信号，导致刹车时防滞功能介入，影响刹车力度。

9）防滞控制组件故障，给出错误的防滞指令，影响刹车力度。

10）防滞伺服活门故障，错误释放来自刹车计量活门的刹车压力。

11）刹车压力管路里有空气，导致左右刹车力度不一致。

12）左右刹车毂磨损不一致，导致左右刹车效能差异。

3 故障隔离及排除

根据奖状560 飞机刹车系统工作原理，以及各部件故障影响的结果不同，通过分析关键节点故障现象，可以准确地隔离故障。

以刹车混合器（见图2 中的E）为界限，混合器之前为正副驾驶左右侧刹车单独控制，共4 路输入；混合器之后，正副驾驶的左右侧输入合并为2 路输入。因此，当出现左右侧刹车力度不一致故障时，如果正副驾驶同侧刹车现象不一致，即只有正驾驶或副驾驶单独刹车时才出现左右刹车力度不一致的现象时，故障因素在混合器之前；如果正副驾驶同侧刹车现象一致，故障因素在刹车混合器之后。

奖状560 飞机刹车防滞功能可手动关闭，如果正副驾驶同侧刹车故障现象一致，可关闭刹车防滞功能，测试左右刹车力度。如果关闭防滞功能后故障消失，则为防滞系统故障，反之可排除防滞系统原因。故障排除的流程如图4 所示。