某起落架收上刹车故障原因分析及预防

■ 赵雷 唐路恒/凌云科技集团有限责任公司

1 故障描述

飞行员反映，某架飞机飞行后，其机电监控系统多次报刹车系统主起落架收上刹车故障。地面飞参判读发现，飞机起飞时，收上起落架过程中左右机轮自动刹车压力均为3.0MPa，持续时间为6s，其他时间自动刹车压力为0MPa，无刹车系统故障。检查左右主起落架舱内机轮周边设备，未发现异常情况。初步判断刹车系统主起落架收上刹车的机上监控功能存在故障。

2 相关原理

2.1 系统工作原理

该型飞机在地面时，起落架舱门处于打开位置，前起落架轮载开关处于接通状态。将刹车通道开关、电源开关置于接通位置，当液压建立后，液压系统2 的压力电门2 送出正常压力信号至刹车转换继电器盒，控制其内部继电器工作，28V 正电经刹车转换继电器盒的左舱门转换继电器39G（由左起落架舱门收上终点开关控制）向刹车控制装置提供第一余度供电和停机刹车信号，右舱门转换继电器38G（由右起落架舱门收上终点开关控制）向刹车控制装置提供第二余度供电，刹车通道置于“停机”位置，刹车控制装置输出最大刹车电流，左右电液压伺服阀的刹车压力也最大。停机刹车原理如图1所示。

图1 停机刹车原理

滑行时，刹车通道置于“正常”位置，飞行员蹬脚蹬，左右双元刹车指令传感器使刹车控制装置输出脚蹬行程对应的刹车电流，左右电液伺服阀产生刹车压力将机轮刹住。主机轮轮速突然急骤下降，刹车控制装置产生防滑信号。该信号与刹车信号综合比较，向电液伺服阀输出较小电流，刹车压力减小，机轮转动而不至于拖胎，如此反复使机轮达到最高刹车效率。

起飞后，当左右起落架收起时，起落架放下终点开关触点释放，刹车转换继电器盒通过内部继电器32G、33G工作，使控制转换，向刹车控制装置传送一个正电信号，刹车控制装置输出刹车电流，电液伺服阀输出2.0 ～4.5MPa的刹车压力，将正在收起还在旋转的机轮刹住，防止机轮在起落架舱内转动。6s 后，刹车转换继电器盒自动断开传向刹车控制装置的正电信号，机轮松刹。6s 机轮自动刹车原理如图2 所示。当左右起落架舱门关住后，舱门收起终点开关释放，整个刹车系统断电，无刹车压力。

图2 6s机轮自动刹车原理图

着陆时，在前起落架轮载开关接地后或滑行速度大于25km/h 时，刹车防滑控制装置根据刹车指令传感器输出的刹车指令调节电液伺服阀的输出刹车压力。着陆防滑刹车原理如图3 所示。

图3 着陆防滑刹车原理

2.2 故障报告机理

该型飞机在处于空中状态及液压系统2 压力电门1 感受压力正常的前提下，机电监控系统开始对液压系统进行监控。收起落架时，刹车转换继电器盒向防滑刹车控制盒和机电监控系统送出6s 机轮自动刹车信号（28V 正电），若机电监控系统接收自动刹车信号持续时间不是6s，则报“主起落架收上刹车故障”。若起落架收上过程中，左右起落架放下终点开关的触点接触不良，导致自动刹车过程无法建立，则报“主起落架收上刹车故障”及相应的“左起落架放下终点开关故障”或“右起落架放下终点开关故障”。

3 故障原因分析及排查

3.1 原因分析

结合故障现象、飞参判读及实物检查情况进行分析，该飞机飞行中报“主起落架收上刹车故障”有以下几种原因。

1）线路串电，主要是刹车转换继电器盒传输至机电监控系统的信号线路可能存在故障。疑点是导线绝缘不良，在飞机振动、加速度、不同姿态下出现串电现象，导致刹车转换继电器盒异常，给机电监控系统传输了28V 正电。

2）机电监控处理机故障。机电监控处理机内部报故逻辑偶发性混乱，在其他参数激发条件下错误报出“主起落架收上刹车故障”。

3）刹车转换继电器盒故障。主起落架收上刹车工作电路如图4 所示，如果刹车转换继电器内部延时继电器36G的触点A2、A3 发生了偶发性粘连，那么当继电器36G 工作时，延时6s 后，B2、B3 触点正常释放，但A2、A3 却无法释放，导致刹车转换继电器盒异常，给机电监控系统传输了28V 正电。

图4 主起落架收上刹车工作电路

4）刹车转换继电器盒内部继电器36G 工作回路负极线故障。当负极线261GND 接地不良时，继电器36G 不工作，不能延时6s 断开传输给机电监控系统的28V 正电。

3.2 故障排查

根据故障产生的原因，逐一开展故障排查。

1）对相关线路进行了导通、绝缘、接地电阻测量，在测量过程中用手适当晃动相关插头，未发现问题。

2）将刹车转换继电器盒离位进行检测，完成了吸合、释放、振动、极限工作测试等试验，未发现问题。

3）将机电监控处理机件离位进行检测。在设备台上给定多个模拟飞行状态参数，检查其信号接收及输出情况，未发现问题。

4）对相关线路进行排查，发现控制刹车转换继电器盒内部继电器36G 的负极线261GND 用手稍微用力就可以左右掰动，不符合安装要求。图5 为负极线261GND 在机上的安装图。之后将负极线261GND 拧紧，后续多次飞行再未报故。

图5 负极线261GND安装

4 负极线松动存在的风险

本案例中，由于一根负极线未固定，在飞行振动、加速度、不同姿态等状态下偶尔出现接触不良，导致了故障。而在地面正常状态下，接地电阻多次测量均合格，导致故障存在一定的隐蔽性。

飞机电气控制系统中布置了大量的负极线，负极线是实现机上用电设备接通工作的重要保证，但在安装、排故过程中容易被忽视。负极线安装不到位，可能导致相应的系统不工作或工作不正常。因负极线松动导致的故障多在特定条件下才会表现出来，因此具有隐蔽性、突发性，也存在很大的危险性。

5 预防措施

负极线故障模式主要有以下三类：

1）负极线断裂。主要原因有疲劳断裂，导线长度过短或安装角度不合适，导线受拉力。

2）负极线松动。主要原因有固定螺钉滑丝，未拧到位，绑扎时受到反向拉力。

3）负极线接触电阻过大，主要原因有安装面不清洁，长时间受污染或油液侵蚀，接线片截面积不符合规定。

为避免故障发生，在修理、维护过程中建议：

1）提高负极线制作质量。更换负极线接线片时，选用与原型号同规格的接线片，按工艺方法选择合适的压接钳进行压接。

2）提高负极线安装质量。安装后应对接触面进行清洁，适当打磨，调整负极线方向与长度，确保负极线在安装及绑扎后不受拉力；拧紧固定螺钉后，检查每根负极线的接线片头，确保不松动。

3）提高检查质量。一是飞机修理过程中应加强对每一根负极线的制作、安装固定、接触电阻的测量检查；二是外场维护过程中，如果拆卸负极线，需加强对负极线重新安装后的接触电阻、固定情况的检查。

4）采用更合适的拆装工具。飞机有大量的负极线，修理过程中拆装工作量非常大，可能导致人为差错。采用合适的工具，如使用带有定力可调速的电动解刀，可大大减少人员的工作量和强度，一定程度上能预防人为差错。在使用任何定力工具后，可能存在螺纹与螺孔配合不好的情况，有必要确认固定件是否固定牢靠。