某型飞机“H”灯燃亮现象解析

■ 李东起 杨宝华 邓其联 徐承强 王天浩/ 空装驻大连地区军事代表室 大连长丰实业总公司 948 部队

0 引言

某型飞机电传系统结构复杂，涉及53 个LRU 部件，为保证维护性设计了自检系统。电传系统的地面检查是通过电传检查控制盒上的逻辑开关产生激励信号，发送到表决器与理论值进行比较，以判定电传系统性能。这种方法可以检查表决器和电传系统的良好性。

1 故障现象

某型飞机进行电传操纵系统地面检查时，发现接通电传检查控制盒上S2开关后，向下按压S1 开关时，电传检查控制盒上“H”灯燃亮后不熄灭。该项检查中要求向下按压S1 时电传检查控制盒上的“H”信号灯应燃亮后熄灭。故障出现时，观察方向舵面有回中趋势。

2 故障分析

2.1 航向通道的组成及操纵原理

该型飞机航向通道控制方向舵同步偏转，根据电传操纵指令或利用脚蹬机械系统偏转方向舵，电传操纵系统的执行机构能使方向舵偏转±18°。滤波后的侧向杆位移信号经P（静压）、q（动压）、α（迎角）修正后进入累加器，与自动驾驶来的信号及过载限幅器一起形成舵机伺服机构的操纵信号，进入舵传动机构，对方向舵进行同步操纵。为了提高航向的操纵性和稳定性，引入了nz（侧向过载）、ωy（航向角速度）两个反馈。当出现航向电传通道故障时，可由飞行员通过“航向阻尼”开关断开电传通道（见图1）。

图1 航向通道原理图

2.2 航向通道附件的主要功能

1）橫向杆位移传感器：将飞行员操纵驾驶杆的横向位移变换为电信号，作为电传系统的控制指令，传输至电传计算机。

2）航向角速度传感器ωy：测量飞机沿y轴的角速度，并输出直流电压信号，其值正比于飞机角速度，而符号取决于角速度作用方向。

3）侧向过载传感器nz：加速度计获取敏感测量轴方向的线加速度，并输出直流电压信号，其值与作用于测量轴的线加速度成正比，而符号取决于线加速度作用方向。

4）动、静压传感器：接收大气静压、动压信号，变换后输出与静压、动压成正比的电信号，供给电传控制系统作为调参信号。

5）电传计算机：接收自动控制和驾驶杆位移信号及传感器信号，形成舵面操纵指令。同时对输出信号进行均值表决，选择正确信号输出。

6）舵机：在电动液压部件内将计算机输出的电信号转变为活塞杆的直线运动，从而带动飞机舵面运动。

2.3 电传检查控制盒

电传检查控制盒上开关S1 用于确定试验信号的极性，通过向上和向下按压改变信号极性。开关S2 为操纵台提供+27V 电源。开关S3 共有18 个波段位置，用于向传送试验信号的程序装置提供代码指令（自检测系统逻辑见图2）。当开关S2 接通、波段开关S3 断开时，系统处于功能检查状态。通过三位置自动回中，开关S1 通过向上和向下按压，向角速度传感器和线加速度传感器的力矩给定器发出不同的极性检测信号，同时，动、静压传感器施加试验偏置信号，迎角传感器施加风标转动激励信号。计算机通过对传感器施加偏转力矩、对表决器直接施加输入信号进行故障模拟，以对电传系统的自我监控能力进行检查。本次故障信号灯“H”用于自检时显示方向舵控制舵面回中过程，指示方向舵的情况。

图2 自检测系统逻辑图

2.4 信号灯“H”燃亮条件

信号灯“H”燃亮条件为：

1）电传检查控制盒上S2 接通。

2）电传检查控制盒上S1 向上或向下按压，且方向舵机摇臂反馈传感器输出的感应电压在（3.3±1.8）V。

2.5 “H”灯燃亮分析

接通电传检查控制盒上S2 电门，+27V 直流电使继电器K1 工作（见图3），电传检查控制盒上X1 插头中来自方向舵机摇臂反馈传感器的感应电压进入全波整流电路。方向舵校正传感器输出信号与方向舵机的摇臂拉杆位置成线性关系，拉杆位置变化引起传感器激磁线圈和感应线圈之间的磁通变化，从而在感应线圈上产生与拉杆位置成比例的交流电（舵面在中立位置时电压为零）。只有在启动地面检查时，方向舵偏转后，校正传感器才有交流信号输出，本架飞机测量时发现方向舵校正传感器输出的电压大于2.3V 时“H”灯才会燃亮。

图3 方向舵中立信号灯电路

2.6 故障排查

1）本机试验数据

根据本架飞机测试数据，接通电传检查控制盒上S2 开关后，向下按压S1开关时，电传检查控制盒产生角速度、过载等激励信号，激励信号进入电传计算机的航向通道，解算后控制方向舵机，通过液压作动筒使方向舵偏转，偏转后向中立位置运动，当方向舵向中立位置运动至左偏约3°以内、测试电压在2.3V以下时，“H”灯应熄灭。未启动地面检查时，方向舵停止运动，方向舵回到中立位置最佳角度，但启动地面检查后，方向舵偏转，向中立位置运动时未能回到左偏约3°范围内，测量舵机校正传感器的输出信号电压为2.4V，因此“H”灯燃亮。

2）调整参数

使用电传操纵系统检查仪检查航向通道参数，在正常操纵状态下航向计算机输出电压参数均符合要求，且工作在最佳工作状态。为了使该架飞机启动地面检查时方向舵停止运动后位置在左偏约3°范围内，即校正传感器交流电压输出小于2.3V，需对地面检查状态下航向控制通道参数进行调整，并保证正常操纵状态下航向控制通道参数符合工艺要求。通过调整动静压、侧向过载、航向计算机输出电压和方向舵舵机控制信号参数（调整电位计见图1），使正常操纵状态下方向舵中立位置为0.2°（调整前后数据见表1），接近技术指标的极限位置。再次进行试验，接通电传检查控制盒上S2 开关后，向下按压S1 开关，方向舵偏转后向中立位置运动并停留在左偏约2.8°位置，此时测量校正传感器交流电压输出为2.25V，“H”灯熄灭，但熄灭过程为亮→灭→亮→灭，出现了闪亮情况，仍然不符合燃亮后熄灭的技术标准。另外，调整后正常操纵方向舵时方向舵中立位置约为0.2°，虽接近极限值，但也不是最佳工作状态。

表1 调整前后方向舵伺服装置参数

2.7 信号灯“H”状态分析

1）信号灯“H”长亮：表明方向舵机摇臂反馈传感器输出的感应电压大于2.3V。

2）信号灯“H”熄灭：表明方向舵机摇臂反馈传感器输出的感应电压小于2.3V。

3）信号灯“H”闪亮：表明方向舵机摇臂反馈传感器输出的感应电压在2.3V 的临界点。

需要说明的是，以上数据为本机试验数据，不同飞机会有不同的参数。

2.8 故障影响

电传检查控制盒仅在地面检查时发出测试电压，其大小并不对系统性能产生影响，“H”灯仅在地面检查时用于显示方向舵的偏离情况，地面检查结束后需断开电源，盖好保护罩，不再使用。该架飞机关闭电传检查控制盒上S2 开关后进行电传系统检查，航向通道操纵系统工作均正常，方向舵中立位置在最佳工作状态的0°左右（电气和机械零位重合）。

3 结论

通过理论分析和实际验证，如要达到该型飞机地面检查状态技术要求规定的“S1 向下按压时，电传检查控制盒上的‘H’信号灯应燃亮并熄灭”，需要降低电传操纵系统航向通道的技术指标，但指标调整到极限位置后部分飞机出现闪亮、部分飞机出现长亮的情况，依然不符合燃亮并熄灭的技术标准。鉴于该指标仅在地面检查测试时发出测试电压，不影响系统性能，向设计部门提出更改文件的需求，获得设计部门同意，将该项技术指标修订为“向下按压电传检查控制盒上S1 时，‘H’信号灯应燃亮并熄灭，或燃亮后不熄灭，但此时观察方向舵面应有回中趋势”。