胡奎福 張常勝 萬劍波/凌云科技集團(tuán)有限責(zé)任公司
某型飛機(jī)晝間飛行時(shí)發(fā)生一起偏出跑道飛行事故征候,相關(guān)部門組成聯(lián)合調(diào)查組,開展故障原因調(diào)查。
地面檢查過程中發(fā)現(xiàn),前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)由手動(dòng)轉(zhuǎn)舵控時(shí),手動(dòng)左轉(zhuǎn)到極限位置或者任意位置時(shí),轉(zhuǎn)舵控后前輪均可正常回到中立位置;手動(dòng)右轉(zhuǎn)到極限位置時(shí),轉(zhuǎn)舵控后前輪也可正?;氐街辛⑽恢?,但當(dāng)手動(dòng)右轉(zhuǎn)到非極限的任意位置時(shí),轉(zhuǎn)舵控后前輪卻不能正常回到中立位置。根據(jù)這一故障現(xiàn)象,逐步排查相關(guān)附件,最后查明故障是由一件分配轉(zhuǎn)換活門引起的。將該分配轉(zhuǎn)換活門返廠檢查,發(fā)現(xiàn)內(nèi)漏量嚴(yán)重超標(biāo)。分解檢查發(fā)現(xiàn)其分流活門襯筒上有兩個(gè)密封膠圈破損失效(見圖1)。
如圖2 所示,前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)是一個(gè)機(jī)械隨動(dòng)系統(tǒng)。操縱機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí),機(jī)輪跟隨轉(zhuǎn)動(dòng);操縱機(jī)構(gòu)停止時(shí),機(jī)輪轉(zhuǎn)到相對應(yīng)的位置也停止。前輪轉(zhuǎn)彎有兩種操縱狀態(tài),分別為滑行操縱狀態(tài)和起飛著陸操縱狀態(tài)。
當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)前輪操縱手輪時(shí),通過滑輪的鋼索帶動(dòng)差動(dòng)裝置,通過差動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng),使壓力油經(jīng)控制活門、分配轉(zhuǎn)換活門進(jìn)入節(jié)流活門。在油壓作用下,節(jié)流活門內(nèi)部的滑閥移動(dòng),首先切斷節(jié)流活門內(nèi)溝通作動(dòng)筒兩腔的節(jié)流通道,從而溝通了進(jìn)入轉(zhuǎn)彎作動(dòng)筒的油路。此時(shí),壓力油便經(jīng)節(jié)流活門進(jìn)入轉(zhuǎn)彎作動(dòng)筒的一腔,使前輪轉(zhuǎn)動(dòng)。作動(dòng)筒另一腔的油液經(jīng)節(jié)流活門、分配轉(zhuǎn)換活門、手操縱控制活門回油。當(dāng)向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)手輪時(shí),手操縱控制活門中的滑閥向相反方向運(yùn)動(dòng),機(jī)輪也就向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
操縱方向舵腳蹬板使方向舵轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí),方向舵操縱系統(tǒng)的拉桿帶動(dòng)舵板活門搖臂轉(zhuǎn)動(dòng),使舵板活門內(nèi)的分流活門轉(zhuǎn)動(dòng),接通了油路,壓力油經(jīng)過舵板活門、分配轉(zhuǎn)換活門進(jìn)入節(jié)流活門。在油壓作用下,節(jié)流活門內(nèi)部的滑閥移動(dòng),首先切斷節(jié)流活門內(nèi)溝通作動(dòng)筒兩腔的節(jié)流通道,從而溝通了進(jìn)入轉(zhuǎn)彎作動(dòng)筒的油路。此時(shí),壓力油便經(jīng)節(jié)流活門進(jìn)入轉(zhuǎn)彎作動(dòng)筒的一腔,使前輪轉(zhuǎn)動(dòng)。作動(dòng)筒另一腔的油液經(jīng)節(jié)流活門、分配轉(zhuǎn)換活門、舵板活門回油。向相反方向蹬動(dòng)方向舵腳蹬板時(shí),舵板活門中的分流活門向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng),機(jī)輪也就向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
圖1 分流活門襯套膠圈
不使用前輪轉(zhuǎn)彎操縱系統(tǒng)時(shí),前輪的穩(wěn)定距使前輪處于中立位置,節(jié)流活門內(nèi)的節(jié)流通道把轉(zhuǎn)彎作動(dòng)筒的兩個(gè)腔連接起來,和轉(zhuǎn)彎作動(dòng)筒一起組成減擺裝置。
手控左轉(zhuǎn)、手控右轉(zhuǎn)、舵控左轉(zhuǎn)、舵控右轉(zhuǎn)時(shí)的系統(tǒng)油路走向見 圖3。
分配轉(zhuǎn)換活門的功用是當(dāng)用手輪操縱前輪轉(zhuǎn)彎改為用舵板操縱前輪轉(zhuǎn)彎時(shí),在壓力作用下,分配活門自動(dòng)將手輪操縱油路轉(zhuǎn)換為舵板操縱油路,使前輪處在起飛著陸操縱狀態(tài)。
圖2 前輪轉(zhuǎn)彎操縱系統(tǒng)原理圖
圖3 不同狀態(tài)時(shí)的系統(tǒng)油路走向
分配轉(zhuǎn)換活門主要由殼體、襯套、分流活門和彈簧等組成。殼體上有6 個(gè)接管嘴,接管嘴A 和E 與手操縱活門兩個(gè)輸出管嘴相連,接管嘴D 和F 與舵板活門的兩個(gè)輸出管嘴相連,接管嘴В 和C 與節(jié)流活門的兩個(gè)輸入接管嘴 相連。
手操縱狀態(tài)時(shí),分配轉(zhuǎn)換活門中的分流活門在彈簧作用下處于左極限位置,接管嘴A 和В 相通,E 和C 相通,如圖4 所示。舵控狀態(tài)時(shí),壓力油從接管嘴D 或F 輸入活門,油壓克服彈簧力使分流活門移動(dòng)到右極限位置,此時(shí)接管嘴F 和В 相通,D 和C 相通,如圖5所示。手控左轉(zhuǎn)、手控右轉(zhuǎn)、舵控左轉(zhuǎn)、舵控右轉(zhuǎn)時(shí)的分配轉(zhuǎn)換活門油路走向見圖6。
圖4 分配轉(zhuǎn)換活門手操縱狀態(tài)
圖5 分配轉(zhuǎn)換活門舵控狀態(tài)
手操縱前輪轉(zhuǎn)彎時(shí),分配轉(zhuǎn)換活門中的分流活門在彈簧作用下處于左極限位置,接管嘴A 和В 相通,E 和C 相通。雖然分流活門襯套上的中間和靠彈簧一側(cè)各有一個(gè)膠圈破損,但此時(shí)無論是左轉(zhuǎn)還是右轉(zhuǎn),壓力油都不對分流活門產(chǎn)生向右的推力,分流活門在彈簧作用下仍處于左極限位置,油路走向正常。雖然因膠圈破損導(dǎo)致來油路向回油路有少量泄漏,來油路壓力會(huì)下降,轉(zhuǎn)彎的效率也會(huì)因此降低,但是轉(zhuǎn)彎功能基本可以實(shí)現(xiàn)。
手操縱轉(zhuǎn)舵控時(shí),如果分配轉(zhuǎn)換活門不存在膠圈破損故障,壓力油從接管嘴D 或F 輸入活門,油壓克服彈簧力使分流活門移動(dòng)到右極限位置,此時(shí)接管嘴F 和В 相通,D 和C 相通。
舵控右轉(zhuǎn)時(shí),壓力油從D 管嘴進(jìn)入,油壓克服彈簧力使分流活門右移,由于C 管嘴兩邊膠圈完好,壓力油穩(wěn)定通向C 管嘴,因此舵控右轉(zhuǎn)功能完全 正常。
舵控左轉(zhuǎn)時(shí),壓力油從F 管嘴進(jìn)入,由于分流活門襯套上的中間和靠彈簧一側(cè)各有一個(gè)膠圈破損,壓力油會(huì)向回油腔和A 管嘴同時(shí)泄漏,壓力急劇下降,不足以克服彈簧力使分流活門右移到極限位置,油路轉(zhuǎn)換功能可能失效,失效程度取決于膠圈破損程度和操縱狀態(tài),如圖7 所示。
圖6 不同狀態(tài)的分配轉(zhuǎn)換活門油路走向
圖7 膠圈破損時(shí)分配轉(zhuǎn)換活門油路走向
圖8 手操縱活門
檢查過程中,發(fā)現(xiàn)前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)由手動(dòng)轉(zhuǎn)舵控時(shí),手動(dòng)右轉(zhuǎn)到極限位置時(shí),轉(zhuǎn)舵控后可以回到中立位置,但是手動(dòng)右轉(zhuǎn)到任意位置時(shí),轉(zhuǎn)舵控后卻不能回到中立位置。這一差異源于手操縱活門在這兩種操縱狀態(tài)的工作差 異。
如圖8 所示,手操縱轉(zhuǎn)彎時(shí),手操縱活門的手柄轉(zhuǎn)到任意角度時(shí),手輪停止轉(zhuǎn)動(dòng),帶有小齒輪的軸12也停止轉(zhuǎn)動(dòng),通過撥桿3 將滑閥18 返回到中立位置,使進(jìn)入轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)的油路切斷,因而前輪停止偏轉(zhuǎn),保持在與手輪相對應(yīng)的角度位置上。手操縱活門的手柄轉(zhuǎn)到最大角度時(shí),手輪停止轉(zhuǎn)動(dòng),前輪轉(zhuǎn)到極限位置,手操縱活門的分流活門此時(shí)并不回中立,在轉(zhuǎn)舵控時(shí)手操縱活門還在繼續(xù)供油(至E 管嘴)。
手操縱右轉(zhuǎn)前輪到極限位置轉(zhuǎn)舵控時(shí),E 管嘴還有來自手操縱活門的高壓油,從F 管嘴來的高壓油向E、C 腔的泄漏受阻,只有向A 低壓腔的泄漏,因此,F(xiàn) 與A 的壓差還可以克服彈簧力使分流活門右移,實(shí)現(xiàn)舵控左轉(zhuǎn)功 能。
手操縱右轉(zhuǎn)前輪到任意位置轉(zhuǎn)舵控時(shí),E 管嘴沒有來自手操縱活門的高壓油,E、C 腔、A 腔均為低壓腔,從F管嘴來的高壓油同時(shí)向EC 腔和A 腔泄漏,因此,F(xiàn) 與A 的壓差已不能克服彈簧力使分流活門右移,舵控左轉(zhuǎn)功能失效。
從返廠檢查結(jié)果和理論分析可以看出,該起飛機(jī)偏出跑道飛行事故征候原因是由分配轉(zhuǎn)換活門的分流活門襯筒上的兩個(gè)密封膠圈破損引起,該處密封膠圈破損對系統(tǒng)產(chǎn)生的影響與飛行故障現(xiàn)象和地面檢查發(fā)現(xiàn)的異?,F(xiàn)象完全吻合。