郭強 周孟申 陳智

摘 要：本文介紹飛機三種常見的油門桿回彈現(xiàn)象，結(jié)合油門桿受力情況及飛機發(fā)動機操縱系統(tǒng)工作原理分析油門桿產(chǎn)生回彈現(xiàn)象的原因。油門桿在不同位置回彈對發(fā)動機操縱系統(tǒng)功能的影響不同，通過對油門桿回彈的功能影響分析，提出了排除油門桿回彈的方法，并明確相應(yīng)的處置措施。

關(guān)鍵詞：發(fā)動機操作系統(tǒng);油門桿;回彈

1、現(xiàn)象描述

安裝軟式發(fā)動機操縱系統(tǒng)的飛機，經(jīng)常出現(xiàn)將油門桿推/拉至某一位置后釋放，在不使用油門桿制動器的情況下，油門桿會向后/前移動，不能保持在原有位置，即出現(xiàn)油門桿回彈現(xiàn)象。

2系統(tǒng)簡介

某飛機發(fā)動機操縱系統(tǒng)是由油門操縱臺、機身鋼索滑輪傳動系統(tǒng)、短艙四連桿機構(gòu)組成。在駕駛艙內(nèi)，機組人員對油門操縱臺上油門桿的操作，通過飛機機身上安裝的鋼索滑輪系統(tǒng)、發(fā)動機短艙處的拉桿機構(gòu)傳遞到發(fā)動機主動滑輪搖臂，發(fā)動機主動滑輪搖臂經(jīng)發(fā)動機上安裝的鋼索滑輪傳動系統(tǒng)控制燃油泵調(diào)節(jié)器油門搖臂運動，以控制油門開關(guān)的大小以及發(fā)動機燃油的供應(yīng)與關(guān)閉。在油門操縱臺上發(fā)動機停車和功率控制設(shè)置為一個油門桿控制。發(fā)動機操縱系統(tǒng)原理見圖1。

鋼索只承受拉力，不承受壓力，因此發(fā)動機油門操縱鋼索是由兩根鋼索組成回路，交替工作。當(dāng)向起飛位置前推油門桿時，增油鋼索受拉力向前運動，發(fā)動機功率增加。當(dāng)向慢車位置收油門桿，減油鋼索受拉力向前運動，發(fā)動機功率減小。油門操縱臺上設(shè)置有油門桿制動器，用于增加油門桿推拉時摩擦阻力，以保持油門桿在需要的位置。

3 油門桿回彈原因及影響分析

3.1油門桿受力分析

油門桿的受力主要包括機組施加在油門桿把手處的操縱力、增油鋼索和減油鋼索的張力、制動器的摩擦阻力、系統(tǒng)摩擦力。油門桿設(shè)計操縱力為10N～15N。增油鋼索和減油鋼索的張力是系統(tǒng)預(yù)緊張力，持續(xù)作用于油門桿上。制動器的摩擦阻力通過調(diào)節(jié)制動器上旋鈕改變，鎖緊狀態(tài)時油門桿的操縱力大于25N。

3.2油門桿回彈

油門桿在不同位置出現(xiàn)回彈，對發(fā)動機操縱系統(tǒng)功能的影響不同。

（1）起飛位置油門桿回彈

發(fā)動機燃油泵調(diào)節(jié)器在油門搖臂前極限位置（起飛）設(shè)置有限動機構(gòu)。由于飛機結(jié)構(gòu)安裝誤差和發(fā)動機個體差異，個別飛機油門桿的起飛位置和發(fā)動機燃油泵調(diào)節(jié)器油門搖臂的起飛位置未嚴(yán)格對應(yīng)，存在少量誤差。當(dāng)將油門桿前推至起飛位置，松開油門桿把手后，油門桿會向后回彈。原因是前推油門桿過程中，當(dāng)發(fā)動機燃油泵調(diào)節(jié)器油門搖臂已到達(dá)起飛限動位置時，駕駛艙內(nèi)油門桿尚未到達(dá)油門操縱臺上標(biāo)示的起飛位，但因鋼索具有一定的彈性，油門桿可繼續(xù)前推至操縱臺上標(biāo)示的起飛位置，此時增油鋼索產(chǎn)生彈性形變，燃油泵調(diào)節(jié)器油門搖臂不會改變，發(fā)動機工作狀態(tài)還是起飛狀態(tài)。對于大部分航空發(fā)動機，發(fā)動機起飛狀態(tài)（或最大工作狀態(tài)）連續(xù)工作時間是有限制的。當(dāng)油門桿推至起飛位置后，一般機組成員不會馬上松開油門桿，待飛機爬升至一定高度后會將油門桿后拉至發(fā)動機允許長時間工作的狀態(tài)。

在起飛位置，油門桿存在微量回彈，不會對系統(tǒng)功能造成影響，同時會起到力反饋的作用，讓操作者感知到油門桿已推至最大位置。

（2）停車位置油門桿回彈

由于發(fā)動機燃油泵調(diào)節(jié)器在油門搖臂后極限位置（停車）設(shè)置有限動機構(gòu)。由于飛機結(jié)構(gòu)安裝誤差和發(fā)動機個體差異，個別飛機油門桿的停車位置和發(fā)動機燃油泵調(diào)節(jié)器油門搖臂的停車位置未嚴(yán)格對應(yīng)，存在少量誤差。當(dāng)將油門桿后拉至停車位置，松開油門桿把手后，油門桿會向前回彈。原因是后拉油門桿過程中，當(dāng)發(fā)動機燃油泵調(diào)節(jié)器油門搖臂已到達(dá)停車限動位置時，駕駛艙內(nèi)油門桿尚未到達(dá)油門操縱臺上標(biāo)示的停車位，因鋼索具有一定的彈性，油門桿可繼續(xù)后拉至油門操縱臺上標(biāo)示的停車位，油門搖臂及其相連的發(fā)動機主動滑輪搖臂并不運動，只是減油鋼索因油門桿后拉而產(chǎn)生彈性形變。

因飛機發(fā)動機停車和功率控制設(shè)計為一個油門桿，發(fā)動機在慢車和停車狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程中設(shè)置有停車聯(lián)動機構(gòu)，若油門桿回彈量過大且停車聯(lián)動機構(gòu)上凸輪靠近轉(zhuǎn)換斜面位置時，可能會影響發(fā)動機慢車到停車轉(zhuǎn)換，導(dǎo)致發(fā)動機不能可靠停車。

（3）慢車至起飛位置間油門桿回彈

機組人員反映，個別飛機在油門桿制動器解鎖狀態(tài)下長時間平飛過程中，手松開油門桿后，油門桿向后微量運動，發(fā)動機轉(zhuǎn)速同步下降。地面查看飛行數(shù)據(jù)，證實油門桿存在微量回彈現(xiàn)象。在飛行高度不變的情況下，油門桿角度減小，發(fā)動機轉(zhuǎn)速下降1%-3%、燃油瞬時消耗量同步下降，主要出現(xiàn)在發(fā)動機自始轉(zhuǎn)速附近。地面斷開發(fā)動機與飛機發(fā)動機操縱系統(tǒng)相連短艙拉桿，將發(fā)動機燃油泵調(diào)節(jié)器油門搖臂推至自始轉(zhuǎn)速位置，松開后搖臂會向減小油門的方向緩慢運動。燃油泵調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)是燃油泵調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)設(shè)計決定的，最大為0.6N·m。油泵調(diào)節(jié)器油門搖臂回彈力矩經(jīng)飛機發(fā)動機操縱系統(tǒng)，作用于駕駛艙內(nèi)油門桿。系統(tǒng)設(shè)計的油門桿操縱力為10N～15N，油門桿長度約260mm，油門桿處操縱力矩最小為2.6N·m，大于油門搖臂回彈力矩。只有當(dāng)發(fā)動機操縱系統(tǒng)的摩擦力不足于克服油泵調(diào)節(jié)器回彈力矩時，才會導(dǎo)致油門桿向后移動，發(fā)動機轉(zhuǎn)速下降，機組人員為保持發(fā)動機狀態(tài)需反復(fù)推拉油門桿。

發(fā)動機操縱系統(tǒng)摩擦力總和與系統(tǒng)中滑輪數(shù)量、滑輪直徑、滑輪材料、鋼索張力、鋼索滑輪包角等有關(guān)。系統(tǒng)中滑輪數(shù)量、滑輪直徑、滑輪材料、鋼索滑輪包角等在使用過程中是不變的。鋼索張力受環(huán)境溫度、機體結(jié)構(gòu)變形的影響很大。參考航空與航天用標(biāo)準(zhǔn)大氣模型[1]，高度在-500m～10000m，大氣溫度為18.25℃～-49.898℃。鋼索和機身材料線膨脹系數(shù)見表1，鋼索平均值為10.7，機身平均值為21.7。隨著飛行高度增加，機身結(jié)構(gòu)和鋼索會發(fā)生變形，以地面15℃、飛行高度10000m（溫度約-50℃）為例，機身結(jié)構(gòu)和鋼索經(jīng)歷溫差為-65℃，機身發(fā)動機操縱系統(tǒng)鋼索的總長度約為19882mm，由δ=l×λ×Δt可以算出鋼索與機身結(jié)構(gòu)的相對變形，見表1。

由表1可以看出，機身結(jié)構(gòu)變形量大于鋼索變形量，發(fā)動機操縱鋼索相對地面狀態(tài)會出現(xiàn)一定程度的松弛，導(dǎo)致鋼索張力下降，系統(tǒng)摩擦力減小。相比地面，飛機在空中平飛過程中松開油門桿后更易出現(xiàn)油門桿回彈現(xiàn)象。

4 排除方法

4.1起飛/停車位置回彈

油門桿在起飛/停車位置存在微量回彈，不會影響發(fā)動機操縱系統(tǒng)功能，相反會增加油門桿在起飛/停車位的力反饋，讓機組人員感知到發(fā)動機已工作在最大狀態(tài)/停車。當(dāng)油門桿在起飛位置/停車位置回彈量較大時，可通過調(diào)整機身鋼索連接松緊螺套旋合長度、機身末級滑輪搖臂長度、短艙油門拉桿長度改變油門桿在油門操縱臺上的運動行程，使得油門桿行程與發(fā)動機燃油泵調(diào)節(jié)器上油門搖臂運動行程匹配。系統(tǒng)調(diào)整完后允許油門桿在起飛/停車位置有微量回彈。

4.2慢車至起飛位置間油門桿回彈

油門桿在慢車至起飛位置間回彈是燃油泵調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)設(shè)計客觀存在回彈力矩導(dǎo)致，與燃油泵調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)鋼索張力有關(guān)，可定期檢查調(diào)整發(fā)動機操縱系統(tǒng)鋼索張力，避免因鋼索張力降低導(dǎo)致系統(tǒng)摩擦力下降。如通過調(diào)整系統(tǒng)鋼索張力無法排除油門桿空中回彈，應(yīng)對燃油泵調(diào)節(jié)器油門搖臂的操縱力矩進(jìn)行檢查。在空中飛行時，機組人員可通過油門操縱臺上的油門桿制動器保持油門桿位置。

結(jié)束語

發(fā)動機操縱系統(tǒng)為軟式結(jié)構(gòu)的飛機易發(fā)生油門桿回彈現(xiàn)象，該現(xiàn)象與發(fā)動機操縱系統(tǒng)調(diào)整、發(fā)動機燃油泵調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)設(shè)計有關(guān)。

油門桿在起飛/停車位置存在微量回彈使用中是允許的，如果回彈量較大，應(yīng)對發(fā)動機操縱系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，以排除或減小回彈量。對于發(fā)動機停車和功率控制設(shè)計為同一油門桿的飛機，油門桿在停車位置回彈較大，可能會影響發(fā)動機停車，停車時需持續(xù)按壓油門桿待發(fā)動機可靠停車后松手。在飛機使用過程中，需定期檢查調(diào)整發(fā)動機操縱系統(tǒng)鋼索張力，以保持飛機發(fā)動機操縱系統(tǒng)一定水平的摩擦力，避免油門桿在空中出現(xiàn)回彈。

參考文獻(xiàn)：

[1]飛機設(shè)計手冊總編委會.飛機設(shè)計手冊.北京：航空工業(yè)出版社，2006.