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某型飞机襟翼驱动故障分析及维修策略

所属栏目:机械论文 发布日期:2021-12-02 09:26 热度:

   某型飞机飞行中襟翼在运动过程中出现卡滞,结合襟翼工作原理深入分析,明确故障机理,从外场维护角度提出一些检查改进建议,尽可能将故障暴露在地面检查过程中,确保飞行安全。

某型飞机襟翼驱动故障分析及维修策略

  1 故障现象

  某飞机返航着陆过程中,飞行员反映襟缝翼操纵手柄由巡航构型放至着陆构型,襟翼在运动过程中异常停止,CAS信息报"襟翼驱动故障".

  此后,多次尝试放襟翼失败,转入应急着陆程序,以故障构型安全着陆。落地后,飞控系统重新上电,在地面进行20余次襟缝翼收放检查,除两侧外襟翼内侧下吊式变角减速器存在异响外,系统工作正常,故障未复现。

  2 故障分析

  2.1 故障过程分析

  通过飞参数据对故障过程进行分析,整个过程中存在的不正常现象主要有以下三点:

  1)飞行员将襟缝翼手柄由巡航构型放至着陆构型,襟翼运动到中途停止,发生由"襟翼PDU过载打滑"而引起的"襟翼驱动故障"告警;

  2)飞行员将襟缝翼操纵手柄由起飞构型放至着陆构型,襟翼向收起方向运动2.7°停止,运动方向与指令方向相反,"襟翼PDU驱动通道1"和"襟翼PDU驱动通道2"同时故障,CAS报"襟翼驱动故障"告警;

  3)变角减速器存在异响。

  2.2 故障原因分析

  1)襟翼PDU过载打滑分析

  为保证传动线系能够承受来自襟翼PDU的驱动扭矩,且不发生永久变形,系统中设计有过载保护功能。

  过载保护功能:当襟翼PDU输出轴负载大于设定的保护门限值时,襟翼PDU力矩限制器打滑,持续打滑超出设定时间范围,输出轴制动。此故障为可恢复故障,当襟缝翼操纵手柄发出新的控制指令后,故障清除并按照新控制指令进行运动。

  经过初步判定,"襟翼PDU过载打滑"的原因为襟翼防收制动装置WTB解制动故障、传动线系中存在机械卡滞点、襟翼PDU执行部件力矩限制器的外端机械部分存在卡滞。

  2)"襟翼PDU驱动通道1、2故障"原因分析

  襟翼PDU驱动通道1、2故障的监控逻辑为:襟翼PDU控制器中对驱动通道进行"过压""转速闭环超差""电机霍尔故障"监控,当某一通道出现任一故障后,襟翼PDU控制器将之综合为襟翼PDU驱动通道1或襟翼PDU驱动通道2故障,并上报襟缝翼控制器。以"襟翼PDU驱动通道故障"为顶事件,其故障树如图1所示。

  "驱动通道母线过压"的监控逻辑为:当驱动通道母线电压超过350V且持续5s,则判定"驱动通道母线过压"故障发生。结合飞参数据发现,故障中并未记录整流电源故障,且电机反转的时间仅为1.2s左右,在判定时间关系上与此次机上故障的飞参数据不符,可以排除。

  电机霍尔为双备份通道,两个电机霍尔物理隔离,同时发生故障的概率极低,可以初步排除。

  转速闭环超差的监控逻辑为:襟翼PDU控制器中采集电机转速信号与指令转速信号进行比较,当实际转速与指令转速比较差值超出并持续一定时间后,判定为转速闭环超差故障。飞参数据显示,襟翼舵面从开始运动到襟翼PDU驱动通道1、2故障时长为1s,并且舵面运动方向与指令方向相反,满足判定逻辑。

  综上所述,可以判定"襟翼PDU驱动通道1、2故障"的原因为襟翼PDU驱动通道1和襟翼PDU驱动通道2发生由于实际运动方向与指令方向相反引起的"转速闭环超差"故障。

  2.3 故障形成机理

  由于变角减速器内部锈蚀导致摩擦力过大,输出轴与变角减速器之间的传动线系发生形变而积聚能量,襟翼PDU输出轴打滑,导致襟翼运动到中途停止,机理清楚。分析认为变角减速器内部锈蚀的原因为其内部存在进水,针对此现象对该型产品进行了普查,在其他飞机上并未发现类似问题。因此,对该架飞机前期的飞行及地面维护工作和使用环境进行了分析核查,发现该机在本次飞行前停放了50余天,除按维护要求完成发动机试车工作外未进行其他工作,且一直在户外停放,检看停放机场的天气情况,恰逢雨季。该机为初期设计制造产品,部分区域的漏水孔布局存在不合理情况,并未实施更改,易出现积水问题。变角减速器的换向轴安装位置正处于积水区域,分析认为这就是变角减速器内部锈蚀的主要诱因。

  3 总结

  为了保证襟缝翼系统的工作状态,尽可能将故障暴露在地面检查过程中,结合这次故障情况,提出维护过程中的注意点:

  1)襟缝翼收放检查中,在注重其收放功能检查的同时,还应该注意其收放过程中的异响及时间变化问题;

  2)日常维护过程中,引入襟翼丝杠润滑脂或润滑油分析环节。通过分析润滑脂或润滑油中金属屑含量,来判断襟翼丝杠的工作状态及磨损程度。如果金属屑含量过高,一定程度上可以说明襟翼在运动过程中存在磨损问题,有必要及时对其进行检查;

  3)加强对飞参数据的利用,可以将对复杂逻辑的分析逐一分解为对较简单的单一逻辑问题的分析判断,同时加强专家系统数据判读范围及趋势分析能力;

  4)对长期停放飞机,针对季节性变化,应根据环境变化进行维护检查及润滑保养,对活动部件进行功能及动作检查,必要时可进行飞机牵引运动,防止动部件长期不工作引发锈蚀、异物入侵等潜在风险。

  《某型飞机襟翼驱动故障分析及维修策略》来源:《航空维修与工程》,作者:姜建辉,王宇,张书成

文章标题:某型飞机襟翼驱动故障分析及维修策略

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