飞机起落架失压现象研究

贾军锋，周 亮，胡愈刚

(中国人民解放军驻陕飞公司军事代表室，陕西 汉中 723200)



飞机起落架失压现象研究

贾军锋，周 亮，胡愈刚

(中国人民解放军驻陕飞公司军事代表室，陕西 汉中 723200)

针对飞机多次发生起落架高、低压腔失压现象，造成严重质量问题，通过采取理论分析、故障树分析和故障复现等方法，确定失压机理，提出了充气活门组件卡滞，拧紧力矩过大和外壳变形量控制的技术改进方案。经试验验证表明，改进后的充气活门有效解决了起落架失压现象，保障了飞机飞行安全。

充气活门；失压现象；飞行安全

起落架在飞机起飞、降落、滑行和停放过程中都起着至关重要的作用。若起落架高、低压腔失压，易发生如下严重问题：1)起落架自身过载过大，造成起落架机体损伤；2)起落架缓冲性能减弱，造成飞机机体过载过大，飞机变形损坏；3)活塞杆无法正常伸出，造成起落架无法正常收起，飞机无法降落；4)起落架侧向载荷过大，易造成起落架轮胎偏向磨损；5)飞机装载时，易造成机体侧偏或侧翻。充气活门作为起落架关键零件，决定高、低压腔的充气和密封性能，其质量的好坏直接影响飞行安全[1]。

1 充气活门工作原理及结构

充气活门应用于起落架缓冲支柱、尾轮减震器和蓄压器等设备。充气前，利用专用工装将充气活门的杆组件顶开，然后开始加压充气；充气结束后，松开专用工装，杆组件受弹簧力复位，橡胶锥体与壳体贴合形成密封结构[2]。充气活门结构图如图1所示。

图1 充气活门结构原理图

2 故障现象及机理分析

2.1 故障现象

起落架高、低压腔多次发生失压现象，导致多套起落架质量不合格，严重影响生产交付进度和飞行安全。通过反复试验和分解检查，发现该故障表现为充气活门漏气，充气活门杆组件卡滞弹簧无法复位和壳体变形。

2.2 原因排查

根据产品加工流程和装配流程，从人、机、料、法、环、测等6个方面建立故障树(见图2)。对照故障树依次进行故障件的杆组件机加尺寸、杆组件清洁度、橡胶锥体加工尺寸、橡胶锥体密封面磨损程度、充气活门拧紧力矩和紫铜垫片磨损程度等故障原因排除；同时，组织故障起落架充气活门资料复查、分解检查、复装试验、互换试验和尺寸检查等验证试验。经综合分析认为，造成充气活门漏气主要原因是拧紧力矩过大，壳体变形和充气活门杆组件卡滞。

2.3 机理分析

通过对充气活门进行原理分析、尺寸检查、分解检查、互换试验、 复装试验以及《充气活门产品技术条件》和《充气活门装配工艺规程》完善等一系列工作，确定充气活门漏气的因素包括充气活门杆组件卡滞、充气活门壳体变形以及充气活门拧紧力矩过大。

图2 充气活门漏气故障树

2.3.1 充气活门杆组件卡滞

充气活门杆结构图如图3所示。当充气活门零件加工尺寸不合格或有多余物时，会导致杆组件卡滞无法复位，造成充气活门漏气[3]。杆组件运动灵活和弹簧正常复位直接影响充气活门漏气。

图3 充气活门杆结构图

2.3.2 充气活门壳体变形

充气活门壳体变形，导致充气活门杆组件，橡胶锥体和其他零件组成的密封结构密封效果变差，易造成高、低压腔的充气活门漏气发生。充气活门壳体结构如图4所示。

图4 充气活门壳体结构图

表1 故障充气活门更换壳体后气密试验结果

2.3.3 充气活门拧紧力矩过大

充气活门与起落架连接图如图5所示。

图5 充气活门与起落架连接图

表2 充气活门拧紧力矩80～200 N·m验证试验

从表2可知，当充气活门拧紧力矩>160 N·m时，起落架高、低压腔会产生漏气。通过理论计算可知，将拧紧力矩控制在80～100 N·m比较合理。重新试制5套充气活门，将拧紧力矩控制在80～100 N·m，充气活门都不漏气，且壳体尺寸都在合格范围内(见表3)。

3 改进措施

表3 充气活门拧紧力矩80～100 N·m验证试验

4 结语

由于前期对充气活门结构特性和漏气机理的认识和研究的不足，以及故障原因定位不准，导致起落架失压现象多次发生而得不到有效解决。通过故障树充分分析充气活门生产、装配和使用要素，针对充气活门拧紧力矩、充气活门壳体变形量和杆组件卡滞问题，提出技术改进方案。经试验验证，起落架失压现象得到有效解决，保证了飞行安全。该故障现象的发生和解决过程启示我们，在产品设计过程中，一定要进行充分的特性机理分析和试验验证，防止出现设计缺陷。

[1] 蔡文琴.机械制造工艺中的合理化机械设计分析[J].新技术新工艺，2015(8):25-27.

[2] 师好智，万曼影，刘学军，等.单向活门充气振动的建模与仿真[J].计算机仿真，2006(6):289-291.

[3] 于伯毅，陆美宝，王相波，等.飞机主起落架支柱充气嘴合理结构型式研究[J].机械科学与技术，2001(B09):49-50.

[4] 谢永华，郑斯滔，崔振源，等. 歼击机主起落架充气嘴处的应力测定研究[J].航空学报，1989(6):B339-B341.

责任编辑 马彤

Research on Air Pressure Loss Phenomenon of Aircraft Landing Gear

JIA Junfeng, ZHOU Liang, HU Yugang

(The Military Representative Office of Shaanxi Aircraft Industry (Group) Co., Ltd., Hanzhong 723200, China)

For multiple occurrence with air pressure loss phenomenon of the high and low pressure chamber of aircraft landing gear, it has caused serious quality problems. By the theoretical analysis, fault tree analysis and failure replay methods, we can determine the mechanism of air pressure loss phenomenon, and propose the technical improvement program of air charge valve about components stuck, excessive tightening torque and shell deformation control. The experiments show that the improved air charge valve effectively solves the air pressure loss phenomenon of aircraft landing gear to ensure the flight safety.

air charge valve, air pressure loss phenomenon, flight safety

TH 137.5

A

贾军锋(1988-)，男，助理工程师，主要从事飞机起落架产品质量控制等方面的研究。

2016-08-01