某型飞机襟翼下掉故障分析

■ 陈质斌 于晶春 张俊峰 徐承强/大连长丰实业总公司

1 故障现象

某飞机进行液压系统调试时发现襟翼自动下掉,进一步检查发现,当收上襟翼且襟翼操纵台按钮回到中立位置,在进行起落架和减速板系统调试时,右侧襟翼不断下掉；重新收上襟翼后,飞机静止停放3小时以上襟翼不下掉；重新收放起落架和减速板时,故障现象再次出现。

2 系统工作原理

襟翼正常收放原理如图1所示（箭头方向为放襟翼时液压油流动方向）。放襟翼时,襟翼电磁开关的放下电磁铁通电,来油从电磁开关的放下接头流出,经液压应急活门和液压锁进入收放作动筒的放下腔,先打开钢珠锁,然后使襟翼放下。作动筒收上腔的油液经过限流接头、双向液压锁、等量协调活门、襟翼电磁开关流回油箱。收襟翼时,襟翼电磁开关的收上电磁铁通电,来油从电磁开关的收上接头流出,经等量协调活门、双向液压锁和限流接头进入作动筒收上腔,使襟翼收上,并使作动筒内钢珠锁上锁。

当主系统发生故障时,可以使用应急系统放下襟翼。应急放襟翼时,打开座舱内的应急放襟翼开关,使应急放襟翼电磁开关通电,应急供压系统的高压油液经应急襟翼电磁开关、液压应急开关和双向液压锁,将襟翼放至35°,并由液压锁锁住。

图1 襟翼正常收放原理示意图

3 故障定位

正常情况下,收上襟翼时,襟翼收放作动筒钢珠锁将襟翼锁在收上位置,而放下襟翼时,需要大于0.7～1.5MPa的压力才能打开钢球锁。襟翼从收上位置下掉,说明襟翼收放作动筒已经开锁,有大于0.7～1.5MPa的压力进入作动筒放下腔,可能原因如下。

3.1 应急放襟翼电磁开关故障

当应急放襟翼电磁开关不工作时,电磁开关压力管路与放下管路断开,回油管路与放下管路接通。当应急放襟翼电磁开关高压油腔不密封时,高压油液向放下腔泄漏,进入应急活门,进而放下襟翼。为了验证应急放襟翼电磁开关的密封性,关闭应急液压系统压力,进行相应试验,故障现象未消失,证明应急放襟翼电磁开关无故障。

3.2 襟翼电磁开关故障

襟翼电磁开关不工作时,压力管路与襟翼系统断开,襟翼收上和放下管路同时与回油管路相连,当襟翼电磁开关高压油腔不密封时,高压油液向放下腔泄漏,襟翼随之放下。为了验证襟翼电磁开关的密封性,向主液压系统供给20MPa压力,持续60min,作动筒未开锁,襟翼未下掉,证明襟翼电磁开关无故障。

3.3 回油压力导致作动筒开锁

当襟翼在收上位置,襟翼操纵按钮处于中立位置时,襟翼电磁开关收放管路均接回油管路,襟翼电磁开关回油管路与起落架、减速板电磁开关回油管路连在一起,连接管路较短。当收放起落架、减速板时,回油管路内有一定压力, 该压力将通过等量协调活门和液压应急活门到达液压锁两端。为了测量各个管路压力,在双向液压锁的“放下来油”端、“回油出”端和“放下出油”端分别接入三通接头,连接液压表,对该管路压力进行监控,表1为试验记录数据。

由表1中的试验数据,可以得出以下结论：

1）“放下来油”端的最大压力为0.6MPa,不足以打开钢珠锁,使襟翼下掉。当收放起落架、减速板开始时,系统瞬间产生很大的脉冲压力,进入液压锁“放下来油”端,打开液压锁,进入液压锁“放下出油”端,该压力为脉冲压力；液压锁“放下来油”端压力进入液压锁“放下出油”端后,随着压力下降,液压锁“放下出油”端活门会很快关闭；再次操纵起落架、减速板时,该压力又进入液压锁“放下出油”端,因此液压锁“放下出油”端压力持续增加,最后基本达到脉冲最大压力3.5MPa。若液压锁内部密封性不好,在脉冲压力的作用下将使襟翼收放作动筒开锁,使襟翼下掉。

2）液压锁承受的压力为脉冲压力,根据试验验证,该压力作用时间短,不能克服弹簧力使活塞向另一端运动,无法打开“回油进”端与“回油出”端之间的活门使油液进入,不能形成回油。因此,正常情况下不会造成襟翼收放作动筒开锁。对比表1中第5、6项可以看出,当进行起落架、减速板收放时,无故障飞机“回油出”端无油液流出,有故障飞机“回油出”端不断有油液流出,导致这一故障的原因是液压锁不密封,使作动筒收上端油液流出作动筒,经液压锁流入油箱,形成回油路,导致作动筒开锁。

以上分析和试验表明,液压锁密封性差是导致襟翼下掉的原因。

表1 各管路液压压力(单位：MPa)

4 故障原因分析

为分析故障原因,对液压锁进行内部密封性试验和工作灵活性及大活门开启压力试验,试验表明在管嘴“回油出”处没有油液泄漏,完全符合要求。

由于在其他系统工作时,液压锁的“放下出油”端承受着脉冲压力,因此对“回油进”端进行了脉冲补充试验：从管嘴“回油进”处加压,压力从5MPa迅速升到15MPa,再从15MPa迅速降到5MPa,反复试验5次,管嘴“回油出”有明显油液渗出。试验表明在脉冲压力的作用下,液压锁内部密封性不好。

分析液压锁不密封的原因为：

1） 活门组合件YYS7-100与活门座YYS7-101之间结合面粗糙,没有研磨彻底,导致活门不密封。

2） 油液污染度超标,导致活门组合件YYS7-100与活门座YYS7-101之间有杂质或结合面被划伤,进而导致活门不密封。

3）装配应力导致液压锁内部活门受力,进而不密封。

5 故障预防措施

为了预防襟翼下掉故障现象,采取以下措施。

1） 制作专用研磨工具,提高研磨质量,并增加脉冲试验：从管嘴“回油进”处加压,压力从5MPa迅速升到15MPa,再从15MPa迅速降到5MPa,反复试验8次,管嘴“回油出”不允许有油液渗出。

2） 增加系统管路清洗时间,清洗时间必须在2小时以上,以保证系统管路内部杂质被充分清洗；制作工艺液压锁,待油液污染度符合要求后更换成飞机液压锁；安装过程中严禁使用可能引起系统污染的抹布等用品。

3）安装液压锁时,导管螺帽用手能顺利拧到底,保证无应力安装,卡箍螺栓将弹簧垫圈压平即可,严禁紧度过大。