某型飞机进气道调节锥伸出故障分析

王林林 文成

摘  要：飞机调节锥操纵系统能保证合适的气流进入发动机，而在外场维护时调节锥常与其位置有一定的偏差，分析调节锥的故障可以缩短外场维护的时间。本文以调节锥伸出故障为切入点，分析调节锥的工作过程，找出调节锥的常见故障，根据调节锥的组成逐个排查故障原因，理清排故思路，总结排故规律，为此类故障提供参考。

关键词：调节锥;进气道;发动机

中图分类号：V267      文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2019）19-0035-03

Abstract：The control system of adjustable cone can ensure proper airflow into the engine. The adjustable cone often has a certain deviation from its position during external field maintenance，clearing the fault of the adjustable cone can shorten the time of  maintenance. Taking the adjustable cone extension fault as the entry point，analyzing the working process of the adjustable cone，finding out the common faults of the adjustable cone，according to the composition of the adjustable cone，check the cause of the failure one by one. clarifying the troubleshooting ideas，summarizing the rules of troubleshooting，and providing reference for such faults.

Keywords：adjustable cone;inlet;engine

0  引  言

調节锥是外场维护过程中需密切关注的部件，其故障率高，而且对调节锥故障的原因没有进行总结。为了找出调节锥故障的原因，本文以调节锥伸出故障为切入点，分析了调节锥的工作过程及各部件的工作原理，得出调节锥故障主要与大气数据计算机、信号发送器、线路问题、液压电磁开关有关，并对维护工作给出指导意见。

1  故障描述

某型飞机在例行检查时发现座舱内调节锥伸出信号灯亮，经测量发现，调节锥由正常位置向前伸出3mm。

2  故障处理

当飞机停放时，调节锥距唇口的距离应为329mm，此时座舱内信号灯灭。当调节锥自动调节失灵后，调节锥会处于伸出位，座舱内信号灯亮。调节锥的伸出和缩进是自动调节过程。

调节锥自动调节失灵后，首先将调节锥由自动调节改成手动操纵，转换继电器参与工作，使信号输出盒断开。信号输出盒退出工作不再输出电信号，此时工作系统转换为手动操纵，操纵电门将调节锥收进。

对调节锥的操纵部分进行检查，根据调节锥操纵系统的组成逐步排查大气数据计算机、信号发生器、液压电磁开关，检查发现液压电磁开关不密封，出现油液泄露，油液通过油管流入作动筒。更换液压电磁开关的密封圈，开启相关电门，应用全静压检查仪抽静压使马赫数增大，调节至可正常收放，可排除调节锥故障，调节锥可自动调节。

3  故障分析

调节锥操纵系统功用是随飞行马赫数的变化自动调节调节锥的位置，减小激波损失，获得最大空气量。超音速气流流过锥体的锥尖和中部的转折处时，受到阻挡，各产生一道斜激波。经过两道斜激波减速后，在进口处又会产生一道强度较弱的正激波。气流经过正激波后的速度降为亚音速，然后流入进气道。[1]

3.1  调节锥操纵系统的组成

调节锥操纵系统由锥体和操纵部分组成，其工作方式是液压传动和电气操纵，在特殊情况下可手动操纵。

调节锥锥体的材料是玻璃，有内外两层，其中间是蜂窝夹芯胶板。锥体有两级锥角，分别为35°和50°，其作用是产生两道斜激波，引导气流顺利进入压气机。调节锥锥体由作动筒带动，锥体移动会带动撑杆内的微动电门从而点亮信号灯。调节锥主要缺陷有脱粘、气孔、分层、疏松、越层裂纹（层间纵向裂纹）、界面分离（纤维与基体之间）、夹杂物和树脂固化不良等。[2]

调节锥操纵部分主要由大气数据计算机、信号发生器、回输电位器、液压电磁开关组成。

大气数据计算机安装在设备舱内，主要用来接收数据，并将其数据转换成电信号与回输电位器的电信号进行比较，从而控制作动筒的移动使调节锥参与工作。当马赫数M< 1.5时，大气数据计算机输出的电信号小于12V，其输出的电压小于回输电位器输出的电压，信号发生器处于不工作状态。当M≥1.5时，敏感元件感受总压和静压的大小从而计算出飞机的飞行马赫数，并将马赫数转换为电信号Vn，此时电信号大于12V，其可使信号发生器工作。[3]

信号发生器安装在前设备舱，用来比较大气数据计算机和回输电位器的信号，其内部主要由一个马蹄形磁铁和活动接触片组成，信号发生器的电流会产生磁场从而使活动接触片移动，控制开关然后向液压电磁开关发送电信号回输电位器主要由电刷和连接导线组成，当作动筒内的活塞移动时，会使电刷移动从而改变回输电位器的电压。回输电位器与信号发生器、大气数据计算机联合工作，从而使调节锥处于正确的位置。

液压电磁开关控制作动筒左右两边活塞的油压大小从而使作动筒移动，信号发生器两边的线圈控制油路。在活塞移动的同时，回输电位器的电压也会相应地发生变化。当回输电位器电压与大气数据计算机的电压相等时，调节锥移动停止，如图1所示。

3.2  调节锥操纵系统的工作过程

调节锥工作框图如图2所示。

飞机在飞行时，敏感元件首先感受总压和静压的大小从而计算出飞行马赫数。大气数据计算机将飞行马赫数转换成电信号Vf，将Vf与回输电位器产生的Vn进行比较，提供给信号发送器从而在信号发生器内产生电流。电流使信号发生器内的活动接触片移动，能控制中介继电器X2和X3工作从而使液压电磁开关左右两端的线圈接通。液压电磁开关左右两端的线圈接通，使供油或者回油开关打开，使动作筒的活塞移动，操纵调节锥向外伸出或向内收进。

3.3  故障定位与分析

调节锥意外伸出的原因可能是：

（1）大气数据计算机故障：大气数据计算机敏感器故障、大气数据计算机信息处理故障、大气数据计算机传出错误信号给信号发生器;

（2）信号发生器故障：信号发生器的活动接触片接触不良、马蹄形磁铁消磁、信号发生器无法接受来自大气数据计算机的信号，或者信号发送器无法将信号传送给液压电磁开关;

（3）线路问题：有不正常的通路存在;

（4）液压电磁开关（YDF-22B）渗漏量超过技术条件规定的要求。

调节锥伸出时平显指示马赫数是正确的，且飞行参数也是正确的，排除大气数据计算机故障。检查线路和插座未发现接触不良和不清洁的情况。手动操纵时，调节锥作动筒可以正常移动，说明信号发生器可以输出信号。检查液压电磁开关时，发现有油液泄露，但作动筒能正常伸出和收进。

液压电磁开关是三向电磁开关，主要由配油柱塞和两个弹簧组成，由信号发送器来控制，信号发送其的X2、X3开关接通后，会使液压电磁开关左右两边分别通电。电磁线圈通电，活门内的活动铁芯顶杆伸出，钢珠关闭高压路打开低压油路。配油柱塞左腔通高压路，右腔通低压油，配油柱塞在油差下左移，使动作筒左腔通来油路，右腔通回油路。因而，动作筒活塞右移，调节锥向右收进。

观察发现当液压电磁发生渗漏时，高压油由泵口进入壳体，一部分油经过小孔进入上部操纵腔，经钢球进入阀芯两端。此时钢球在高压油的作用下，封死了油路，油液流入作动筒，带动作动筒伸出。由于閥芯两端截面积相等、弹簧力相等、油压也相等，当渗漏量过大后，阀芯两端的压力不平，活门移动，调节锥伸出。所以，该故障主要原因是因为液压电磁阀渗漏量超过了规定要求。

4  结  论

本文对调节锥操纵系统进行故障排除，分析得出以下结论：

（1）调节锥的故障应重点排查大气数据计算机、信号发送器、液压放大器以及其之间的线路;

（2）每个部件可以单独进行检查，但最好是通过其所控制的部件检查其故障状态;

（3）调节锥是敏感元件，每次维护都应仔细检查。

同时提出以下建议：调节锥操纵系统对飞机的安全飞行有着非常重要的作用，在平时维护时，应用全静压检查仪抽静压使马赫数增大，当M=1.3～1.4时，起动地面液压泵向系统供压，保持座舱内液压表的指示不低于18.62MPa。当M=0.05～1.50时，可调进气锥应伸出60mm，锥位信号灯应当亮，此时记下马赫数值和相对应的锥位L。当M=1.6、1.7、1.8、1.85、1.9、1.95、2.0、2.05时，各自对应的锥位应符合无级调节曲线的要求，其误差应在规定值的范围内。由于锥体的锥尖突出到进气口的前面，在牵引飞机、盖或取堵盖时，切勿碰伤锥体。

参考文献：

[1] 蒋陵平.燃气涡轮发动机 [M].北京：清华大学出版社，2015.

[2] 许占显.歼击机进气道调节锥缺陷检测 [J].无损检测，2003（7）：378-379+384.

[3] 宋静波.飞机构造基础：第2版 [M].北京：航空工业出版社，2011.

作者简介：王林林（1990.12-），男，汉族，江西九江人，讲师，本科，研究方向：航空发动机修理、飞机修理。