某飞机翼面舵机维护方法的研究

黄大鹏 张晓光

摘 要：随着飞机飞行控制系统的不断发展，电传操纵系统逐渐由模拟式向数字式转变，直接驱动阀（DDV）作动器凭借其尺寸小、重量轻、可靠性高等诸多优点，逐渐替代电液伺服阀（EHV）式作动器，应用于国内先进战机。某型飞机翼面作动机构采用DDV舵机，在日常机务维护过程中，多次出现舵机漏油的情况。本文从DDV舵机工作原理与特性入手，通过分析舵机漏油故障原因，从硬件和软件方面提出一种DDV舵机机务维护方法。

关键词：DDV;飞行控制系统;机务维护

1 绪论

飞机控制系统是涉及飞行安全和飞行品质的关键系统，近年来飞机广泛采用电传飞行控制系统，以解决传统的机械操纵传动系统重量大、传动滞后、操纵品质差等缺点。数字式电传飞行控制系统的发展为直接驱动阀（DDV）作动器替代传统的电液伺服阀（EHV）式作动器提供了系统平台基础，易于实现全系统的数字化控制和余度管理。凭借其可靠性高、抗污染能力强、尺寸小等优点，DDV作动器广泛应用于F-18、F-22、B2等国外先进战机的作动系统中。某型飞机翼面采用DDV作动器，在机务日常维护过程中，多次出现舵机漏油甚至损坏的情况，由于舵机更换困难，检查项目繁多，维修起来更延误科研生产周期，迫切需要找出故障发生的原因以及舵机维护的正确方法。

2 直接驱动阀结构与特点

直接驱动阀由直线力马达、滑阀功率级、对中弹簧、位移传感器和伺服控制器等组成[1]。伺服控制器接收控制律输出指令，转化成控制信号传递到直线力马达上，直线位移力马达驱动阀芯产生相应的位移量，位移传感器形成位置反馈闭环控制，最终实现阀芯位移量与控制律指令成正比。

3 某飞机翼面舵机故障分析

通过研究飞机舵机工作原理以及与飞机其他系统的交联关系，结合已有几次案例分析舵机发生故障的原因。舵机漏油甚至损坏的情况频发，通过测量舵机各输入信号，控制电压均在正常范围内，排除机上线路原因。经分析漏油主要原因有两个方面：

首先，从DDV舵机特点方面分析，DDV舵机采用直接驱动式液压伺服阀，其控制分流阀的电机驱动电流较EHV舵机较大，长时间加载较大电流易造成线圈温度过高，形成胶圈老化，造成舵机漏油，甚至造成舵机烧坏。

其次，从DDV舵机应用实际方面分析，由于飞机在调试维护过程中经常需要在无液压源的情况下通电，舵机在无液压通电情况下控制指令持续输出而未能接收到位移量反馈，系统不能构成闭环，导致舵机线圈长时间电流过大，舵机温度过高，密封胶圈老化进而影响其密封性。

4 解决方案

4.1 制造专用工装

通过制作专用工装，在前起落架处于任何状态的情况下给出承载信号，可以保证不论是否具有液压源，均能实现翼面舵机在短时间内通电工作。考虑到飞机电传系统余度设置和故障监测，转换装置需将电传控制系统四个通道同时切换，具体对应关系如右表所示。

4.2 规范工艺文件

为了从操作层面杜绝类似故障的发生，需要进一步完善操作规程，在规程的电传控制系统检查调试准备工作中，加入了注意事项“在机轮非承载状态下，电传系统无液压通电时间不得大于5分钟，否则可能导致翼面舵机损坏”，从操作角度守住最后一道防线。

4.3 开展机务培训

在规范工艺文件的基础上，开展针对翼面舵机漏油故障的专题机务培训，培训内容从故障产生的原理、解决措施、预防方案等进行了详细的讲解，也进一步加强了机务人员的质量第一的工作理念。

4.4 设计升级软件

经与设计部门沟通并现场分析，设计部门决定进行软件升级，增加了飞行控制计算机判别条件，当飞机在无液压源情况下上电时间超过一定时限即切断计算机输出翼面的控制信号，避免无液压情况下翼面DDV舵机长时间加载较大的驱动电流，在设计层面避免了故障的发生。

5 试验验证

通过制造专用工装、规范工艺文件、机务培训等三个方面对飞机翼面舵机维护方法进行了改进，解决了舵机漏油故障问题。随着设计软件更改完善，进一步杜绝舵机漏油问题的发生。

6 结语

飞机电传控制系统交联影响广泛、成品结构复杂，排故难度较大。通过对此故障问题细化分解，不仅解决了影响科研生产进度的关键问题，也为公司节省成品返修、故障维护等运营成本。同时，隨着DDV舵机在飞机平台的广泛应用，此项研究也为该类伺服阀舵机在后续机型的设计与维护工作提供了参考和借鉴。

参考文献：

[1]夏立群.直接驱动阀式伺服作动器研究[J].西北工业大学学报，2006，（3）.