某型飞机着陆偏航问题分析研究

祝贞凤

(空装驻南昌地区军事代表室，江西 南昌，330024)

0 引言

飞机刹车系统是飞机的重要组成部分，飞机着陆刹停过程可以认为是将飞机的巨大动能消耗掉的过程，而其中绝大部分能量是通过摩擦被消耗在刹车片上面，在刹车制动过程中还必须保证不会出现机轮卡滞、抱死现象，否则将会有侧偏的危险。本文对某型飞机着陆偏航问题进行分析研究，查找原因并提出解决措施。

1 现象描述

某型飞机66号机第2次飞行着陆滑跑过程中，飞行员反映刹车存在右偏现象。经查飞参，具体如下：1:00:23.4（飞参记录相对时间，下同）飞机着陆接地，惯导真航向角为74.652°（跑道惯导真航向角为76°），飞机左偏。飞行员通过增大右刹车指令调整航向，1:00:25.8调整好航向，惯导真航向角为76.311°。左、右刹车指令同步加大，但飞机开始右偏，1:00:31.6时，惯导真航向角为77.437°。当飞行员调整左、右刹车压力相近时，飞机开始左转，1:00:37.4时，惯导真航向角为72.57°，飞机左偏。飞行员增加右刹车指令，减小左刹车指令，1:00:40.6时，飞行员调整好航向，惯导真航向角为76.108°。更换66号机左侧轮速传感器、左侧轮胎、防滑刹车控制盒以后，66号机进行试滑，飞行员反映同步踩刹车明显左偏。

2 飞参数据分析

2.1 第一次数据分析

通过对飞机第二次飞行着陆滑跑的飞参数据进行分析，在1:00:25.8至1:00:31.6内，由于左机轮出现多次持续性深度防滑（分别在1:00:26.4、1:00:28.4、1:00:30.6出现深度防滑），即使刹车踩满，左边刹车压力无法达到最大值，压力维持在（1.3～4.4）MPa之间；右边机轮防滑较浅且次数少，压力维持在（5～7.4）MPa。具体数据见表1。

数据分析发现，约在1:00:31时，飞行员反映刹车右偏，后续过程中左刹车指令踩满，但左机轮刹车压力在3MPa上下波动，而右机轮刹车压力在6MPa上下波动，左侧刹车进入深度防滑。同时，飞行员在1:00:30.8至1:00:32.4持续蹬左舵，飞机慢慢开始左转，至1:00:32.6时，惯导真航向角为75.954°。左刹车踩满，右刹车未踩满，此时左侧刹车进入防滑，当左、右刹车压力相近甚至偏小，飞机左偏，至1:00:37.4时，惯导真航向角为72.57°，具体见表2。

表1 右偏数据

表2 左偏数据

飞行员增加右刹车指令，减小左刹车指令，至1:00:40.6时，飞行员调整好航向，惯导真航向角为76.108°。

表2 左偏数据

2.2 第二次数据分析

通过对飞机第三次试滑的飞参数据进行分析，前舱刹车情况如下：第一次左偏发生在00:09:53，左边先建压，后续左侧刹车压力始终小于右侧刹车压力，但飞机在后续1.6秒内最大左偏角度3.2°。第二次，00:09:57，右侧先踩先建压，左侧刹车压力始终小于右侧刹车压力，在1.8秒内左偏约2.1°。第三次，00:10:02，右刹车先给指令建压，飞机航向角先向右，左边刹车压力增大后，左侧刹车压力始终小于右侧刹车压力，在2秒内左偏4.3°。

后舱刹车情况如下：第一次，00:10:29，后舱飞行员操纵刹车，右侧刹车先启动0.6秒，航向角先往右侧调整，后续左侧刹车压力与右侧刹车压力相近，在2秒内飞机左偏了约2°。第二次，00:10:35，右刹车先给指令建压，飞机航向角先向右，左边刹车压力增大后，左侧刹车压力比右侧刹车压力小约1MPa，且持续2.2秒，在3秒内左偏4.7°。

3 排查分析

根据飞行员反映的现象，列出着陆偏航的故障树，见图1。针对着陆偏航故障树，对每个底事件进行分析排查。

1）方向舵舵面不在中立位置

经查看飞参，着陆偏航高速滑行过程中方向舵舵面角度最大为-6°，持续时间为0.2秒，此时飞机速度约为160km/h。根据计算仿真分析，飞机在空中状态时，飞机航向角变化为0.5°/s。因此，地面滑行时，由于地面摩擦的影响，舵面变化对航向角的影响较小。低速滑行过程中，舵面基本上在中立位置，前轮不会转动，故可以排除前轮转弯对飞机航向角的影响。故该底事件可以排除。

图1 着陆偏航故障树

2）着陆时有侧风

经查飞参，着陆滑跑过程中惯导风速为（1～4.14）m/s，对飞机影响可忽略。故该底事件可以排除。

3）前轮不在中立位置

根据地面检查情况，飞机落地状态和顶起状态，前轮均在中立位置。故该底事件可排除。

4）左右支柱压缩量不一致

目视检查压缩量无异常。经测量左右支柱气瓶充气压力合格。故该底事件可排除。

5）左右轮胎压力不一致

左轮胎充气压力860kPa，右轮胎充气压力930kPa。根据胎压曲线，左轮胎会低1mm，对飞机姿态影响可忽略。左侧轮胎的滚动阻力大于右侧，更不易打滑。故该底事件可排除。

6）带坡度着陆

经查飞参，未带坡度着陆。故该底事件可排除。

7）左右踏板行程不一致

经查飞参，左右踏板行程无差异。故该底事件可排除。

8）着陆时蹬舵

经查飞参，着陆时未蹬舵。故该底事件可排除。

9）修正操作不合理

根据2.1条飞参数据分析，飞行员修正操作合理。故该底事件可排除。

10）左右轮胎磨损不一致

地面外观检查发现，左侧轮胎胎冠部位胎面胶已磨平，右侧轮胎较新，左侧轮胎磨损比右侧严重很多，造成与地面结合系数存在明显差异，左侧轮胎更容易进入打滑状态。左侧更换新轮胎后，飞机滑行，当左右刹车压力相近时，飞机左偏。由此可以判断，左侧轮胎磨损是造成第二次滑行多次打滑的原因，但不是滑行偏航的根本原因。故该底事件可排除。

11）防滑刹车控制盒故障

地面进行防滑功能检查，未见异常。怀疑有可能为控制盒虚焊造成振动环境下接触不良，造成速度信号采集异常从而导致控制盒误判为机轮打滑，进而输出防滑信号。防滑刹车控制盒返厂检查无故障。飞机第 次滑行时多次出现踩刹车左偏，由此可以判断，着陆偏航与防滑刹车控制盒无关。故该底事件可排除。

12）电液压力伺服阀故障

发动机经开车检查发现，左刹车压力为7.6MPa，右刹车压力为8.0MPa，符合要求。故该底事件可排除。

13）左侧刹车压力传感器不准

为了验证机上左侧刹车压力传感器测量是否准确，某日上午，左侧刹车管路接机械压力表。机上显示左侧刹车压力为（7.5～7.6）MPa，机械压力表显示是7.7MPa，二者基本一致。故该底事件可排除。

14）左右刹车盘磨损

分解左右刹车装置，检查刹车片情况，外观检查无异常，后将左右刹车装置的刹车片对调安装。飞机第一次滑行后，飞行员反映未出现偏航；紧接着飞机飞行，在着陆滑行阶段，飞机稍微有点右偏，但可以接受。经飞参分析，着陆滑行阶段，航向保持较好，航向角变化在1°左右，且变化缓慢。故该底事件不可排除。

15）刹车作动筒行程不一致

经地面检查，刹车作动筒行程满足规范要求，无明显差异。故该底事件可排除。

16）左右刹车活塞未回位

经地面外观检查，左右刹车活塞均回位。故该底事件可排除。

17）轮速传感器故障

现场更换左侧轮速传感器。飞机第三次试滑时，飞机多次右偏，滑行过程中未出现较深的防滑。原机上左侧轮速传感器返厂检查无故障。由此可知，着陆偏航与轮速传感器无关。故该底事件可排除。

18）电磁干扰引起轮速信号异常

查看飞参，在空中飞行过程中轮速信号无异常跳变，未见被干扰。故该底事件可排除。

综上可知，着陆偏航与左右刹车盘磨损有关。

4 刹车力矩分析

该飞机左刹车压力为7.6MPa，右刹车压力为8.0MPa，左、右机轮压力差产生的刹车力矩差为-360.464N·m。左、右机轮刹车片对调前，双踩到底，飞机左偏，左侧刹车力矩大于右侧刹车力矩，说明左、右机轮刹车装置刹车力矩差大于360.464N·m；左、右机轮刹车片对调后，双踩到底，飞机航向保持较好，航向角变化在1°左右，且变化缓慢，左侧刹车力矩约等于右侧刹车力矩，说明左、右机轮刹车片对调前，左、右机轮刹车装置刹车力矩差略大于360.464N·m。机轮刹车装置的平均刹车力矩为4199N·m，左、右机轮刹车装置刹车力矩差与平均刹车力矩比值为8.6%（360.464/4199=8.6%），小于设计名义值20%，满足要求。

5 结论

66号机左、右刹车装置刹车片对调安装后，截止到目前，共飞行16架次/19h10min，未再出现偏航现象。通过分析可知，66号机着陆刹车过程中出现偏航与左、右刹车盘磨损有关。经对调左、右刹车装置内的刹车片，改变刹车力矩，能满足使用要求。