陳子嶸

(東航工程技術(shù)公司,上海 200335)

747-400F貨艙機(jī)頭門系統(tǒng)原理及故障分析

陳子嶸

(東航工程技術(shù)公司,上海 200335)

747-400F全貨機(jī)機(jī)有一套不同于其他飛機(jī)的系統(tǒng),就是貨艙機(jī)頭門系統(tǒng),這套系統(tǒng)是為了滿足超長(zhǎng)貨板裝卸而特別設(shè)計(jì)的一套工作系統(tǒng),本文基于這一工作系統(tǒng),結(jié)合機(jī)型手冊(cè),實(shí)際工作,就該系統(tǒng)的工作原理和航線故障進(jìn)行分析和整理。

全貨機(jī) 機(jī)頭門系統(tǒng) 裝載 故障

1 貨艙機(jī)頭門系統(tǒng)的工作原理

1.1 概述

貨艙機(jī)頭門系統(tǒng)主要包含以下主要部件:(1)推拉凸輪作動(dòng)器。(2)21個(gè)鎖裝置。(3)電動(dòng)驅(qū)動(dòng)組件。(4)2個(gè)驅(qū)動(dòng)軟軸。(5)2個(gè)線性作動(dòng)器。(6)可調(diào)節(jié)整流罩。(如圖1所示)

當(dāng)貨艙機(jī)頭門在鎖定位置時(shí),貨艙機(jī)頭門是利用16個(gè)電動(dòng)的鎖銷和5個(gè)固定的鎖銷固定在飛機(jī)的機(jī)身結(jié)構(gòu)上的。機(jī)頭門在開關(guān)操作是在主貨艙的燈光和控制面板上進(jìn)行控制的。機(jī)頭門的鎖定信號(hào)指示面板就位于控制面板下方,機(jī)頭門關(guān)閉信號(hào)面板位于鎖定信號(hào)指示面板下方,在機(jī)身的右側(cè)還有鎖作動(dòng)筒測(cè)試面板,機(jī)頭門控制設(shè)備組件。

圖1

1.2 工作原理

1.2.1 機(jī)頭門鎖系統(tǒng)

機(jī)頭門鎖系統(tǒng)在機(jī)頭前緣上包括21個(gè)鎖銷機(jī)構(gòu),為了方便識(shí)別這些鎖銷機(jī)構(gòu),分為左側(cè)1號(hào)到10號(hào)鎖銷機(jī)構(gòu),右側(cè)1號(hào)到10號(hào)鎖銷機(jī)構(gòu),還有一個(gè)單獨(dú)的11號(hào)鎖銷機(jī)構(gòu)位于機(jī)頭頂部。左右兩側(cè)1號(hào)到8號(hào)鎖銷機(jī)構(gòu)是由電動(dòng)作動(dòng)筒驅(qū)動(dòng)的,左右兩側(cè)的9號(hào)、10號(hào),以及11號(hào)鎖銷及結(jié)構(gòu)是固定式的。(如圖2所示)

圖2

每個(gè)電動(dòng)鎖銷機(jī)構(gòu)都包括一個(gè)與機(jī)頭緊密配合的機(jī)構(gòu)(PORTAL LATCH FITTING),一個(gè)由電馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的鎖銷,馬達(dá)剎車,過載保護(hù)器,減速齒輪系。在作動(dòng)器的內(nèi)部有位置限制電門,用來(lái)控制作動(dòng)器的伸長(zhǎng)和收縮量,它的三相交流電是由主貨艙操作匯流條供給的。同時(shí)該作動(dòng)器也可以采用人工控制的方法驅(qū)動(dòng)(MANUAL DRIVE INPUT),人工驅(qū)動(dòng)軸上裝有剪切銷用來(lái)防止驅(qū)動(dòng)力過大造成作動(dòng)器的損壞。

圖3

1.2.2 機(jī)頭門推拉凸輪作動(dòng)器

推拉凸輪作動(dòng)器(PUSH-PULL CAM ACTUATOR)的作用是,當(dāng)機(jī)頭門關(guān)閉時(shí)將機(jī)頭門拉回到關(guān)閉位,使鎖作動(dòng)器將機(jī)頭門鎖住。當(dāng)機(jī)頭門打開時(shí),將機(jī)頭門推離結(jié)構(gòu)封嚴(yán)大約1．3英寸(3．3厘米),使機(jī)頭門可以順利打開。(如圖3所示)

推拉凸輪作動(dòng)器的電源是有主貨艙操作匯流條供給的。作動(dòng)器包括了一個(gè)直流馬達(dá),熱敏過載保護(hù)器,一個(gè)齒輪箱,控制伸出和收回的位置極限電門。當(dāng)機(jī)械到達(dá)極限位置時(shí),作動(dòng)器自動(dòng)停止,如果極限電門損壞或故障,我們還可以采用人工操控(M ANU AL DRIVE)的方式進(jìn)行操作。

1.2.3 機(jī)頭門提升系統(tǒng)

機(jī)頭門提升系統(tǒng)主要包括一個(gè)電源驅(qū)動(dòng)組件(DRIVE UNIT),2根驅(qū)動(dòng)軟軸(FLEXIBLE DRIVE SHAFT),2個(gè)線性的作動(dòng)器(LINEAR ACTUATOR)。注:電源驅(qū)動(dòng)組件同時(shí)驅(qū)動(dòng)2個(gè)線性作動(dòng)器。(如圖4所示)

圖4

電源驅(qū)動(dòng)組件的三相電源是由主貨艙貨艙操作匯流條供給的,驅(qū)動(dòng)組件主要包括了一個(gè)交流馬達(dá),位置極限電門,過載保護(hù)裝置。

線性作動(dòng)器包括一個(gè)旋轉(zhuǎn)的蝸桿,它通過萬(wàn)向接頭連接在機(jī)頭門的結(jié)構(gòu)件上,蝸桿是由電源驅(qū)動(dòng)組件驅(qū)動(dòng),通過旋轉(zhuǎn)渦輪來(lái)控制機(jī)頭門的開度。位置極限電門是包含在提升驅(qū)動(dòng)組件中的,因此在軟軸脫開后需要重新校準(zhǔn)才能保證2根軟軸的同步性。在更換軟軸,人工驅(qū)動(dòng)組件和更換驅(qū)動(dòng)組件時(shí)通常會(huì)發(fā)生這種情況。

1.2.4 機(jī)頭門的信號(hào)指示和測(cè)試系統(tǒng)

機(jī)頭門的控制是通過位于飛機(jī)左側(cè)裝載中心的H121面板實(shí)現(xiàn)的,面板主要包括系統(tǒng)的電源開關(guān),門的控制開關(guān),4個(gè)電源指示燈和燈的測(cè)試開關(guān)。(如圖5所示)

機(jī)頭門鎖指示面板H449就位于面板H121下方,H449面板有16個(gè)綠色和琥珀色相間的指示燈,當(dāng)綠色燈( LATCHED)亮?xí)r表示門的鎖銷完全伸出,當(dāng)琥珀色燈(NOT LCHD)亮起時(shí)表示門的鎖銷沒有完全伸出,機(jī)頭門尚未鎖好。

機(jī)頭門關(guān)閉指示面板H548也位于裝載中心,在機(jī)頭門的底部有2個(gè)臨近電門,臨近電門指示燈也是有綠色和琥珀色相間的。當(dāng)綠色燈(CLOSED)亮?xí)r,臨近電門感應(yīng)到機(jī)頭門已經(jīng)關(guān)閉,當(dāng)琥珀色燈(NOT CLOSED)亮?xí)r,臨近電門感應(yīng)機(jī)頭門沒有關(guān)閉。

門鎖測(cè)試面板H482位于機(jī)身的右側(cè),可以用來(lái)判斷16鎖作動(dòng)器的故障。旋鈕開關(guān)和2個(gè)綠色指示等可以幫忙你判斷每個(gè)所作動(dòng)器的工作狀態(tài)。

1.2.5 機(jī)頭門的操作控制

機(jī)頭門的控制面板H12 1位于機(jī)身左側(cè),電門(SYSTEM POWER)利用彈簧力保持在中立位,按壓該電門使機(jī)頭門電路接通有電,在操作機(jī)頭門開和關(guān)時(shí),必須保持電門在ON的位置。機(jī)頭門的位置指示是通過2個(gè)燈表示的,當(dāng)門完全打開到最大位置時(shí),藍(lán)色指示燈(DOOR UP)亮起,當(dāng)門完全鎖到位且16個(gè)電動(dòng)鎖銷鎖好時(shí),綠色指示燈(LATCHES CLOSED)亮起。當(dāng)電門(SYSTEM POWER)按壓至OFF位時(shí),燈(LOCK-OUT ENGAGED)是用來(lái)確認(rèn)門的控制電路完全斷電。按壓電門(LAMP TEST)可以對(duì)控制面板進(jìn)行燈光測(cè)試。(如圖5所示)

圖5

當(dāng)操作機(jī)頭門時(shí),實(shí)際上是將上述部件:驅(qū)動(dòng)組件,推拉作動(dòng)器和16個(gè)電動(dòng)鎖銷組合起來(lái)。按壓電門(SYSTEM POWER),指示燈(POWER ON)燈亮,門鎖作動(dòng)筒開始解鎖,每個(gè)鎖銷都有個(gè)位置極限電門,當(dāng)所有16個(gè)鎖銷琥珀色指示燈(NOT LCHD)亮?xí)r,說(shuō)明所有鎖銷解鎖到位,這時(shí)推拉作動(dòng)器有電,將機(jī)頭門向前推出約1．3英尺,當(dāng)推拉作動(dòng)器完全伸長(zhǎng)時(shí),電動(dòng)驅(qū)動(dòng)組件有電,操作機(jī)頭門打開,當(dāng)機(jī)頭門到最大開度時(shí),驅(qū)動(dòng)組件內(nèi)的極限電門使驅(qū)動(dòng)組件停下來(lái)的同時(shí)出發(fā)燈(DOOR UP)亮起。完全打開機(jī)頭門大概需要90秒的時(shí)間。在完全打開機(jī)頭后需要讓驅(qū)動(dòng)組件冷卻大約4分鐘后才能關(guān)閉機(jī)頭門防止驅(qū)動(dòng)組件出現(xiàn)超溫停轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

在飛機(jī)起飛前切記將電門(SYSTEM POWER)按壓至關(guān)閉位,確認(rèn)燈(LOCKOUT ENGAGED)亮起,釋放電門,這時(shí)機(jī)頭門系統(tǒng)完全失電,所有指示燈均熄滅,如果系統(tǒng)仍然有電,在EICAS顯示器上會(huì)出現(xiàn)機(jī)頭門警告。

2 故障與分析

2.1 故障描述

機(jī)頭貨艙門打開到最大時(shí),門開指示燈不亮,關(guān)閉機(jī)頭門所有鎖銷確認(rèn)鎖定后,EICAS狀態(tài)頁(yè)依然顯示DOOR NOSE CARGO信息,CMC中除了有機(jī)頭門故障信息外無(wú)其他相關(guān)故障信息。如圖6所示。

圖6

2.2 維修動(dòng)作

(1)檢查CMC52章只有DOOR NOSE CARGO故障信息。(2)懷疑機(jī)頭門提升作動(dòng)器的極限位置電門故障,更換提升作動(dòng)器,提升工作正常,故障依舊,機(jī)頭門開到最大燈依然不亮(已更換新燈泡)。(3)更換面板繼電器R761機(jī)頭門開燈依然不亮。(4)根據(jù)AMM重新校裝機(jī)頭門兩側(cè)線性作動(dòng)器,機(jī)頭門開到最大后,門開指示燈亮,關(guān)閉并鎖定機(jī)頭門后,故障信息依舊。(5)測(cè)量面板導(dǎo)線D6137P(pin8)到D3139P(pin16)正常,無(wú)短路。(6)更換MAWEA卡(YWXA002)后,信息消失,故障排除。

2.3 故障分析

(1)從SSM中可以看出門開燈不亮最有可能的是繼電器R761(紅圈)沒有吸合,但是更換繼電器后指示燈仍舊亮,于是向下游尋找接地點(diǎn),沒有接地點(diǎn)指示燈也是不亮的。如圖7所示。

圖7

(2)查看SSM中的門警告系統(tǒng)中,接地點(diǎn)是在門的提升作動(dòng)筒內(nèi)部的,所以更換提升作動(dòng)筒,更換后門開指示燈依然不亮,這是想到對(duì)機(jī)頭門線性作動(dòng)器進(jìn)行校裝,圖中關(guān)閉機(jī)頭門直到驅(qū)動(dòng)馬達(dá)不轉(zhuǎn)后安裝校裝銷ND-2,如果不能安裝需要脫開軟軸直到可以將校裝銷插入,此時(shí)拔出校裝銷,操作機(jī)頭門在全開再全關(guān),觀察檢查孔,確保作動(dòng)筒的軸在孔內(nèi)可以看到25%到75%,校裝結(jié)束后,再次操作機(jī)頭貨艙門全開,門開指示燈亮,但是機(jī)頭門EICAS狀態(tài)頁(yè)依然有DOOR NOSE CARGO故障信息。

(3)測(cè)量面板導(dǎo)線D6137P(pin8)到D3139P(pin16)正常,無(wú)短路現(xiàn)象。再次翻閱S SM分析得出,EI C AS狀態(tài)頁(yè)警告信息是由MAWEA卡架的YWXA002 SCID CARD 3給到EUI顯示的,更換YWXA002卡后,故障信息消失,至此故障全部排除。

3 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)B747-400F飛機(jī)機(jī)頭門系統(tǒng)進(jìn)行了一番梳理。一方面,對(duì)機(jī)頭門的系統(tǒng)進(jìn)行了介紹,另一方面,應(yīng)該更深入地結(jié)合系統(tǒng)原理和故障現(xiàn)象進(jìn)行合乎邏輯的推理,做到“有的放矢”的排故,從而減少盲目更換部件來(lái)判斷故障的排故習(xí)慣。排故不僅局限于更換部件和系統(tǒng)測(cè)試,尤其是對(duì)飛機(jī)重要系統(tǒng)有故障時(shí)要更加慎重和嚴(yán)謹(jǐn)處理。在嚴(yán)格遵循FIM 手冊(cè)的排故程序的基礎(chǔ)上,我們還需要要充分掌握系統(tǒng)原理、結(jié)構(gòu)和控制邏輯關(guān)系,進(jìn)行故障隔離和故障判斷。