黃大鵬 張曉光

摘 要：隨著飛機(jī)飛行控制系統(tǒng)的不斷發(fā)展，電傳操縱系統(tǒng)逐漸由模擬式向數(shù)字式轉(zhuǎn)變，直接驅(qū)動閥（DDV）作動器憑借其尺寸小、重量輕、可靠性高等諸多優(yōu)點(diǎn)，逐漸替代電液伺服閥（EHV）式作動器，應(yīng)用于國內(nèi)先進(jìn)戰(zhàn)機(jī)。某型飛機(jī)翼面作動機(jī)構(gòu)采用DDV舵機(jī)，在日常機(jī)務(wù)維護(hù)過程中，多次出現(xiàn)舵機(jī)漏油的情況。本文從DDV舵機(jī)工作原理與特性入手，通過分析舵機(jī)漏油故障原因，從硬件和軟件方面提出一種DDV舵機(jī)機(jī)務(wù)維護(hù)方法。

關(guān)鍵詞：DDV;飛行控制系統(tǒng);機(jī)務(wù)維護(hù)

1 緒論

飛機(jī)控制系統(tǒng)是涉及飛行安全和飛行品質(zhì)的關(guān)鍵系統(tǒng)，近年來飛機(jī)廣泛采用電傳飛行控制系統(tǒng)，以解決傳統(tǒng)的機(jī)械操縱傳動系統(tǒng)重量大、傳動滯后、操縱品質(zhì)差等缺點(diǎn)。數(shù)字式電傳飛行控制系統(tǒng)的發(fā)展為直接驅(qū)動閥（DDV）作動器替代傳統(tǒng)的電液伺服閥（EHV）式作動器提供了系統(tǒng)平臺基礎(chǔ)，易于實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)的數(shù)字化控制和余度管理。憑借其可靠性高、抗污染能力強(qiáng)、尺寸小等優(yōu)點(diǎn)，DDV作動器廣泛應(yīng)用于F-18、F-22、B2等國外先進(jìn)戰(zhàn)機(jī)的作動系統(tǒng)中。某型飛機(jī)翼面采用DDV作動器，在機(jī)務(wù)日常維護(hù)過程中，多次出現(xiàn)舵機(jī)漏油甚至損壞的情況，由于舵機(jī)更換困難，檢查項目繁多，維修起來更延誤科研生產(chǎn)周期，迫切需要找出故障發(fā)生的原因以及舵機(jī)維護(hù)的正確方法。

2 直接驅(qū)動閥結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)

直接驅(qū)動閥由直線力馬達(dá)、滑閥功率級、對中彈簧、位移傳感器和伺服控制器等組成[1]。伺服控制器接收控制律輸出指令，轉(zhuǎn)化成控制信號傳遞到直線力馬達(dá)上，直線位移力馬達(dá)驅(qū)動閥芯產(chǎn)生相應(yīng)的位移量，位移傳感器形成位置反饋閉環(huán)控制，最終實(shí)現(xiàn)閥芯位移量與控制律指令成正比。

3 某飛機(jī)翼面舵機(jī)故障分析

通過研究飛機(jī)舵機(jī)工作原理以及與飛機(jī)其他系統(tǒng)的交聯(lián)關(guān)系，結(jié)合已有幾次案例分析舵機(jī)發(fā)生故障的原因。舵機(jī)漏油甚至損壞的情況頻發(fā)，通過測量舵機(jī)各輸入信號，控制電壓均在正常范圍內(nèi)，排除機(jī)上線路原因。經(jīng)分析漏油主要原因有兩個方面：

首先，從DDV舵機(jī)特點(diǎn)方面分析，DDV舵機(jī)采用直接驅(qū)動式液壓伺服閥，其控制分流閥的電機(jī)驅(qū)動電流較EHV舵機(jī)較大，長時間加載較大電流易造成線圈溫度過高，形成膠圈老化，造成舵機(jī)漏油，甚至造成舵機(jī)燒壞。

其次，從DDV舵機(jī)應(yīng)用實(shí)際方面分析，由于飛機(jī)在調(diào)試維護(hù)過程中經(jīng)常需要在無液壓源的情況下通電，舵機(jī)在無液壓通電情況下控制指令持續(xù)輸出而未能接收到位移量反饋，系統(tǒng)不能構(gòu)成閉環(huán)，導(dǎo)致舵機(jī)線圈長時間電流過大，舵機(jī)溫度過高，密封膠圈老化進(jìn)而影響其密封性。

4 解決方案

4.1 制造專用工裝

通過制作專用工裝，在前起落架處于任何狀態(tài)的情況下給出承載信號，可以保證不論是否具有液壓源，均能實(shí)現(xiàn)翼面舵機(jī)在短時間內(nèi)通電工作?？紤]到飛機(jī)電傳系統(tǒng)余度設(shè)置和故障監(jiān)測，轉(zhuǎn)換裝置需將電傳控制系統(tǒng)四個通道同時切換，具體對應(yīng)關(guān)系如右表所示。

4.2 規(guī)范工藝文件

為了從操作層面杜絕類似故障的發(fā)生，需要進(jìn)一步完善操作規(guī)程，在規(guī)程的電傳控制系統(tǒng)檢查調(diào)試準(zhǔn)備工作中，加入了注意事項“在機(jī)輪非承載狀態(tài)下，電傳系統(tǒng)無液壓通電時間不得大于5分鐘，否則可能導(dǎo)致翼面舵機(jī)損壞”，從操作角度守住最后一道防線。

4.3 開展機(jī)務(wù)培訓(xùn)

在規(guī)范工藝文件的基礎(chǔ)上，開展針對翼面舵機(jī)漏油故障的專題機(jī)務(wù)培訓(xùn)，培訓(xùn)內(nèi)容從故障產(chǎn)生的原理、解決措施、預(yù)防方案等進(jìn)行了詳細(xì)的講解，也進(jìn)一步加強(qiáng)了機(jī)務(wù)人員的質(zhì)量第一的工作理念。

4.4 設(shè)計升級軟件

經(jīng)與設(shè)計部門溝通并現(xiàn)場分析，設(shè)計部門決定進(jìn)行軟件升級，增加了飛行控制計算機(jī)判別條件，當(dāng)飛機(jī)在無液壓源情況下上電時間超過一定時限即切斷計算機(jī)輸出翼面的控制信號，避免無液壓情況下翼面DDV舵機(jī)長時間加載較大的驅(qū)動電流，在設(shè)計層面避免了故障的發(fā)生。

5 試驗(yàn)驗(yàn)證

通過制造專用工裝、規(guī)范工藝文件、機(jī)務(wù)培訓(xùn)等三個方面對飛機(jī)翼面舵機(jī)維護(hù)方法進(jìn)行了改進(jìn)，解決了舵機(jī)漏油故障問題。隨著設(shè)計軟件更改完善，進(jìn)一步杜絕舵機(jī)漏油問題的發(fā)生。

6 結(jié)語

飛機(jī)電傳控制系統(tǒng)交聯(lián)影響廣泛、成品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，排故難度較大。通過對此故障問題細(xì)化分解，不僅解決了影響科研生產(chǎn)進(jìn)度的關(guān)鍵問題，也為公司節(jié)省成品返修、故障維護(hù)等運(yùn)營成本。同時，隨著DDV舵機(jī)在飛機(jī)平臺的廣泛應(yīng)用，此項研究也為該類伺服閥舵機(jī)在后續(xù)機(jī)型的設(shè)計與維護(hù)工作提供了參考和借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]夏立群.直接驅(qū)動閥式伺服作動器研究[J].西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2006，（3）.