李世林，袁海環(huán)，羅文東

(1.華夏航空教育科技產(chǎn)業(yè)有限公司，重慶400120；2.上海飛機(jī)客戶服務(wù)有限公司，上海 200241；3.重慶航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院，重慶 400120)

1 CRJ2OO型飛機(jī)襟翼控制原理

襟翼系統(tǒng)由安裝在左右大翼后緣鉸鏈連接的內(nèi)外側(cè)雙襟翼板構(gòu)成（如圖1所示），主要控制部件有：襟翼操縱桿、襟翼電子控制組件（FECU）、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置（PDU）、襟翼作動(dòng)筒、剎車位置傳感器組件（BPSU）等。

圖1 襟翼系統(tǒng)控制原理圖

襟翼操縱桿機(jī)械操作兩個(gè)五位多觸點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)開關(guān)，每一個(gè)位置提供離散信號(hào)給FECU的兩個(gè)通道。FECU根據(jù)來自襟翼操縱桿和來自BPSU的位置數(shù)據(jù)指令操縱系統(tǒng)，襟翼操縱桿和BPSU向FECU發(fā)送信號(hào)，然后FECU發(fā)出正確指令來操作PDU，當(dāng)襟翼控制桿選擇到一個(gè)位置后，F(xiàn)ECU向馬達(dá)提供電源以操縱系統(tǒng)，同時(shí)解除PDU和BPSU剎車。當(dāng)達(dá)到選擇的襟翼角度后，襟翼被PDU鎖在該位置并且BPSU剎車。

PDU包括連個(gè)電動(dòng)馬達(dá)和剎車位置，一個(gè)匯總齒輪組件、減速傳動(dòng)裝置、滑動(dòng)離合器、扭矩限制器。每個(gè)馬達(dá)包括瞬態(tài)抑制器、過熱傳感器和電動(dòng)機(jī)械剎車裝置。PDU有一個(gè)雙輸出軸，與左右兩側(cè)撓性驅(qū)動(dòng)軸相連，撓性軸將扭矩從PDU傳向每一個(gè)襟翼作動(dòng)筒、BPSU。8個(gè)襟翼作動(dòng)筒被安裝在襟翼后緣，每塊襟翼有兩個(gè)作動(dòng)筒，每個(gè)作動(dòng)筒具有單級(jí)螺紋的球形螺帽和螺桿。內(nèi)、外側(cè)襟翼上安裝有兩個(gè)不同的齒輪減速器來同步襟翼運(yùn)動(dòng)[1-3]。

BPSCU安裝在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的外尾部，作為PDU剎車的備份，并提供位置信號(hào)給FECU，用于位置監(jiān)視、不對(duì)稱、超速、低速、旋轉(zhuǎn)方向和無指令偏轉(zhuǎn)等保護(hù)功能。另外，龐巴迪為防止外側(cè)襟翼某個(gè)襟翼作動(dòng)器卡組導(dǎo)致襟翼變形，加裝偏斜探測(cè)系統(tǒng)（SDS），當(dāng)外側(cè)襟翼的兩個(gè)扭轉(zhuǎn)探測(cè)傳感器探測(cè)到扭轉(zhuǎn)差值超過2°時(shí)，關(guān)閉PDU電源。

2 襟翼故障卡阻分析

襟翼卡阻是襟翼系統(tǒng)故障的最常見故障，引起襟翼卡阻的部件和系統(tǒng)有：BPSU、FECU、PDU、SDS系統(tǒng)，還有作動(dòng)器、軟軸等冷凍和機(jī)械卡阻。襟翼卡阻是由于FECU探測(cè)到PDU的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電流超過臨界值而停止襟翼驅(qū)動(dòng)導(dǎo)致。監(jiān)控算法分為兩類：（1）軟卡阻監(jiān)控，電流超過 12.6A 并持續(xù) 1.4s；（2）硬卡阻監(jiān)控，瞬時(shí)電流超過26A。

2.1 機(jī)械卡阻

機(jī)械卡阻屬于軟卡阻，通過發(fā)生在空中收放襟翼過程中，受氣動(dòng)載荷的影響，與飛行速度、飛行姿態(tài)有一定關(guān)系，往往卡在大角度?？赡茉?yàn)榻笠碜鲃?dòng)器磨損卡滯、軟軸內(nèi)有過多的油脂、軟軸扭曲損傷、PDU齒輪盒損傷、內(nèi)部卡滯和鎖死。

此類故障現(xiàn)象為進(jìn)近放襟翼時(shí)，卡阻在襟翼大角度，且故障發(fā)生在夏季，地面可以復(fù)位，而且?guī)状闻殴屎蟮孛鏈y(cè)試不出來，試飛后故障可能重現(xiàn)。故障多以作動(dòng)器卡阻、異響、球形螺帽軸側(cè)向間隙超標(biāo)以及齒輪盒漏油等表現(xiàn)形式呈現(xiàn)，并伴隨有BPSU和PDU在長(zhǎng)期大力矩工作環(huán)境下出現(xiàn)性能衰減，這些都是典型的機(jī)械卡阻案例。

2.2 冷凍卡阻

冷凍卡阻屬于硬卡阻，通常發(fā)生在飛機(jī)巡航一段時(shí)間進(jìn)近放襟翼時(shí)，由于襟翼傳動(dòng)系統(tǒng)中進(jìn)入水分或者軟軸內(nèi)有過多的油脂，當(dāng)環(huán)境溫度低于冰點(diǎn)，油水凝滯，襟翼軟軸傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部傳動(dòng)力矩增大超過PDU馬達(dá)驅(qū)動(dòng)力矩，使得襟翼無法放出直接卡在0位。

此類故障多發(fā)生在冬季，出現(xiàn)在行進(jìn)過程中，襟翼卡在0度，地面可以復(fù)位，無法再現(xiàn)故障。對(duì)于類似襟翼卡阻故障，在FECU內(nèi)若有BPSU故障、襟翼卡阻、大電流等故障信息，不要急于更換BPSU，應(yīng)該做襟翼作動(dòng)筒冷凍試驗(yàn)，判定故障源后再酌情更換。龐巴迪對(duì)新的襟翼作動(dòng)筒進(jìn)行升級(jí)，提高了封嚴(yán)性能，在作動(dòng)筒殼體與接頭處加裝墊片，提高作動(dòng)筒保險(xiǎn)孔的防水性能。

2.3 BPSU性能不穩(wěn)定

在排除襟翼由于機(jī)械或冷凍卡阻后，BPSU性能的不穩(wěn)定也是造成故障的原因。在進(jìn)行襟翼收放過程中，右側(cè)BPSU剎車功能在進(jìn)行收放過程中有時(shí)部分起作用，其使得BPSU機(jī)械作動(dòng)力矩有時(shí)較大，使得PDU右側(cè)負(fù)載過大，襟翼在空中收放需要較大的作動(dòng)力矩故有卡阻現(xiàn)象，在地面襟翼進(jìn)行收放相對(duì)作動(dòng)力矩較小故不至于出現(xiàn)襟翼卡阻只表現(xiàn)為作動(dòng)慢。FECU檢測(cè)到左右作動(dòng)力矩不一致，可能是PDU故障或BPSU故障或其他原因引起的機(jī)械卡阻，由于FECU檢測(cè)BPSU的功能主要是檢測(cè)其線圈通斷，和開鎖等功能，部分失效是無法檢測(cè)的，故在FECU上進(jìn)行測(cè)試BPSU能通過[4]。在地面排故過程中，因多次收放襟翼，后來BPSU故障加重，一直處于剎車狀態(tài)無法解鎖，使得襟翼無法收放，這時(shí)FECU也就檢測(cè)到了BPSU故障。BPSU故障時(shí)，多次收放襟翼，因BPSU作動(dòng)力矩較大造成PDU相對(duì)負(fù)載過大，因其襟翼作動(dòng)力矩在手冊(cè)規(guī)定范圍內(nèi)，而不至于使得FECU保護(hù)功能起作用停止作動(dòng)襟翼，但是對(duì)PDU隱性損傷較大。

3 襟翼卡阻排故經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

在襟翼卡阻排故是要結(jié)合故障現(xiàn)象和FIM來排除故障。如果地面可以再現(xiàn)故障，此時(shí)可能引起卡阻的故障件有：FECU，PDU，BPSU。配合故障信息和代碼進(jìn)行更換來隔離故障。

如果地面無法再現(xiàn)故障，這時(shí)需要區(qū)分開機(jī)械卡阻和冷凍卡阻，如果從故障現(xiàn)象判斷出是機(jī)械卡阻，按以下步驟排故：收放襟翼，聽襟翼作動(dòng)器是否有異響，更換異響作動(dòng)器；收放襟翼，摸襟翼作動(dòng)器球形螺帽是否異常發(fā)熱，更換異常作動(dòng)器；上下晃動(dòng)襟翼，檢查球形螺帽是否有軸向和側(cè)向間隙，更換有間隙作動(dòng)器；檢查襟翼作動(dòng)是否滲漏，更換滲漏作動(dòng)器；人工搖上襟翼，檢查襟翼作動(dòng)器上止動(dòng)點(diǎn)，不在下圖范圍內(nèi)，則需調(diào)校至范圍內(nèi)；人工再搖至0位（回轉(zhuǎn)10圈）進(jìn)行力矩測(cè)試，超標(biāo)更換相應(yīng)側(cè)作動(dòng)器。

如從故障現(xiàn)象上判斷為冷凍卡阻，按以下步驟排故：拆下所有軟軸檢查是否有水分，如發(fā)現(xiàn)有做軟軸氣壓測(cè)試，更換未通過測(cè)試和發(fā)現(xiàn)腐蝕的軟軸；取出軟軸芯，檢查其是否有水、腐蝕或扭轉(zhuǎn)痕跡，如有則更換軟軸。如發(fā)現(xiàn)過多油脂，重新做軟軸勤務(wù)。將軟軸重新裝回，手轉(zhuǎn)軟軸，轉(zhuǎn)不動(dòng)則更換該軟軸、手搖故障側(cè)襟翼，判斷力矩是否在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，檢查故障側(cè)襟翼軟軸內(nèi)部是否有水分，如果有則做軟軸壓力測(cè)試，視情更換軟軸或重新清潔潤(rùn)滑軟軸，將故障側(cè)作動(dòng)器冷凍測(cè)試檢查是否在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，更換超標(biāo)作動(dòng)器。

4 結(jié)論

FECU里記錄的故障信息代碼對(duì)于機(jī)械卡阻和冷凍卡阻并無區(qū)別，但在具體排故措施上卻有一定的差異，一旦故障發(fā)生，了解襟翼卡阻的時(shí)間和發(fā)生卡阻的位置、地面能否重現(xiàn)、區(qū)分卡阻原因，成為排除襟翼卡阻故障的先決條件。