（中國(guó)直升機(jī)設(shè)計(jì)研究所，江西 景德鎮(zhèn) 333000）

1 故障現(xiàn)象

直升機(jī)駕駛艙門(mén)鎖在使用過(guò)程中出現(xiàn)了如下兩類故障：

1）跳位故障：艙門(mén)鎖每個(gè)鎖點(diǎn)有兩個(gè)鎖緊位置，有的艙門(mén)鎖在飛行時(shí)從正常鎖緊位自動(dòng)彈到另一個(gè)鎖緊位置；

2）脫開(kāi)故障：艙門(mén)三個(gè)鎖點(diǎn)中的一個(gè)在飛行時(shí)偶有脫開(kāi)現(xiàn)象，產(chǎn)生響聲；

2 機(jī)構(gòu)原理

2.1 基本組成

直升機(jī)駕駛艙門(mén)鎖閉機(jī)構(gòu)分為三個(gè)部分，如圖1所示。

1）內(nèi)外鎖盤(pán)：開(kāi)門(mén)操作的機(jī)構(gòu)，包含防止誤操作的保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)；

2）抽拉鋼索組件：共3組，功能是將把手的操作運(yùn)動(dòng)分別傳遞至3個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)；

3）鎖盒組件：共3個(gè)，是鎖緊功能的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

圖1 鎖閉機(jī)構(gòu)組成示意

2.2 開(kāi)啟和鎖緊原理

鎖閉機(jī)構(gòu)鎖緊過(guò)程如圖2所示。關(guān)閉艙門(mén)時(shí)，安裝在艙門(mén)上的鎖盒（2）隨艙門(mén)一起運(yùn)動(dòng)，鎖盒內(nèi)部的棘輪（3）與固定安裝在座艙骨架上的鎖環(huán)（1）發(fā)生碰撞，在慣性力的作用下棘輪（3）克服扭簧力開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，棘爪（4）在扭簧的作用下隨著棘輪的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)；艙門(mén)到達(dá)關(guān)閉位置時(shí)鎖盒不再運(yùn)動(dòng)，棘爪將棘輪限制在鎖緊位置，艙門(mén)在飛行中的側(cè)向載荷由3個(gè)棘爪傳遞給3個(gè)鎖環(huán)，實(shí)現(xiàn)鎖緊艙門(mén)的功能。

開(kāi)啟艙門(mén)和鎖閉機(jī)構(gòu)時(shí)，先打開(kāi)保險(xiǎn)裝置，拉動(dòng)內(nèi)把手或外把手，把手機(jī)構(gòu)拉動(dòng)抽拉鋼索（5），將拉力傳遞至鎖盒中的棘爪（見(jiàn)圖2），釋放對(duì)棘輪的限制，從而釋放對(duì)艙門(mén)的約束，實(shí)現(xiàn)開(kāi)鎖，隨即棘輪在扭簧的作用下旋轉(zhuǎn)復(fù)位，艙門(mén)開(kāi)啟。

圖2 鎖緊過(guò)程示意

3 故障分析

“跳位故障”和“脫開(kāi)故障”有著相同的故障機(jī)理，連續(xù)發(fā)生兩次“跳位故障”即產(chǎn)生“脫開(kāi)故障”。

3.1 “跳位故障”機(jī)理分析

從鎖閉機(jī)構(gòu)的鎖緊和開(kāi)啟工作原理可以看出，鎖閉機(jī)構(gòu)跳位的直接原因是棘爪在外力作用下產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)行程超出棘爪對(duì)棘輪的限位行程后導(dǎo)致棘輪跳位。棘爪產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的條件是作用在棘爪上的外力大于棘爪的限位扭簧力。作用棘爪上的外力來(lái)源有兩個(gè)方面：1）飛行員操作把手時(shí)抽拉鋼索傳來(lái)的拉力；2）抽拉鋼索上的慣性和振動(dòng)載荷傳遞至棘爪。飛行中，在排除了飛行員操作的原因外，抽拉鋼索產(chǎn)生的拉力只能來(lái)自慣性和振動(dòng)載荷。

綜合分析，“跳位故障”的原因是：

1）抽拉鋼索組件中鋼索套管在把手一端未固定，導(dǎo)致鋼索套管的慣性力傳遞至抽拉鋼索。如圖3所示，抽拉鋼索組件中鋼索套管在把手一端未固定，而是由抽拉鋼索張緊，采用套接方式插在導(dǎo)向件中，鋼索套管在慣性力的作用下會(huì)直接傳遞至抽拉鋼索。

圖3 鋼索套管在把手一端的連接方式

2）抽拉鋼索組件安裝時(shí)缺少固定點(diǎn)，在慣性和振動(dòng)載荷作用下鋼索組件自由甩動(dòng)位移大，尤其是前艙門(mén)的后鎖點(diǎn)，鋼索組件長(zhǎng)度長(zhǎng)（約2000mm）、質(zhì)量較大，自由運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生大于棘爪扭簧力的慣性載荷。

3）抽拉鋼索在把手一端裝配調(diào)整困難，導(dǎo)致鋼索容易產(chǎn)生預(yù)拉力和預(yù)行程。

3.2 “脫開(kāi)故障”機(jī)理分析

“脫開(kāi)故障”與“跳位故障”機(jī)理相同，連續(xù)發(fā)生兩次“跳位故障”即產(chǎn)生“脫開(kāi)故障”。發(fā)生“脫開(kāi)故障”時(shí)，艙門(mén)在氣動(dòng)載荷的作用下發(fā)生振動(dòng)，鎖點(diǎn)處產(chǎn)生碰撞聲響。

4 問(wèn)題復(fù)現(xiàn)

在地面進(jìn)行定性的單因素模擬試驗(yàn)，分別考察以上故障原因，手動(dòng)甩動(dòng)鋼索組件，“跳位故障”和“脫開(kāi)故障”均能復(fù)現(xiàn)。

5 改進(jìn)措施

針對(duì)兩種故障產(chǎn)生的原因，提出了如下綜合性改進(jìn)措施：

1）鋼索套管兩端均采用固定連接，避免鋼索套管的慣性和振動(dòng)載荷傳遞至抽拉鋼索。

2）較長(zhǎng)的鋼索套管中部增加約束固定點(diǎn)，避免鋼索組件在飛行中產(chǎn)生自由運(yùn)動(dòng)。具體措施是：對(duì)于前艙門(mén)后鎖點(diǎn)抽拉鋼索組件增加3個(gè)固定約束點(diǎn)，通過(guò)尼龍?jiān)鷰撍鹘M件固定在艙門(mén)骨架上。

3）改進(jìn)抽拉鋼索的端頭固定形式，改善裝配調(diào)整難度，從設(shè)計(jì)上避免因裝配原因產(chǎn)生的抽拉鋼索預(yù)拉力和預(yù)行程。

6 結(jié)論

采取了本文的改進(jìn)措施后，駕駛艙門(mén)鎖閉機(jī)構(gòu)未發(fā)生跳位、脫開(kāi)故障，說(shuō)明故障定位準(zhǔn)確，機(jī)理分析正確，改進(jìn)措施有效。