胡奎福 張常勝 萬劍波/凌云科技集團有限責任公司

1 故障情況

某型飛機晝間飛行時發(fā)生一起偏出跑道飛行事故征候，相關部門組成聯(lián)合調(diào)查組，開展故障原因調(diào)查。

地面檢查過程中發(fā)現(xiàn)，前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)由手動轉(zhuǎn)舵控時，手動左轉(zhuǎn)到極限位置或者任意位置時，轉(zhuǎn)舵控后前輪均可正常回到中立位置；手動右轉(zhuǎn)到極限位置時，轉(zhuǎn)舵控后前輪也可正常回到中立位置，但當手動右轉(zhuǎn)到非極限的任意位置時，轉(zhuǎn)舵控后前輪卻不能正?；氐街辛⑽恢谩８鶕?jù)這一故障現(xiàn)象，逐步排查相關附件，最后查明故障是由一件分配轉(zhuǎn)換活門引起的。將該分配轉(zhuǎn)換活門返廠檢查，發(fā)現(xiàn)內(nèi)漏量嚴重超標。分解檢查發(fā)現(xiàn)其分流活門襯筒上有兩個密封膠圈破損失效（見圖1）。

2 工作原理

2.1 前輪轉(zhuǎn)彎操縱系統(tǒng)工作原理

如圖2 所示，前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)是一個機械隨動系統(tǒng)。操縱機構(gòu)運動時，機輪跟隨轉(zhuǎn)動；操縱機構(gòu)停止時，機輪轉(zhuǎn)到相對應的位置也停止。前輪轉(zhuǎn)彎有兩種操縱狀態(tài)，分別為滑行操縱狀態(tài)和起飛著陸操縱狀態(tài)。

當轉(zhuǎn)動前輪操縱手輪時，通過滑輪的鋼索帶動差動裝置，通過差動裝置驅(qū)動，使壓力油經(jīng)控制活門、分配轉(zhuǎn)換活門進入節(jié)流活門。在油壓作用下，節(jié)流活門內(nèi)部的滑閥移動，首先切斷節(jié)流活門內(nèi)溝通作動筒兩腔的節(jié)流通道，從而溝通了進入轉(zhuǎn)彎作動筒的油路。此時，壓力油便經(jīng)節(jié)流活門進入轉(zhuǎn)彎作動筒的一腔，使前輪轉(zhuǎn)動。作動筒另一腔的油液經(jīng)節(jié)流活門、分配轉(zhuǎn)換活門、手操縱控制活門回油。當向相反方向轉(zhuǎn)動手輪時，手操縱控制活門中的滑閥向相反方向運動，機輪也就向相反方向轉(zhuǎn)動。

操縱方向舵腳蹬板使方向舵轉(zhuǎn)動的同時，方向舵操縱系統(tǒng)的拉桿帶動舵板活門搖臂轉(zhuǎn)動，使舵板活門內(nèi)的分流活門轉(zhuǎn)動，接通了油路，壓力油經(jīng)過舵板活門、分配轉(zhuǎn)換活門進入節(jié)流活門。在油壓作用下，節(jié)流活門內(nèi)部的滑閥移動，首先切斷節(jié)流活門內(nèi)溝通作動筒兩腔的節(jié)流通道，從而溝通了進入轉(zhuǎn)彎作動筒的油路。此時，壓力油便經(jīng)節(jié)流活門進入轉(zhuǎn)彎作動筒的一腔，使前輪轉(zhuǎn)動。作動筒另一腔的油液經(jīng)節(jié)流活門、分配轉(zhuǎn)換活門、舵板活門回油。向相反方向蹬動方向舵腳蹬板時，舵板活門中的分流活門向相反方向轉(zhuǎn)動，機輪也就向相反方向轉(zhuǎn)動。

圖1 分流活門襯套膠圈

不使用前輪轉(zhuǎn)彎操縱系統(tǒng)時，前輪的穩(wěn)定距使前輪處于中立位置，節(jié)流活門內(nèi)的節(jié)流通道把轉(zhuǎn)彎作動筒的兩個腔連接起來，和轉(zhuǎn)彎作動筒一起組成減擺裝置。

手控左轉(zhuǎn)、手控右轉(zhuǎn)、舵控左轉(zhuǎn)、舵控右轉(zhuǎn)時的系統(tǒng)油路走向見 圖3。

2.2 分配轉(zhuǎn)換活門工作原理

分配轉(zhuǎn)換活門的功用是當用手輪操縱前輪轉(zhuǎn)彎改為用舵板操縱前輪轉(zhuǎn)彎時，在壓力作用下，分配活門自動將手輪操縱油路轉(zhuǎn)換為舵板操縱油路，使前輪處在起飛著陸操縱狀態(tài)。

圖2 前輪轉(zhuǎn)彎操縱系統(tǒng)原理圖

圖3 不同狀態(tài)時的系統(tǒng)油路走向

分配轉(zhuǎn)換活門主要由殼體、襯套、分流活門和彈簧等組成。殼體上有6 個接管嘴，接管嘴A 和E 與手操縱活門兩個輸出管嘴相連，接管嘴D 和F 與舵板活門的兩個輸出管嘴相連，接管嘴В 和C 與節(jié)流活門的兩個輸入接管嘴 相連。

手操縱狀態(tài)時，分配轉(zhuǎn)換活門中的分流活門在彈簧作用下處于左極限位置，接管嘴A 和В 相通，E 和C 相通，如圖4 所示。舵控狀態(tài)時，壓力油從接管嘴D 或F 輸入活門，油壓克服彈簧力使分流活門移動到右極限位置，此時接管嘴F 和В 相通，D 和C 相通，如圖5所示。手控左轉(zhuǎn)、手控右轉(zhuǎn)、舵控左轉(zhuǎn)、舵控右轉(zhuǎn)時的分配轉(zhuǎn)換活門油路走向見圖6。

圖4 分配轉(zhuǎn)換活門手操縱狀態(tài)

3 偏出跑道飛行事故征候原因分析

3.1 分配轉(zhuǎn)換活門失效對系統(tǒng)的影響分析

圖5 分配轉(zhuǎn)換活門舵控狀態(tài)

手操縱前輪轉(zhuǎn)彎時，分配轉(zhuǎn)換活門中的分流活門在彈簧作用下處于左極限位置，接管嘴A 和В 相通，E 和C 相通。雖然分流活門襯套上的中間和靠彈簧一側(cè)各有一個膠圈破損，但此時無論是左轉(zhuǎn)還是右轉(zhuǎn)，壓力油都不對分流活門產(chǎn)生向右的推力，分流活門在彈簧作用下仍處于左極限位置，油路走向正常。雖然因膠圈破損導致來油路向回油路有少量泄漏，來油路壓力會下降，轉(zhuǎn)彎的效率也會因此降低，但是轉(zhuǎn)彎功能基本可以實現(xiàn)。

手操縱轉(zhuǎn)舵控時，如果分配轉(zhuǎn)換活門不存在膠圈破損故障，壓力油從接管嘴D 或F 輸入活門，油壓克服彈簧力使分流活門移動到右極限位置，此時接管嘴F 和В 相通，D 和C 相通。

舵控右轉(zhuǎn)時，壓力油從D 管嘴進入，油壓克服彈簧力使分流活門右移，由于C 管嘴兩邊膠圈完好，壓力油穩(wěn)定通向C 管嘴，因此舵控右轉(zhuǎn)功能完全 正常。

舵控左轉(zhuǎn)時，壓力油從F 管嘴進入，由于分流活門襯套上的中間和靠彈簧一側(cè)各有一個膠圈破損，壓力油會向回油腔和A 管嘴同時泄漏，壓力急劇下降，不足以克服彈簧力使分流活門右移到極限位置，油路轉(zhuǎn)換功能可能失效，失效程度取決于膠圈破損程度和操縱狀態(tài)，如圖7 所示。

圖6 不同狀態(tài)的分配轉(zhuǎn)換活門油路走向

圖7 膠圈破損時分配轉(zhuǎn)換活門油路走向

圖8 手操縱活門

3.2 手動右轉(zhuǎn)到任意位置時轉(zhuǎn)舵控后不能回到中立位置原因分析

檢查過程中，發(fā)現(xiàn)前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)由手動轉(zhuǎn)舵控時，手動右轉(zhuǎn)到極限位置時，轉(zhuǎn)舵控后可以回到中立位置，但是手動右轉(zhuǎn)到任意位置時，轉(zhuǎn)舵控后卻不能回到中立位置。這一差異源于手操縱活門在這兩種操縱狀態(tài)的工作差 異。

如圖8 所示，手操縱轉(zhuǎn)彎時，手操縱活門的手柄轉(zhuǎn)到任意角度時，手輪停止轉(zhuǎn)動，帶有小齒輪的軸12也停止轉(zhuǎn)動，通過撥桿3 將滑閥18 返回到中立位置，使進入轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)的油路切斷，因而前輪停止偏轉(zhuǎn)，保持在與手輪相對應的角度位置上。手操縱活門的手柄轉(zhuǎn)到最大角度時，手輪停止轉(zhuǎn)動，前輪轉(zhuǎn)到極限位置，手操縱活門的分流活門此時并不回中立，在轉(zhuǎn)舵控時手操縱活門還在繼續(xù)供油（至E 管嘴）。

手操縱右轉(zhuǎn)前輪到極限位置轉(zhuǎn)舵控時，E 管嘴還有來自手操縱活門的高壓油，從F 管嘴來的高壓油向E、C 腔的泄漏受阻，只有向A 低壓腔的泄漏，因此，F(xiàn) 與A 的壓差還可以克服彈簧力使分流活門右移，實現(xiàn)舵控左轉(zhuǎn)功 能。

手操縱右轉(zhuǎn)前輪到任意位置轉(zhuǎn)舵控時，E 管嘴沒有來自手操縱活門的高壓油，E、C 腔、A 腔均為低壓腔，從F管嘴來的高壓油同時向EC 腔和A 腔泄漏，因此，F(xiàn) 與A 的壓差已不能克服彈簧力使分流活門右移，舵控左轉(zhuǎn)功能失效。

4 結(jié)論

從返廠檢查結(jié)果和理論分析可以看出，該起飛機偏出跑道飛行事故征候原因是由分配轉(zhuǎn)換活門的分流活門襯筒上的兩個密封膠圈破損引起，該處密封膠圈破損對系統(tǒng)產(chǎn)生的影響與飛行故障現(xiàn)象和地面檢查發(fā)現(xiàn)的異?，F(xiàn)象完全吻合。