王蹦蹦 尹偉

摘要：針對(duì)某型飛機(jī)駕駛桿操縱空行程故障，從系統(tǒng)組成及工作原理分析產(chǎn)生空行程故障的原因，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)操縱性能、鉸鏈安裝及主要機(jī)件分析排查確定故障點(diǎn)，為該類(lèi)故障的分析和排除提供參考。

關(guān)鍵詞：駕駛桿；操縱；空行程

Keywords：control stick；control；empty stroke

1 故障現(xiàn)象

飛行員通過(guò)向前推或向后拉駕駛桿操縱水平尾翼舵面的上下偏轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)飛機(jī)縱向俯仰方向的操縱。飛行員反映某型飛機(jī)向后拉駕駛桿感覺(jué)操縱無(wú)力，再次向后拉桿才有操縱力，飛機(jī)抬頭姿態(tài)響應(yīng)遲緩，懷疑平尾操縱系統(tǒng)存在空行程故障。飛機(jī)著陸返場(chǎng)后，地勤人員依據(jù)經(jīng)驗(yàn)更換了可能引起此故障的機(jī)件：載荷機(jī)構(gòu)和液壓助力器，重新調(diào)整和檢查系統(tǒng)工作性能合格后，再次飛行時(shí)故障復(fù)現(xiàn)。飛機(jī)操縱系統(tǒng)存在空行程故障將導(dǎo)致飛機(jī)操縱性能下降，給飛行員造成較大的心理壓力。

2 系統(tǒng)組成及工作原理

該型飛機(jī)采用全動(dòng)式水平尾翼（簡(jiǎn)稱(chēng)平尾），平尾操縱系統(tǒng)組成如圖1所示，主要機(jī)件包括駕駛桿、傳動(dòng)拉桿、搖臂、載荷機(jī)構(gòu)、調(diào)整片效應(yīng)機(jī)構(gòu)和液壓助力器等，并設(shè)置了能隨飛行表速和飛行高度自動(dòng)改變系統(tǒng)傳動(dòng)系數(shù)和操縱力的力臂調(diào)節(jié)器。

操縱平尾時(shí)，飛行員推拉駕駛桿，經(jīng)拉桿和搖臂組成的傳動(dòng)桿系使力臂調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)動(dòng)，再經(jīng)拉桿和搖臂傳動(dòng)給液壓助力器上的輸入搖臂機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)配油柱塞移動(dòng)打開(kāi)液壓油路，活塞桿在液壓作用下帶動(dòng)輸出搖臂，通過(guò)傳動(dòng)桿和搖臂驅(qū)使水平尾翼偏轉(zhuǎn)。

為了保證飛機(jī)有良好的俯仰操縱性，當(dāng)飛行高度升高或飛行表速較小時(shí)，需要增大系統(tǒng)的傳動(dòng)系數(shù)和減小操縱桿力梯度；當(dāng)飛行高度降低或飛行表速增大時(shí)，則要求減小傳動(dòng)系數(shù)和增大操縱桿力梯度。力臂自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置能隨飛機(jī)飛行高度、速度的變化，按一定的規(guī)定率自動(dòng)改變力臂調(diào)節(jié)器力臂的大小，以改變系統(tǒng)的傳動(dòng)系數(shù)和桿力梯度，保證飛機(jī)在任何高度和表速下飛行都有較好的俯仰操縱性。

3 原因分析

為全面準(zhǔn)確地了解故障現(xiàn)象和飛行員操作情況，先后咨詢(xún)了該機(jī)的兩名飛行人員。一名飛行員反映，第一次故障發(fā)生在飛機(jī)著陸時(shí)，飛行員操縱駕駛桿由向前推桿改為向后拉桿的過(guò)程中明顯感覺(jué)有空行程，引起操縱無(wú)力，增大拉桿行程后才有操縱力。另一飛行員反映，第二次故障發(fā)生在更換機(jī)件后的再次飛行期間，當(dāng)飛機(jī)飛行高度分別在3000～4000m、1000～2000m和著陸中，飛行速度約360km/h時(shí)，拉駕駛桿感覺(jué)操縱桿力輕，有空行程，飛行速度達(dá)到950km/h時(shí)操縱桿力正常。

根據(jù)以上描述，結(jié)合平尾操縱系統(tǒng)的組成及工作原理，初步判斷應(yīng)是系統(tǒng)存在活動(dòng)間隙或機(jī)件故障導(dǎo)致駕駛桿操縱空行程故障，使得駕駛桿操縱動(dòng)作轉(zhuǎn)換變得遲緩無(wú)操縱力。從可能引起操縱空行程故障的以下幾方面因素進(jìn)行分析排查：

1）機(jī)械傳動(dòng)桿系存在零件松動(dòng)或磨損產(chǎn)生的活動(dòng)間隙；

2）平尾安裝存在活動(dòng)間隙；

3）載荷機(jī)構(gòu)初始桿力??；

4）力臂調(diào)節(jié)器故障；

5）調(diào)整片效應(yīng)機(jī)構(gòu)故障；

6）平尾助力器故障。

4 故障的排查與定位

4.1 系統(tǒng)操縱性能檢查

給飛機(jī)通電供壓，檢查平尾操縱性能和技術(shù)參數(shù)，查看故障是否復(fù)現(xiàn)。檢查在操縱平尾工作過(guò)程中特別是推拉駕駛桿動(dòng)作轉(zhuǎn)換時(shí)系統(tǒng)是否存在明顯的活動(dòng)間隙或松動(dòng)，是否出現(xiàn)操縱遲緩無(wú)力，是否有撞擊聲、舵面振動(dòng)或抖動(dòng)等現(xiàn)象。經(jīng)檢查，調(diào)整片效應(yīng)機(jī)構(gòu)工作正常，力臂調(diào)節(jié)器大小力臂轉(zhuǎn)換工作正常，性能參數(shù)符合要求。平尾操作過(guò)程中未發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)有明顯抖動(dòng)、工作不平穩(wěn)等異常情況。

飛行員反映當(dāng)飛行速度低于360km/ h時(shí)和著陸階段駕駛桿動(dòng)作轉(zhuǎn)換時(shí)操縱桿力輕和空行程感覺(jué)較為明顯，當(dāng)飛行速度增大到超音速時(shí)操縱正常。根據(jù)力臂調(diào)節(jié)裝置工作原理，在自動(dòng)狀態(tài)下，力臂調(diào)節(jié)器自動(dòng)調(diào)節(jié)性能異常也可能影響到操縱性能。由特設(shè)人員使用兩個(gè)全、靜壓試驗(yàn)設(shè)備，按空速表對(duì)應(yīng)的飛行速度和飛行高度進(jìn)行力臂調(diào)節(jié)器大小力臂自動(dòng)轉(zhuǎn)換性能檢查試驗(yàn)，力臂調(diào)節(jié)器自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作性能良好；查看力臂自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)大小力臂轉(zhuǎn)換相關(guān)飛參數(shù)據(jù)信息，未發(fā)現(xiàn)異常。

4.2 查看飛參記錄信息

通過(guò)飛參記錄信息判讀駕駛桿操縱動(dòng)作與平尾舵面偏轉(zhuǎn)軌跡的同步性以及駕駛桿動(dòng)作時(shí)對(duì)應(yīng)平尾舵面偏轉(zhuǎn)響應(yīng)的及時(shí)性。如果系統(tǒng)存在空行程，飛參記錄信息中會(huì)反映駕駛桿操縱與平尾偏轉(zhuǎn)不同步或遲緩、波動(dòng)數(shù)據(jù)信息。重點(diǎn)查看了飛行速度360km/h附近和著陸階段的飛參記錄數(shù)據(jù)信息，并與其他正常飛機(jī)的飛參數(shù)據(jù)信息進(jìn)行對(duì)比，未發(fā)現(xiàn)明顯的不同步和舵面響應(yīng)遲緩、異常波動(dòng)等情況。

4.3 系統(tǒng)安裝及機(jī)件檢查

通過(guò)上述平尾操縱性能檢查，系統(tǒng)操縱正常且故障未復(fù)現(xiàn)，飛參信息判讀未發(fā)現(xiàn)異常情況。要找到故障點(diǎn)還需進(jìn)一步檢查系統(tǒng)各鉸鏈點(diǎn)安裝情況，查看是否存在不明顯的松動(dòng)或磨損以及主要機(jī)件是否存在異常。

1）在系統(tǒng)連接完好的狀態(tài)下，檢查系統(tǒng)各鉸鏈點(diǎn)安裝情況。用手感檢查各拉桿、搖臂、載荷機(jī)構(gòu)、平尾助力器等機(jī)件的鉸鏈和安裝點(diǎn)，未發(fā)現(xiàn)明顯零件松動(dòng)和活動(dòng)間隙，扳動(dòng)平尾翼尖檢查平尾安裝，無(wú)活動(dòng)間隙。從28框處斷開(kāi)操縱拉桿，分別檢查駕駛桿到28框的剛性操縱桿系以及28框后主要機(jī)件操縱件的安裝情況，未發(fā)現(xiàn)明顯活動(dòng)間隙。

2）從機(jī)上拆下載荷機(jī)構(gòu)和調(diào)整片效應(yīng)機(jī)構(gòu)分別檢查。由于曾發(fā)生過(guò)因載荷機(jī)構(gòu)初始力小引起的駕駛桿操縱桿力輕故障，將載荷機(jī)構(gòu)拆下檢查載荷力和初始力，力值性能符合要求。檢查調(diào)整片效應(yīng)機(jī)構(gòu)，用手晃動(dòng)其活動(dòng)桿，感覺(jué)有明顯軸向活動(dòng)間隙，與其他飛機(jī)調(diào)整片效應(yīng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比，軸向活動(dòng)間隙偏大。將調(diào)整片效應(yīng)機(jī)構(gòu)在試驗(yàn)臺(tái)校驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)調(diào)整片效應(yīng)機(jī)構(gòu)軸向活動(dòng)間隙接近上限值。

3）平尾液壓助力器檢查。給系統(tǒng)通電供壓，推拉駕駛桿操縱平尾過(guò)程中檢查平尾助力器輸入搖臂配油工作正常，且前期已進(jìn)行更換，因此排除液壓助力器故障可能。

4）力臂調(diào)節(jié)器性能檢查。拆開(kāi)力臂調(diào)節(jié)器與操縱拉桿的連接，檢查安裝情況。用力推拉力臂調(diào)節(jié)器上耳環(huán)接頭，發(fā)現(xiàn)耳環(huán)接頭與力臂調(diào)節(jié)器上的固定點(diǎn)有輕微的徑向活動(dòng)間隙。由于力臂調(diào)節(jié)器與耳環(huán)接頭的安裝是不允許有徑向活動(dòng)間隙的，因此懷疑該活動(dòng)間隙可能是造成駕駛桿操縱空行程故障的原因。檢查對(duì)比其他飛機(jī)力臂調(diào)節(jié)器耳環(huán)接頭，無(wú)徑向活動(dòng)間隙。為驗(yàn)證判斷，將力臂調(diào)節(jié)器及拆開(kāi)機(jī)件恢復(fù)安裝，給飛機(jī)通電供壓，在機(jī)上進(jìn)行操縱驗(yàn)證。用手來(lái)回扳動(dòng)力臂調(diào)節(jié)器殼體操縱平尾，能夠感到在力臂調(diào)節(jié)器殼體上有明顯活動(dòng)間隙。推拉駕駛桿操縱平尾，駕駛桿上感受的操縱活動(dòng)間隙不明顯。隨后更換了一件耳環(huán)接頭無(wú)活動(dòng)間隙的力臂調(diào)節(jié)器，按以上方法進(jìn)行操作檢查，力臂調(diào)節(jié)器操縱過(guò)程中已無(wú)活動(dòng)間隙。

5 故障排除

基于以上故障排查和分析判斷可以確定，力臂調(diào)節(jié)器上耳環(huán)接頭存在徑向活動(dòng)間隙，以及調(diào)校機(jī)構(gòu)活動(dòng)桿軸向活動(dòng)間隙偏大，是造成駕駛桿操縱空行程故障的主要原因。更換力臂調(diào)節(jié)器并調(diào)校電動(dòng)機(jī)構(gòu)后重新調(diào)試系統(tǒng)，性能合格，經(jīng)飛行員飛行驗(yàn)證，駕駛桿操縱空行程故障消失。

6 結(jié)論

飛機(jī)出現(xiàn)操縱空行程故障通常與系統(tǒng)零件或機(jī)件磨損以及松動(dòng)產(chǎn)生活動(dòng)間隙有關(guān)，且在飛行全過(guò)程都會(huì)出現(xiàn)操縱異常，通過(guò)地面操縱檢查故障能夠復(fù)現(xiàn)。該飛機(jī)在地面系統(tǒng)操縱檢查中故障未復(fù)現(xiàn)，分析應(yīng)是臂調(diào)節(jié)器上耳環(huán)接頭徑向活動(dòng)間隙較小，故障較為隱蔽所致。在飛機(jī)低速飛行和著陸階段，平尾舵面承受氣動(dòng)載荷大，對(duì)應(yīng)駕駛桿操縱動(dòng)作轉(zhuǎn)換所需要的操縱力較大；而在高速飛行階段和地面操縱檢查時(shí)，平尾舵面氣動(dòng)載荷較小，動(dòng)作轉(zhuǎn)換所需的操縱力較小，故操縱空行程故障難以被發(fā)現(xiàn)。飛參記錄系統(tǒng)未反饋出異常操縱信息的原因是飛參傳感器的精度和靈敏度不夠，不足以記錄較小操縱空行程故障信息。

該架飛機(jī)駕駛桿操縱空行程故障的分析和排除，對(duì)今后分析處理飛機(jī)操縱系統(tǒng)空行程故障，特別是地面檢查難以復(fù)現(xiàn)的空行程故障具有借鑒作用。

作者簡(jiǎn)介

王蹦蹦，高級(jí)工程師，主要從事飛機(jī)操縱修理技術(shù)研究工作。

尹偉，高級(jí)工程師，主要從事飛機(jī)電氣修理技術(shù)研究工作。