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        波音737NG飛機(jī)后緣襟翼常見故障分析及解決措施

        2021-04-12 11:47:44單振國
        航空維修與工程 2021年3期
        關(guān)鍵詞:卡阻同步器襟翼

        摘要:針對波音737NG系列飛機(jī)運行期間常見的后緣襟翼系統(tǒng)典型故障進(jìn)行了分析與整理,總結(jié)并提出了一些實踐中可行的改進(jìn)方法和措施。

        關(guān)鍵詞: 后緣襟翼;雙開縫襟翼;大翼橫截面曲度;襟縫翼電子組件;襟翼控制組件;襟翼驅(qū)動組件;臨近電門電子組件;非指令移動

        Keywords: trailing edge flaps;double-slotted flaps;wing camber;flap/slat electronics unit;flap control unit;flap power drive unit;proximity switch electronics unit;uncommanded motion

        1 背景介紹

        雙開縫式后緣襟翼設(shè)計不僅增加了波音737NG飛機(jī)大翼的面積,還加大了大翼橫截面曲度,為飛機(jī)本身增加了升力,明顯有助于改善飛機(jī)的起降性能。雙開縫式后緣襟翼在起飛過程中伸出,幫助波音737NG飛機(jī)可以在較低的速度下進(jìn)行偏轉(zhuǎn);巡航時,襟翼全部收回,以降低空氣阻力;著陸期間,后緣襟翼完全放出,以增加升力和阻力,確保飛機(jī)可以低速著陸(見圖1)。這種設(shè)計雖然大大提升了波音737NG飛機(jī)的效率,但其復(fù)雜的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)卻對飛機(jī)的日常維護(hù)和使用提出較高的要求。波音 737NG飛機(jī)運行期間,后緣襟翼系統(tǒng)暴露的典型故障如下所列:

        典型案例一:飛機(jī)在滑行前,后緣襟翼從收回位伸出至單位5時出現(xiàn)后緣襟翼左右指示不一致情況,持續(xù)10s左右后緣襟翼才到位。后緣襟翼收放速度慢。

        典型案例二:飛機(jī)進(jìn)近過程中襟翼系統(tǒng)故障,后緣襟翼未放出,機(jī)組按照無后緣襟翼程序著陸,落地后臨近電門電子組件(PSEU)燈亮。

        典型案例三:飛機(jī)進(jìn)近期間正常展開襟翼未放出,使用備用系統(tǒng)放出襟翼,最終完成飛行任務(wù)。

        2 原理分析

        波音737NG飛機(jī)的后緣襟翼系統(tǒng)正常操作時,后緣襟翼由機(jī)械和液壓作動。襟翼手柄將指令信號傳輸至襟縫翼電子組件(FSEU)。FSEU將襟翼移動控制指令發(fā)送到襟翼控制組件(FCU)。FCU將B系統(tǒng)液壓傳送至襟翼驅(qū)動組件(FPDU),驅(qū)動后緣襟翼完成作動。波音737NG飛機(jī)的后緣襟翼系統(tǒng)有3種保護(hù)模式:

        ● 后緣襟翼傾斜

        ● 后緣襟翼不對稱

        ● 后緣襟翼非指令移動

        由后緣襟翼上的2個襟翼位置傳感器和8個襟翼傾斜傳感器向FSEU反饋襟翼位置情況。在探測到以上三種中的任何一種非正常情況時,由旁通活門旁通B系統(tǒng)液力,使后緣襟翼停止作動,以達(dá)到保護(hù)襟翼的目的。通常的非正常作動現(xiàn)象反映的故障形式多是襟翼卡阻。當(dāng)正常液力無法操縱后緣襟翼移動時,機(jī)組可選擇備用系統(tǒng)操控方式。備用操作為電控電動,由襟翼電門控制備用襟翼繼電器,操控襟翼控制組件(FCU)中的電馬達(dá),向后緣襟翼驅(qū)動系統(tǒng)提供動力(見圖2)。

        波音737NG飛機(jī)后緣襟翼卡阻大部分都發(fā)生在飛機(jī)降落階段,即飛機(jī)進(jìn)近階段。分析認(rèn)為,在飛機(jī)下降階段,其后緣襟翼比起飛階段承受了更大的氣動載荷,在飛機(jī)五邊進(jìn)近時,如遇到強(qiáng)側(cè)風(fēng)可能導(dǎo)致襟翼不對稱或傾斜,襟翼保護(hù)系統(tǒng)則被觸發(fā),切斷液力系統(tǒng)。因此,機(jī)組執(zhí)行收放襟翼動作時,如果無法操作,即表現(xiàn)為后緣襟翼卡阻;但當(dāng)飛機(jī)落地后,同時滿足以下三個條件(左右襟翼位置差<7.5°;飛機(jī)在地面;飛機(jī)速度<60節(jié))時,旁通活門會自動復(fù)位,卡阻情況就會消失。

        另外,后緣襟翼探測系統(tǒng)故障也會導(dǎo)致襟翼卡阻現(xiàn)象的發(fā)生。其中,同步器故障可分為襟翼位置同步器故障和其他同步器故障。襟翼位置傳感器有3個同步器,分別是襟翼位置同步器、失速告警同步器和自動駕駛同步器。3個同步器分別向襟翼探測系統(tǒng)、失速告警系統(tǒng)和自動駕駛系統(tǒng)傳輸襟翼位置的信號。根據(jù)部件功能邏輯,同步器故障多為校裝超標(biāo),襟翼位置同步器故障會導(dǎo)致后緣襟翼卡阻,其他同步器故障與后緣襟翼卡阻無關(guān)。當(dāng)軸承因磨損導(dǎo)致不轉(zhuǎn)動或轉(zhuǎn)動卡滯時,可能輸入錯誤的機(jī)械信號,也會導(dǎo)致后緣襟翼卡阻。所以,襟翼位置傳感器的襟翼位置同步器故障和軸承故障都可能導(dǎo)致后緣襟翼卡阻。根據(jù)近幾年收集的襟翼位置傳感器修理報告,得到的襟翼位置傳感器故障情況分布情況如圖3所示。

        3 改進(jìn)措施

        通過實踐驗證和總結(jié)發(fā)現(xiàn),為了有效防止因后緣襟翼系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和傳動部件缺少有效和充分潤滑而引起卡阻導(dǎo)致后緣襟翼故障等問題,可以采取縮短維修間隔和擴(kuò)大檢查面的方法,將原24個月的維修間隔縮短至12個月,即對飛機(jī)執(zhí)行一次后緣襟翼地面全展開位的檢查和潤滑工作,重點優(yōu)化部分在于不再對后緣襟翼驅(qū)動傳動裝置的潤滑油進(jìn)行補充,而是采取更換全部潤滑油的方法,去除了沉積在潤滑油中的外來污染物后,可防止對傳動機(jī)構(gòu)造成磨損。另外,還可以使用棉紗對后緣襟翼絲杠進(jìn)行清潔并進(jìn)行詳細(xì)目視檢查,如果在用棉紗清潔絲杠的過程中發(fā)生了刮絲現(xiàn)象,則應(yīng)視情對絲杠進(jìn)行無損探傷檢查以確保其無損傷,或?qū)z杠進(jìn)行更換,之后用潤滑油脂對絲杠充分潤滑,作為后緣襟翼系統(tǒng)的主要部件,此舉意在防止左右后緣襟翼出現(xiàn)位置不一致和放出過程差動現(xiàn)象。

        有類似后緣襟翼卡阻情況發(fā)生時,未必真的是卡阻,不能急于更換可能故障的后緣襟翼位置傳感器,而是首先啟動FSEU進(jìn)行自測試,再在地面對后緣襟翼系統(tǒng)進(jìn)行實際作動和觀察,確保故障真實存在或已消除后再進(jìn)一步實施工作,這些方法還可以驗證襟翼傾斜系統(tǒng)和襟翼不對稱系統(tǒng)是否正常,同時還能降低航空公司更換非故障件的維修成本。

        4 總結(jié)

        在明確波音737NG飛機(jī)后緣襟翼系統(tǒng)的基本工作原理和故障原因之后,采取積極主動的優(yōu)化方式對飛機(jī)進(jìn)行維護(hù)和故障排除,可使波音737NG飛機(jī)的后緣襟翼系統(tǒng)可靠性更高,進(jìn)一步提高飛機(jī)的安全性和效率。

        作者簡介

        單振國,工程師,主要從事波音737NG系列飛機(jī)的航線維修、排故工作。

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