摘要：針對(duì)某型飛機(jī)前起落架未放到位著陸異常收起故障，在沒有相關(guān)排故資料參考的情況下，從起落架收放系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、原理、功能、線路等方面進(jìn)行梳理，根據(jù)故障現(xiàn)象，采用故障樹分析法對(duì)液壓泵電源斷路器斷開故障和前起落架放下位置燈錯(cuò)誤指示故障進(jìn)行重點(diǎn)分析，并結(jié)合檢查測(cè)試，最終查找出故障原因——液壓泵在供電電壓下降時(shí)持續(xù)工作導(dǎo)致負(fù)載電流過大引發(fā)線路保護(hù)，以及前起落架放下位置電門內(nèi)部膠圈老化變形和彈簧銹蝕失效導(dǎo)致放下指示燈錯(cuò)誤顯示。

關(guān)鍵詞：起落架；位置電門；液壓泵；故障樹

Keywords：landing gear；lock switch；hydraulic pump；fault tree analysis

1 故障現(xiàn)象

在某次飛行任務(wù)中，機(jī)組在起落架放下指示燈全部正常點(diǎn)亮的情況下進(jìn)行著陸，但在接地后發(fā)生前起落架異常收起故障。

正常情況下，當(dāng)起落架放下位置電門接通并保持時(shí)，起落架放下指示燈常亮，表示起落架已處于放下鎖定狀態(tài)。在排除機(jī)組人員誤操作情況下，調(diào)查重點(diǎn)轉(zhuǎn)向了前起落架收放系統(tǒng)。由于手冊(cè)中沒有關(guān)于類似故障的說明和排故建議，因此只能對(duì)前起落架收放系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查和分析。

2 前起落架收放系統(tǒng)簡介

2.1 主要機(jī)構(gòu)

該型飛機(jī)前起落架收放系統(tǒng)由撐桿、輔助放下彈簧、下位鎖機(jī)構(gòu)、收放作動(dòng)筒及起落架位置電門等組成。起落架的正常收放時(shí)，扳動(dòng)駕駛艙儀表板上起落架收放手柄，通過繼電器控制液壓泵電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，分別向起落架收放動(dòng)作筒的收上液壓管路和放下液壓管路內(nèi)部油液傳壓，驅(qū)動(dòng)作動(dòng)筒作動(dòng)桿伸長或收縮，帶動(dòng)各起落架放下或收上。

該液壓泵為油液式雙向電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪泵，其動(dòng)力部分是一個(gè)雙向可逆的直流電機(jī)，根據(jù)輸入線路的不同，向不同方向旋轉(zhuǎn)，分別完成對(duì)起落架的收上和放下操作。

前起落架的位置電門主要有放下位置電門和收上位置電門，安裝在機(jī)身前艙底部右側(cè)橫梁上，給起落架位置指示系統(tǒng)提供前起落架的位置信號(hào)。

2.2 前起落架位置電門功能及原理

前起落架收上位置電門只用于在起落架收放過程中對(duì)起落架位置不安全紅色警告燈的控制。前起落架放下位置電門同時(shí)使用3組觸點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行電氣控制，包括前起落架放下位置綠色指示燈的控制、起落架位置不安全紅色警告控制以及液壓泵工作控制。

如圖1所示，當(dāng)前起落架放下鎖定到位后，S402電門被壓縮，1、3號(hào)觸點(diǎn)接通，匯流條供電，觸發(fā)前起落架放下位置綠色指示燈亮。

3 檢查與測(cè)試

3.1 故障樹分析

通過目視檢查，僅發(fā)現(xiàn)駕駛艙儀表板25A液壓泵電源斷路器處于斷開位。地面進(jìn)行起落架收放試驗(yàn)，前起落架收放、指示、警告等功能均正常，故障未重現(xiàn)。

根據(jù)前述檢查情況并結(jié)合前起落架收放系統(tǒng)原理，分析認(rèn)為25A液壓泵電源斷路器斷開是導(dǎo)致前起落架實(shí)際未放到位的直接原因，而前起落架放下位置指示燈的錯(cuò)誤指示則需要重點(diǎn)檢查分析指示系統(tǒng)的位置電門、放下鎖機(jī)構(gòu)、線路等。為此分別建立故障樹分析模型，如圖2和圖3所示。

3.2 液壓泵電源斷路器斷開檢查測(cè)試

1）收放測(cè)試及檢查

地面測(cè)試起落架收放系統(tǒng)功能，在三個(gè)起落架放下鎖定到位后，三個(gè)起落架放下位置綠色指示燈正常點(diǎn)亮，警告信號(hào)及指示均正常。人工復(fù)位液壓泵25A電源斷路器（PWR），正常操作收放起落架數(shù)次，作動(dòng)筒收放正常，液壓泵工作正常，起落架各信號(hào)燈指示正常。整個(gè)收放過程中未發(fā)現(xiàn)液壓油泄露，檢查線路未見磨損短路情況。檢查和測(cè)試機(jī)載發(fā)電機(jī)性能和電瓶容量均滿足要求。

2）液壓泵低電壓工作特性試驗(yàn)檢查

調(diào)節(jié)地面電源輸出電壓為13.2V時(shí)，多次收放起落架試驗(yàn)檢查，未發(fā)現(xiàn)異常。

調(diào)節(jié)地面電源輸出電壓為10.0V，分別間隔20s進(jìn)行6次收放起落架試驗(yàn)。第1次、第2次收放起落架檢查正常；第3次收上時(shí)，起落架收上到位，起落架不安全燈熄滅，但液壓泵工作燈持續(xù)點(diǎn)亮，液壓泵持續(xù)工作，約20s后，液壓泵25A電源斷路器跳起，恢復(fù)液壓泵25A電源斷路器，放下起落架，各起落架鎖定正常；第4次、第5次、第6次收放起落架，情況同第3次收放情況一致，最終液壓泵25A電源斷路器跳起。

試驗(yàn)表明，當(dāng)液壓泵供電低電壓低于11V時(shí)，若頻繁收放起落架會(huì)導(dǎo)致負(fù)載電流過大，從而導(dǎo)致液壓泵25A電源斷路器斷開。

3.3 前起落架放下位置燈錯(cuò)誤指示檢查測(cè)試

1）放下鎖機(jī)構(gòu)及線路檢查

通過對(duì)放下鎖機(jī)構(gòu)及其放下彈簧、撐桿及作動(dòng)筒進(jìn)行檢查，未見異常，且放下彈簧性能正常。同時(shí)未發(fā)現(xiàn)線路上有磨損短路以及接觸不良的情況。

2）位置電門檢查

目視檢查電門外觀，較為老舊，沾有較多泥塵，作動(dòng)桿側(cè)壁附有較多油膩。CT檢測(cè)該電門無明顯異常，無外物卡入。硬性分解該電門，檢查發(fā)現(xiàn)電門內(nèi)部橡膠密封圈老化變形，釋放彈簧與作動(dòng)桿接觸部位的彈簧絲嚴(yán)重銹蝕，如圖4所示。

檢查維修記錄發(fā)現(xiàn)，該機(jī)引進(jìn)至今沒有該前起落架放下位置電門的相關(guān)更換記錄，其裝機(jī)近20年，空地時(shí)間超過1.3萬小時(shí)。

4 原因分析

根據(jù)前述檢查和測(cè)試情況，結(jié)合上述故障樹分析可以推斷：此故障一是由于液壓泵25A電源斷路器跳起，導(dǎo)致前起落架未放到位；二是前起落架放下位置電門內(nèi)部出現(xiàn)機(jī)械故障，導(dǎo)致前起落架放下位置綠色指示燈錯(cuò)誤指示。具體故障原因分析如下。

4.1 液壓泵25A電源斷路器斷開原因分析

該型飛機(jī)電源系統(tǒng)為12V供電系統(tǒng)，在收放起落架時(shí)機(jī)載電瓶會(huì)參與供電。該機(jī)在當(dāng)次飛行中多次、連續(xù)收放起落架，液壓泵電機(jī)頻繁起動(dòng)、工作時(shí)間較長，使液壓泵溫度持續(xù)升高、工作電流持續(xù)增大；飛機(jī)當(dāng)次飛行為模擬單發(fā)訓(xùn)練課目，發(fā)電機(jī)供電輸出能力比正常輸出有所減小，在多次、連續(xù)收放起落架后，電瓶長時(shí)間參與供電，供電能力不斷減弱，輸出電壓不斷減小，導(dǎo)致液壓泵供電電壓持續(xù)減小，加劇了液壓泵工作電流的增大。推斷在偶發(fā)性情況下，液壓泵出現(xiàn)持續(xù)過流工作狀態(tài)，最終導(dǎo)致飛機(jī)在最后一次放下起落架的過程中，當(dāng)兩個(gè)主起落架放下位置綠色指示燈亮?xí)r前起落架還處于放下過程中，此時(shí)液壓泵25A斷路器跳起，液壓泵停止工作，使前起落架未完全放到位。

4.2 前起落架放下位置電門原因分析

根據(jù)上述檢查測(cè)試，分析認(rèn)為：由于前起落架放下位置電門暴露安裝在前起落架艙內(nèi)，極易受到雨水、泥塵、油的侵蝕，在較長使用時(shí)間周期后，電門作動(dòng)桿與釋放彈簧作動(dòng)腔之間的橡膠密封圈老化變形，密封性變差，附著在電門作動(dòng)桿壁上的水、油污、灰塵等進(jìn)入釋放彈簧作動(dòng)腔內(nèi)，使彈簧逐漸銹蝕，造成電門釋放不靈活出現(xiàn)卡滯現(xiàn)象，最終導(dǎo)致前起落架在收放過程中電門釋放不到位，電門1、3觸點(diǎn)始終處于接通狀態(tài)，使前起落架放下位置綠色指示燈保持常亮；電門4、5號(hào)觸點(diǎn)始終斷開，匯流條供電中斷，不能觸發(fā)起落架位置不安全紅色警告燈和音響警告。

5 結(jié)論

綜上所述，該機(jī)液壓泵在供電電壓下降時(shí)持續(xù)工作，負(fù)載電流不斷增大，最終引發(fā)25A液壓泵電源斷路器保護(hù)斷開，導(dǎo)致前起落架未放到位；同時(shí)前起落架放下位置電門因?yàn)閮?nèi)部膠圈老化、彈簧銹蝕等引發(fā)前起落架放下位置綠色指示燈錯(cuò)誤指示，造成飛行員誤判，導(dǎo)致該機(jī)在著陸時(shí)發(fā)生前起落架異常收上故障。

為此，針對(duì)該故障所代表的通航老齡飛機(jī)疑難故障，提出以下安全建議：

1）針對(duì)起落架系統(tǒng)、操縱系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等航空器關(guān)鍵系統(tǒng)，定期開展風(fēng)險(xiǎn)分析與質(zhì)量評(píng)估，實(shí)時(shí)增加和細(xì)化維修檢查內(nèi)容；

2）梳理關(guān)鍵部/附件維護(hù)工作項(xiàng)目，細(xì)化部件檢查內(nèi)容，增加定期更換要求；

3）對(duì)于一些非時(shí)控件的重要傳感器、連接部位、活動(dòng)部位等，除正常檢查內(nèi)容外，必要時(shí)進(jìn)行深度檢查和測(cè)試；

4）針對(duì)短時(shí)間、頻繁發(fā)生故障的某個(gè)系統(tǒng)，要進(jìn)行全面和系統(tǒng)的分析，并建立包括故障數(shù)據(jù)庫在內(nèi)的機(jī)群健康診斷系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)

[1]Piper Aircraft Inc. PA44-180 Airplane Line Maintenance Manual[Z].2018，10.

[2]王立綱，等.PA44-180飛機(jī)起落架收放系統(tǒng)常見故障分析[J].航空維修與工程，2019，336（6）：84-86.

[3]王銀坤，等.DA42NG飛機(jī)起落架收放系統(tǒng)原理及典型故障研究[J].民航學(xué)報(bào)，2020，4（06），46-49

[4]任可.PA44-180飛機(jī)起落架系統(tǒng)常見故障分析[J].機(jī)床與液壓. 2012，40（2）：130-132.

作者簡介

張世坤，工程師，主要從事通航維修與安全管理工作。