飛機起落架失壓現象研究

賈軍鋒，周 亮，胡愈剛

(中國人民解放軍駐陜飛公司軍事代表室，陜西 漢中 723200)

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飛機起落架失壓現象研究

賈軍鋒，周 亮，胡愈剛

(中國人民解放軍駐陜飛公司軍事代表室，陜西 漢中 723200)

針對飛機多次發生起落架高、低壓腔失壓現象，造成嚴重質量問題，通過采取理論分析、故障樹分析和故障復現等方法，確定失壓機理，提出了充氣活門組件卡滯，擰緊力矩過大和外殼變形量控制的技術改進方案。經試驗驗證表明，改進后的充氣活門有效解決了起落架失壓現象，保障了飛機飛行安全。

充氣活門；失壓現象；飛行安全

起落架在飛機起飛、降落、滑行和停放過程中都起著至關重要的作用。若起落架高、低壓腔失壓，易發生如下嚴重問題：1)起落架自身過載過大，造成起落架機體損傷；2)起落架緩沖性能減弱，造成飛機機體過載過大，飛機變形損壞；3)活塞桿無法正常伸出，造成起落架無法正常收起，飛機無法降落；4)起落架側向載荷過大，易造成起落架輪胎偏向磨損；5)飛機裝載時，易造成機體側偏或側翻。充氣活門作為起落架關鍵零件，決定高、低壓腔的充氣和密封性能，其質量的好壞直接影響飛行安全[1]。

1 充氣活門工作原理及結構

充氣活門應用于起落架緩沖支柱、尾輪減震器和蓄壓器等設備。充氣前，利用專用工裝將充氣活門的桿組件頂開，然后開始加壓充氣；充氣結束后，松開專用工裝，桿組件受彈簧力復位，橡膠錐體與殼體貼合形成密封結構[2]。充氣活門結構圖如圖1所示。

圖1 充氣活門結構原理圖

2 故障現象及機理分析

2.1 故障現象

起落架高、低壓腔多次發生失壓現象，導致多套起落架質量不合格，嚴重影響生產交付進度和飛行安全。通過反復試驗和分解檢查，發現該故障表現為充氣活門漏氣，充氣活門桿組件卡滯彈簧無法復位和殼體變形。

2.2 原因排查

根據產品加工流程和裝配流程，從人、機、料、法、環、測等6個方面建立故障樹(見圖2)。對照故障樹依次進行故障件的桿組件機加尺寸、桿組件清潔度、橡膠錐體加工尺寸、橡膠錐體密封面磨損程度、充氣活門擰緊力矩和紫銅墊片磨損程度等故障原因排除；同時，組織故障起落架充氣活門資料復查、分解檢查、復裝試驗、互換試驗和尺寸檢查等驗證試驗。經綜合分析認為，造成充氣活門漏氣主要原因是擰緊力矩過大，殼體變形和充氣活門桿組件卡滯。

2.3 機理分析

通過對充氣活門進行原理分析、尺寸檢查、分解檢查、互換試驗、 復裝試驗以及《充氣活門產品技術條件》和《充氣活門裝配工藝規程》完善等一系列工作，確定充氣活門漏氣的因素包括充氣活門桿組件卡滯、充氣活門殼體變形以及充氣活門擰緊力矩過大。

圖2 充氣活門漏氣故障樹

2.3.1 充氣活門桿組件卡滯

充氣活門桿結構圖如圖3所示。當充氣活門零件加工尺寸不合格或有多余物時，會導致桿組件卡滯無法復位，造成充氣活門漏氣[3]。桿組件運動靈活和彈簧正常復位直接影響充氣活門漏氣。

圖3 充氣活門桿結構圖

2.3.2 充氣活門殼體變形

充氣活門殼體變形，導致充氣活門桿組件，橡膠錐體和其他零件組成的密封結構密封效果變差，易造成高、低壓腔的充氣活門漏氣發生。充氣活門殼體結構如圖4所示。

圖4 充氣活門殼體結構圖

表1 故障充氣活門更換殼體后氣密試驗結果

2.3.3 充氣活門擰緊力矩過大

充氣活門與起落架連接圖如圖5所示。

圖5 充氣活門與起落架連接圖

表2 充氣活門擰緊力矩80～200 N·m驗證試驗

從表2可知，當充氣活門擰緊力矩>160 N·m時，起落架高、低壓腔會產生漏氣。通過理論計算可知，將擰緊力矩控制在80～100 N·m比較合理。重新試制5套充氣活門，將擰緊力矩控制在80～100 N·m，充氣活門都不漏氣，且殼體尺寸都在合格范圍內(見表3)。

3 改進措施

表3 充氣活門擰緊力矩80～100 N·m驗證試驗

4 結語

由于前期對充氣活門結構特性和漏氣機理的認識和研究的不足，以及故障原因定位不準，導致起落架失壓現象多次發生而得不到有效解決。通過故障樹充分分析充氣活門生產、裝配和使用要素，針對充氣活門擰緊力矩、充氣活門殼體變形量和桿組件卡滯問題，提出技術改進方案。經試驗驗證，起落架失壓現象得到有效解決，保證了飛行安全。該故障現象的發生和解決過程啟示我們，在產品設計過程中，一定要進行充分的特性機理分析和試驗驗證，防止出現設計缺陷。

[1] 蔡文琴.機械制造工藝中的合理化機械設計分析[J].新技術新工藝，2015(8):25-27.

[2] 師好智，萬曼影，劉學軍，等.單向活門充氣振動的建模與仿真[J].計算機仿真，2006(6):289-291.

[3] 于伯毅，陸美寶，王相波，等.飛機主起落架支柱充氣嘴合理結構型式研究[J].機械科學與技術，2001(B09):49-50.

[4] 謝永華，鄭斯滔，崔振源，等. 殲擊機主起落架充氣嘴處的應力測定研究[J].航空學報，1989(6):B339-B341.

責任編輯 馬彤

Research on Air Pressure Loss Phenomenon of Aircraft Landing Gear

JIA Junfeng, ZHOU Liang, HU Yugang

(The Military Representative Office of Shaanxi Aircraft Industry (Group) Co., Ltd., Hanzhong 723200, China)

For multiple occurrence with air pressure loss phenomenon of the high and low pressure chamber of aircraft landing gear, it has caused serious quality problems. By the theoretical analysis, fault tree analysis and failure replay methods, we can determine the mechanism of air pressure loss phenomenon, and propose the technical improvement program of air charge valve about components stuck, excessive tightening torque and shell deformation control. The experiments show that the improved air charge valve effectively solves the air pressure loss phenomenon of aircraft landing gear to ensure the flight safety.

air charge valve, air pressure loss phenomenon, flight safety

TH 137.5

A

賈軍鋒(1988-)，男，助理工程師，主要從事飛機起落架產品質量控制等方面的研究。

2016-08-01