某型飛機進氣道調節錐伸出故障分析

王林林 文成

摘? 要：飛機調節錐操縱系統能保證合適的氣流進入發動機，而在外場維護時調節錐常與其位置有一定的偏差，分析調節錐的故障可以縮短外場維護的時間。本文以調節錐伸出故障為切入點，分析調節錐的工作過程，找出調節錐的常見故障，根據調節錐的組成逐個排查故障原因，理清排故思路，總結排故規律，為此類故障提供參考。

關鍵詞：調節錐;進氣道;發動機

中圖分類號：V267? ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）19-0035-03

Abstract：The control system of adjustable cone can ensure proper airflow into the engine. The adjustable cone often has a certain deviation from its position during external field maintenance，clearing the fault of the adjustable cone can shorten the time of? maintenance. Taking the adjustable cone extension fault as the entry point，analyzing the working process of the adjustable cone，finding out the common faults of the adjustable cone，according to the composition of the adjustable cone，check the cause of the failure one by one. clarifying the troubleshooting ideas，summarizing the rules of troubleshooting，and providing reference for such faults.

Keywords：adjustable cone;inlet;engine

0? 引? 言

調節錐是外場維護過程中需密切關注的部件，其故障率高，而且對調節錐故障的原因沒有進行總結。為了找出調節錐故障的原因，本文以調節錐伸出故障為切入點，分析了調節錐的工作過程及各部件的工作原理，得出調節錐故障主要與大氣數據計算機、信號發送器、線路問題、液壓電磁開關有關，并對維護工作給出指導意見。

1? 故障描述

某型飛機在例行檢查時發現座艙內調節錐伸出信號燈亮，經測量發現，調節錐由正常位置向前伸出3mm。

2? 故障處理

當飛機停放時，調節錐距唇口的距離應為329mm，此時座艙內信號燈滅。當調節錐自動調節失靈后，調節錐會處于伸出位，座艙內信號燈亮。調節錐的伸出和縮進是自動調節過程。

調節錐自動調節失靈后，首先將調節錐由自動調節改成手動操縱，轉換繼電器參與工作，使信號輸出盒斷開。信號輸出盒退出工作不再輸出電信號，此時工作系統轉換為手動操縱，操縱電門將調節錐收進。

對調節錐的操縱部分進行檢查，根據調節錐操縱系統的組成逐步排查大氣數據計算機、信號發生器、液壓電磁開關，檢查發現液壓電磁開關不密封，出現油液泄露，油液通過油管流入作動筒。更換液壓電磁開關的密封圈，開啟相關電門，應用全靜壓檢查儀抽靜壓使馬赫數增大，調節至可正常收放，可排除調節錐故障，調節錐可自動調節。

3? 故障分析

調節錐操縱系統功用是隨飛行馬赫數的變化自動調節調節錐的位置，減小激波損失，獲得最大空氣量。超音速氣流流過錐體的錐尖和中部的轉折處時，受到阻擋，各產生一道斜激波。經過兩道斜激波減速后，在進口處又會產生一道強度較弱的正激波。氣流經過正激波后的速度降為亞音速，然后流入進氣道。[1]

3.1? 調節錐操縱系統的組成

調節錐操縱系統由錐體和操縱部分組成，其工作方式是液壓傳動和電氣操縱，在特殊情況下可手動操縱。

調節錐錐體的材料是玻璃，有內外兩層，其中間是蜂窩夾芯膠板。錐體有兩級錐角，分別為35°和50°，其作用是產生兩道斜激波，引導氣流順利進入壓氣機。調節錐錐體由作動筒帶動，錐體移動會帶動撐桿內的微動電門從而點亮信號燈。調節錐主要缺陷有脫粘、氣孔、分層、疏松、越層裂紋（層間縱向裂紋）、界面分離（纖維與基體之間）、夾雜物和樹脂固化不良等。[2]

調節錐操縱部分主要由大氣數據計算機、信號發生器、回輸電位器、液壓電磁開關組成。

大氣數據計算機安裝在設備艙內，主要用來接收數據，并將其數據轉換成電信號與回輸電位器的電信號進行比較，從而控制作動筒的移動使調節錐參與工作。當馬赫數M< 1.5時，大氣數據計算機輸出的電信號小于12V，其輸出的電壓小于回輸電位器輸出的電壓，信號發生器處于不工作狀態。當M≥1.5時，敏感元件感受總壓和靜壓的大小從而計算出飛機的飛行馬赫數，并將馬赫數轉換為電信號Vn，此時電信號大于12V，其可使信號發生器工作。[3]

信號發生器安裝在前設備艙，用來比較大氣數據計算機和回輸電位器的信號，其內部主要由一個馬蹄形磁鐵和活動接觸片組成，信號發生器的電流會產生磁場從而使活動接觸片移動，控制開關然后向液壓電磁開關發送電信號回輸電位器主要由電刷和連接導線組成，當作動筒內的活塞移動時，會使電刷移動從而改變回輸電位器的電壓。回輸電位器與信號發生器、大氣數據計算機聯合工作，從而使調節錐處于正確的位置。

液壓電磁開關控制作動筒左右兩邊活塞的油壓大小從而使作動筒移動，信號發生器兩邊的線圈控制油路。在活塞移動的同時，回輸電位器的電壓也會相應地發生變化。當回輸電位器電壓與大氣數據計算機的電壓相等時，調節錐移動停止，如圖1所示。

3.2? 調節錐操縱系統的工作過程

調節錐工作框圖如圖2所示。

飛機在飛行時，敏感元件首先感受總壓和靜壓的大小從而計算出飛行馬赫數。大氣數據計算機將飛行馬赫數轉換成電信號Vf，將Vf與回輸電位器產生的Vn進行比較，提供給信號發送器從而在信號發生器內產生電流。電流使信號發生器內的活動接觸片移動，能控制中介繼電器X2和X3工作從而使液壓電磁開關左右兩端的線圈接通。液壓電磁開關左右兩端的線圈接通，使供油或者回油開關打開，使動作筒的活塞移動，操縱調節錐向外伸出或向內收進。

3.3? 故障定位與分析

調節錐意外伸出的原因可能是：

（1）大氣數據計算機故障：大氣數據計算機敏感器故障、大氣數據計算機信息處理故障、大氣數據計算機傳出錯誤信號給信號發生器;

（2）信號發生器故障：信號發生器的活動接觸片接觸不良、馬蹄形磁鐵消磁、信號發生器無法接受來自大氣數據計算機的信號，或者信號發送器無法將信號傳送給液壓電磁開關;

（3）線路問題：有不正常的通路存在;

（4）液壓電磁開關（YDF-22B）滲漏量超過技術條件規定的要求。

調節錐伸出時平顯指示馬赫數是正確的，且飛行參數也是正確的，排除大氣數據計算機故障。檢查線路和插座未發現接觸不良和不清潔的情況。手動操縱時，調節錐作動筒可以正常移動，說明信號發生器可以輸出信號。檢查液壓電磁開關時，發現有油液泄露，但作動筒能正常伸出和收進。

液壓電磁開關是三向電磁開關，主要由配油柱塞和兩個彈簧組成，由信號發送器來控制，信號發送其的X2、X3開關接通后，會使液壓電磁開關左右兩邊分別通電。電磁線圈通電，活門內的活動鐵芯頂桿伸出，鋼珠關閉高壓路打開低壓油路。配油柱塞左腔通高壓路，右腔通低壓油，配油柱塞在油差下左移，使動作筒左腔通來油路，右腔通回油路。因而，動作筒活塞右移，調節錐向右收進。

觀察發現當液壓電磁發生滲漏時，高壓油由泵口進入殼體，一部分油經過小孔進入上部操縱腔，經鋼球進入閥芯兩端。此時鋼球在高壓油的作用下，封死了油路，油液流入作動筒，帶動作動筒伸出。由于閥芯兩端截面積相等、彈簧力相等、油壓也相等，當滲漏量過大后，閥芯兩端的壓力不平，活門移動，調節錐伸出。所以，該故障主要原因是因為液壓電磁閥滲漏量超過了規定要求。

4? 結? 論

本文對調節錐操縱系統進行故障排除，分析得出以下結論：

（1）調節錐的故障應重點排查大氣數據計算機、信號發送器、液壓放大器以及其之間的線路;

（2）每個部件可以單獨進行檢查，但最好是通過其所控制的部件檢查其故障狀態;

（3）調節錐是敏感元件，每次維護都應仔細檢查。

同時提出以下建議：調節錐操縱系統對飛機的安全飛行有著非常重要的作用，在平時維護時，應用全靜壓檢查儀抽靜壓使馬赫數增大，當M=1.3～1.4時，起動地面液壓泵向系統供壓，保持座艙內液壓表的指示不低于18.62MPa。當M=0.05～1.50時，可調進氣錐應伸出60mm，錐位信號燈應當亮，此時記下馬赫數值和相對應的錐位L。當M=1.6、1.7、1.8、1.85、1.9、1.95、2.0、2.05時，各自對應的錐位應符合無級調節曲線的要求，其誤差應在規定值的范圍內。由于錐體的錐尖突出到進氣口的前面，在牽引飛機、蓋或取堵蓋時，切勿碰傷錐體。

參考文獻：

[1] 蔣陵平.燃氣渦輪發動機 [M].北京：清華大學出版社，2015.

[2] 許占顯.殲擊機進氣道調節錐缺陷檢測 [J].無損檢測，2003（7）：378-379+384.

[3] 宋靜波.飛機構造基礎：第2版 [M].北京：航空工業出版社，2011.

作者簡介：王林林（1990.12-），男，漢族，江西九江人，講師，本科，研究方向：航空發動機修理、飛機修理。