某型飛機(jī)操縱系統(tǒng)載荷機(jī)構(gòu)常見故障淺析

馬駿

[摘要] ?載荷機(jī)構(gòu)普遍用于飛機(jī)操縱系統(tǒng)中，用于建立駕駛桿以及腳蹬在橫向或縱向偏轉(zhuǎn)時(shí)的桿力，給飛行員以操縱感覺。在修理中經(jīng)常出現(xiàn)力值曲線偏差以及桿系不中立等故障，因此梳理頻發(fā)故障并分析，對(duì)修理具有一定指導(dǎo)意義。

[關(guān)鍵詞] ?操縱系統(tǒng);載荷機(jī)構(gòu);故障;分析

一、研究背景

飛機(jī)操縱系統(tǒng)保證對(duì)飛機(jī)縱向（俯仰）、橫向（傾斜）和航向的操縱以及在機(jī)動(dòng)飛行和起飛著陸時(shí)，操縱襟副翼和前緣襟翼。其中，縱向操縱由左右兩半平尾的同步偏轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)，它們?nèi)Q于駕駛桿的前后偏轉(zhuǎn)，利用電傳操縱系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)由駕駛桿到平尾的運(yùn)動(dòng)傳遞;橫向操縱由襟副翼和平尾的差動(dòng)偏轉(zhuǎn)同時(shí)偏轉(zhuǎn)方向舵來實(shí)現(xiàn)，襟副翼和平尾的偏轉(zhuǎn)取決于駕駛桿左右偏轉(zhuǎn)，而方向舵是在接通航向阻尼器的情況下按電傳系統(tǒng)提供的信號(hào)工作。通過剛性的（機(jī)械的）傳動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)由駕駛桿到襟副翼的運(yùn)動(dòng)傳遞，通過電傳操縱系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)到平尾和方向舵的運(yùn)動(dòng)傳遞;航向操縱由方向舵的偏轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)，通過剛性的（機(jī)械的）傳動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)由腳蹬到方向舵的運(yùn)動(dòng)傳遞。而載荷機(jī)構(gòu)普遍用于以上系統(tǒng)中，用于建立駕駛桿以及腳蹬在橫向或縱向偏轉(zhuǎn)時(shí)的桿力，給飛行員以操縱感覺。在修理中經(jīng)常出現(xiàn)力值曲線偏差、工作狀態(tài)下有異響以及桿系不中立等故障，因此梳理頻發(fā)故障并分析，對(duì)修理具有一定指導(dǎo)意義。

二、載荷機(jī)構(gòu)組成及工作原理

載荷機(jī)構(gòu)的組成：主要由套筒、襯套、活塞桿、彈簧（一組或多組）等組成。其中套筒上有固定接耳，套筒擰入外殼內(nèi)并用螺母鎖緊。萬向接頭擰在外殼體上并用螺釘鎖緊。活塞桿沿青銅襯套的導(dǎo)向移動(dòng)，襯套分別壓入外殼和套筒內(nèi)并用螺釘固定、接耳擰入活塞桿內(nèi)螺紋里，用螺母和銷釘鎖緊。沿活塞桿滑動(dòng)的襯套是圓柱形彈簧的承力點(diǎn)（見圖1）。

載荷機(jī)構(gòu)機(jī)上裝配采用兩端固定的方式，非運(yùn)動(dòng)端一般固定在機(jī)上搖臂類部件上，運(yùn)動(dòng)端連接拉桿、分配機(jī)構(gòu)等操縱部件，通過操縱系統(tǒng)桿系傳遞的力使活塞桿移動(dòng)彈簧在活塞桿雙向運(yùn)動(dòng)時(shí)受擠壓，在伸長載荷機(jī)構(gòu)時(shí)，螺母隨活塞桿移動(dòng)，同時(shí)壓縮襯套，襯套的移動(dòng)壓縮彈簧（彈簧的另一端通過襯套壓在套筒的肩部）。在壓縮載荷機(jī)構(gòu)時(shí)，襯套與活塞桿一起移動(dòng)，由于另一個(gè)襯套支撐在機(jī)構(gòu)的外殼里，所以彈簧仍受壓縮，以此達(dá)到反饋力的效果。

三、常見故障及分析

（一）載荷機(jī)構(gòu)力值超差故障

故障現(xiàn)象：載荷機(jī)構(gòu)修理時(shí)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)時(shí)，產(chǎn)品特性曲線與以往相比，偏差較大，且對(duì)應(yīng)位移坐標(biāo)力值超差（見圖2）。

原因分析：由載荷機(jī)構(gòu)產(chǎn)品組成及工作原理分析，主要由連接桿、襯套、彈簧、殼體、耳環(huán)接頭等組成，其中彈簧為單組彈簧。依靠機(jī)上拉桿牽引，帶動(dòng)連接桿移動(dòng)產(chǎn)生位移，實(shí)現(xiàn)對(duì)彈簧的壓縮完成作用力反饋。屬載荷機(jī)構(gòu)類產(chǎn)品典型

原理，較同類產(chǎn)品相對(duì)簡(jiǎn)單。因此，排故重點(diǎn)為影響彈簧壓縮量零件及彈簧本身。

排除方法：

1.裝配質(zhì)量檢查

如載荷機(jī)構(gòu)裝配時(shí)有部位卡滯，可直接影響力值測(cè)量，可通過磨合試驗(yàn)檢查是否有卡滯部位。如有卡滯可分解檢查連接桿兩端與殼體襯套是否卡滯，壓縮彈簧襯套與彈簧裝配是否卡滯，耳環(huán)街頭固定連接桿處是否牢固，彈簧壓縮有無異響。且載荷機(jī)構(gòu)內(nèi)部是否有發(fā)現(xiàn)造成卡滯的多余物。

2.彈簧測(cè)力檢查

按要求對(duì)彈簧自由長度、壓縮曲線進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，如彈簧自由長度或特性曲線靠近臨界值，應(yīng)予以換新。

3.零部件配合間隙檢查

對(duì)連接桿與襯套配合間隙、壓縮彈簧襯套與連接桿配合間隙以及零件襯套進(jìn)行尺寸測(cè)量，并檢查各零件尤其是襯套裝配面的磨損情況，同時(shí)要檢查襯套厚度尺寸的一致性，不可有超出0.1mm的偏差。

4.載荷機(jī)構(gòu)測(cè)試檢查

載荷機(jī)構(gòu)試驗(yàn)時(shí)，要保證產(chǎn)品安裝在試驗(yàn)臺(tái)上是否固定牢固，有無松動(dòng)的情況，并在中立位置調(diào)整時(shí)，觀察拉伸校準(zhǔn)后，產(chǎn)品是否仍在同一校準(zhǔn)位，保證試

驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。

經(jīng)驗(yàn)總結(jié)：

該類故障發(fā)生時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)載荷機(jī)構(gòu)零、部件尤其是影響彈簧力值零件質(zhì)量的檢查，按要求對(duì)零、部件進(jìn)行尺寸測(cè)量，并恢復(fù)表面鍍層。要加強(qiáng)對(duì)零件匹配性的管控，杜絕串裝和錯(cuò)裝。同時(shí)，要避免因裝配不當(dāng)而使載荷機(jī)構(gòu)各部件產(chǎn)生的摩擦力。

（二）座艙調(diào)試時(shí)駕駛桿不回中立故障

故障現(xiàn)象：飛機(jī)在進(jìn)行座艙調(diào)試時(shí)，駕駛桿進(jìn)行縱向拉退后，手動(dòng)及目視觀察駕駛桿不回中立位置，同時(shí)水平尾翼有偏移。

原因分析：縱向操縱系統(tǒng)由駕駛桿、俯仰方向調(diào)整片效應(yīng)電動(dòng)機(jī)構(gòu)、彈簧拉桿、縱向通道載荷機(jī)構(gòu)（以下簡(jiǎn)稱載荷機(jī)構(gòu)）、拉桿、分油機(jī)構(gòu)以及液壓作動(dòng)筒組成。經(jīng)查，駕駛桿在縱向偏轉(zhuǎn)時(shí)無緊澀卡滯現(xiàn)象，活動(dòng)部位轉(zhuǎn)動(dòng)靈活;俯仰方向調(diào)整片效應(yīng)電動(dòng)機(jī)構(gòu)指針零刻度位置準(zhǔn)確且經(jīng)試飛站技術(shù)人員檢測(cè)后未見異常;彈簧拉桿以及拉桿屬連接部件，連接及傳動(dòng)性良好;分油機(jī)構(gòu)主要感受駕駛桿傳遞的位移進(jìn)行油路分配及電信號(hào)反饋;液壓作動(dòng)筒屬執(zhí)行部件，對(duì)該故障沒有影響;該系統(tǒng)桿系摩擦力正常，綜上所述，確定故障點(diǎn)為載荷機(jī)構(gòu)故障。

如載荷機(jī)構(gòu)活塞桿在完成彈簧裝配后與套筒裝配時(shí)有間隙，或調(diào)整拉壓初始力時(shí)調(diào)整為偏下限值時(shí)，均可導(dǎo)致駕駛桿在推拉后，載荷機(jī)構(gòu)彈簧力無法克服駕駛桿回中所受摩擦力的情況，以導(dǎo)致此類故障發(fā)生。

排除方法：

1.分解載荷機(jī)構(gòu)，調(diào)節(jié)桿上彈簧壓縮量改變力值，按飛機(jī)原始狀態(tài)調(diào)節(jié)力值，可適當(dāng)靠中上限位置。

2.裝配時(shí)，注意套筒與活塞桿、活塞桿與彈簧的裝配環(huán)節(jié)，消除間隙。

3.裝配后，頻繁震動(dòng)載荷機(jī)構(gòu)，保證彈簧在桿上無卡滯。

經(jīng)驗(yàn)總結(jié)：

該載荷機(jī)構(gòu)在故檢時(shí)，要檢查初始力，掌握原機(jī)狀態(tài)，作為修理后力值調(diào)整依據(jù)。同時(shí)在裝配時(shí)，要保證該產(chǎn)品拉壓后桿與套筒及彈簧無間隙。

（三）載荷機(jī)構(gòu)力值曲線抖動(dòng)故障

故障現(xiàn)象：載荷機(jī)構(gòu)在試驗(yàn)臺(tái)調(diào)試時(shí)發(fā)現(xiàn)，力值曲線在一定范圍內(nèi)有抖動(dòng)的現(xiàn)象出現(xiàn)（見圖3）。

原因分析：載荷機(jī)構(gòu)力值特性曲線圖應(yīng)為線性圖樣，而導(dǎo)致抖動(dòng)的原因?yàn)楫a(chǎn)品內(nèi)部運(yùn)動(dòng)部件在工作狀態(tài)下受力不均勻?qū)е拢溥\(yùn)動(dòng)部件主要有活塞桿、襯套、彈簧、調(diào)整墊片等，可對(duì)該類部件進(jìn)行檢查。

排除方法：

1.分解載荷機(jī)構(gòu)，對(duì)已裝配的受力部位進(jìn)行單獨(dú)測(cè)力，觀察力值特征曲線，如未有抖動(dòng)，表明該受力部位彈簧裝配質(zhì)量良好，排除該部位裝配質(zhì)量影響，后可采取檢查套筒內(nèi)腔與襯套以及調(diào)整墊片尺寸，查看配合間隙是否滿足要求，如不滿足可更換襯套或調(diào)整墊片;如仍有抖動(dòng)，可繼續(xù)分解。

2.分解受力部件后，對(duì)彈簧進(jìn)行測(cè)力檢查，觀察彈簧自身力值特征曲線是否為線性，如不滿足要求，可更換彈簧。

3.檢查活塞桿與套筒上襯套的配合尺寸是否滿足要求，如不滿足要求可更換襯套。

4.重新裝配后，橫向頻繁震動(dòng)載荷機(jī)構(gòu)后在試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行磨合檢查，保證彈簧在桿上無卡滯。

5.載荷機(jī)構(gòu)測(cè)試檢查

載荷機(jī)構(gòu)試驗(yàn)時(shí)，要保證產(chǎn)品安裝在試驗(yàn)臺(tái)上是否固定牢固，有無松動(dòng)的情況，并在中立位置調(diào)整時(shí)，觀察拉伸校準(zhǔn)后，產(chǎn)品是否仍在同一校準(zhǔn)位，保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。

經(jīng)驗(yàn)總結(jié)：

載荷機(jī)構(gòu)在修理時(shí)，要檢查運(yùn)動(dòng)部件的尺寸配合，對(duì)主要受力部件進(jìn)行測(cè)力，保證該部件力值曲線呈線性趨勢(shì)。同時(shí)加強(qiáng)對(duì)試驗(yàn)設(shè)備操作流程的學(xué)習(xí)，保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

（四）載荷機(jī)構(gòu)工作狀態(tài)下有異響故障

故障現(xiàn)象：載荷機(jī)構(gòu)機(jī)上調(diào)試時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)活塞桿運(yùn)動(dòng)至某一位置時(shí)有響聲，且該響聲在同一位置上重復(fù)出現(xiàn)。

原因分析：由載荷機(jī)構(gòu)產(chǎn)品組成及工作原理分析，主要運(yùn)動(dòng)部件由連接桿、襯套、彈簧、耳環(huán)接頭等組成，其中彈簧為單組或多組彈簧。依靠機(jī)上拉桿牽引，帶動(dòng)連接桿移動(dòng)產(chǎn)生位移，實(shí)現(xiàn)對(duì)彈簧的壓縮完成作用力反饋。因此，當(dāng)載荷機(jī)構(gòu)在工作狀態(tài)下有異響，且該響聲在同一位置上，因此此類故障的排故重點(diǎn)為運(yùn)動(dòng)部件以及與其配合部件的尺寸及裝配質(zhì)量。

排除方法：

1.裝配質(zhì)量檢查

如載荷機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)部件與配合部件的的裝配時(shí)有部位卡滯，可直接造成響聲出現(xiàn)，可通過磨合試驗(yàn)檢查是否有卡滯部位。如有卡滯可分解檢查連接桿兩端與殼體襯套是否卡滯，彈簧壓縮有無異響。且載荷機(jī)構(gòu)內(nèi)部是否有發(fā)現(xiàn)造成卡滯的多余物。

2.零部件尺寸檢查

不同批次載荷機(jī)構(gòu)在出廠時(shí)，有部分零件尺寸與原設(shè)計(jì)有偏差，尤其是固定運(yùn)動(dòng)部件的零件尺寸檢查尤為重要，比如套筒內(nèi)腔是否有凸臺(tái)，襯套孔尺寸是否有改變等。

3.彈簧測(cè)力檢查

按要求對(duì)彈簧自由長度、壓縮曲線進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，如彈簧測(cè)力時(shí)發(fā)現(xiàn)特性曲線異常，應(yīng)予以換新。

經(jīng)驗(yàn)總結(jié)：

該類故障發(fā)生時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)零、部件尤其是影響運(yùn)動(dòng)部件裝配質(zhì)量的檢查，按要求對(duì)零、部件進(jìn)行尺寸測(cè)量，并恢復(fù)表面鍍層，同時(shí)，查清載荷機(jī)構(gòu)的批次狀態(tài)，避免因批次變化導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量。

四、總結(jié)

本文列舉了載荷機(jī)構(gòu)的常見故障，通過對(duì)工作原理的剖析，結(jié)合相應(yīng)的實(shí)例進(jìn)行定位，對(duì)載荷機(jī)構(gòu)產(chǎn)品類似故障的排除具備一定的參考意義。

[參考文獻(xiàn)]

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