關(guān)于A320飛機(jī)前起落架偏轉(zhuǎn)90°故障的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)控制建議

摘要：2021年全球A320機(jī)型發(fā)生兩起前起落架偏轉(zhuǎn)90°著陸事件，該類故障對(duì)飛行安全產(chǎn)生較大影響。本文從A320起落架結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)原理等方面開展分析，提出技術(shù)建議以避免該類事件的發(fā)生，為航空公司工程師提供參考。

關(guān)鍵詞：前起落架；轉(zhuǎn)彎故障；定中凸輪

Keywords：NLG；turning fault；centering cams

0 引言

2021年3月，國(guó)外某公司A320飛機(jī)在著陸滑跑階段，地面維修人員發(fā)現(xiàn)前起落架區(qū)域起火且伴有濃煙（見圖1）。飛機(jī)安全停穩(wěn)后，地面檢查確認(rèn)前起落架偏轉(zhuǎn)90°，左右兩側(cè)機(jī)輪爆胎，輪轂嚴(yán)重破損。

1 起落架構(gòu)型及轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)原理介紹

1.1 起落架構(gòu)型

A320飛機(jī)起落架系統(tǒng)為前三點(diǎn)式設(shè)計(jì)，前起落架配備轉(zhuǎn)彎功能，主起落架為固定方向輪。前起落架組件由3個(gè)部件組成，分別為外筒組件、轉(zhuǎn)彎筒組件、內(nèi)筒組件。前起轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)使用黃液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)安裝在外筒上的轉(zhuǎn)彎作動(dòng)筒，轉(zhuǎn)彎作動(dòng)筒活塞連著齒條驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)彎筒旋轉(zhuǎn)，由轉(zhuǎn)彎筒的上扭力臂帶動(dòng)下扭力臂，從而驅(qū)動(dòng)內(nèi)筒旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎功能。

1.2 轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)原理

A320飛機(jī)轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)包括指令輸入、指令控制、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和反饋機(jī)構(gòu)（見圖2）。指令輸入包括駕駛艙腳踏板、轉(zhuǎn)彎手輪等，指令控制包括BSCU計(jì)算機(jī)和液壓控制組件，執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括前起落架轉(zhuǎn)彎作動(dòng)筒，反饋機(jī)構(gòu)包括指令監(jiān)控反饋及實(shí)際轉(zhuǎn)彎角度反饋。

BSCU接收輸入信號(hào)，邏輯運(yùn)算后輸出信號(hào)至液壓控制組件，液壓控制組件控制液壓油量驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)彎作動(dòng)筒，起落架內(nèi)筒旋轉(zhuǎn)且指令監(jiān)控反饋及實(shí)際轉(zhuǎn)彎角度反饋至BSCU計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)輸入信號(hào)與輸出信號(hào)一致。

當(dāng)任一部件出現(xiàn)異常時(shí)，系統(tǒng)將判定轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)失效，ECAM出現(xiàn)WHEEL N/W STRG FAULT信息，BSCU計(jì)算機(jī)將切斷液壓系統(tǒng)且液壓控制組件進(jìn)入阻尼模式。

2 定中功能設(shè)計(jì)

A320飛機(jī)前起落架定中功能設(shè)計(jì)如下。

1）液壓系統(tǒng)定中設(shè)計(jì)：由BSCU計(jì)算機(jī)控制，使用黃液壓系統(tǒng)壓力，通過作動(dòng)筒保持內(nèi)筒在中立位。

2）凸輪定中設(shè)計(jì)：下凸輪通過上腔定位在外筒結(jié)構(gòu)上，上凸輪定位在內(nèi)筒上端。當(dāng)前起落架內(nèi)筒全伸出時(shí)，上下凸輪配合，內(nèi)筒被保持在中立位。

3）幾何設(shè)計(jì)定中：A320前起落架減震支柱前傾9°，輪軸中心點(diǎn)在減震支柱中心線靠后50mm。高速滑行時(shí)，轉(zhuǎn)向力矩使前起落架內(nèi)筒與滑行方向保持一致，實(shí)現(xiàn)定中。

當(dāng)在地面高速滑行階段，A320飛機(jī)使用幾何定中及液壓系統(tǒng)定中，保持內(nèi)筒在中立位上。當(dāng)在空中起落架全伸出階段，A320使用凸輪定中及液壓系統(tǒng)定中，保持內(nèi)筒在中立位上。

3 系統(tǒng)故障技術(shù)分析

如上所述，A320飛機(jī)系統(tǒng)的定中功能包括液壓系統(tǒng)定中、凸輪定中及幾何定中三套功能。

在空中狀態(tài)下，典型的前起落架偏轉(zhuǎn)90°故障現(xiàn)象為：ECAM顯示W(wǎng)HEEL N/W STRG FAULT及L/ G SHOCK ABSORB FAULT信息。當(dāng)出現(xiàn)WHEEL N/W STRG FAULT信息時(shí)，液壓系統(tǒng)被BSCU計(jì)算機(jī)關(guān)閉，液壓定中功能失效；當(dāng)出現(xiàn)L/G SHOCK ABSORB FAULT信息時(shí)，凸輪定中失效或凸輪被外力克服，內(nèi)筒出現(xiàn)6°以上的偏轉(zhuǎn)。在無(wú)液壓系統(tǒng)定中的情況下，若凸輪定中失效或氣動(dòng)載荷產(chǎn)生的外力克服了凸輪定中，則內(nèi)筒將會(huì)偏轉(zhuǎn)。在內(nèi)筒偏轉(zhuǎn)后，在氣動(dòng)載荷及液壓控制組件的阻尼作用下保持在最大偏轉(zhuǎn)角90°。

在地面狀態(tài)下，典型的前起落架偏轉(zhuǎn)90°故障現(xiàn)象為：前起落架內(nèi)筒上、下防扭臂脫開。當(dāng)起落架內(nèi)筒上、下防扭臂脫開，內(nèi)筒不受轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)控制。在接地時(shí)，若前輪與著陸時(shí)的飛機(jī)速度方向存在夾角，則在接地時(shí)會(huì)被地面摩擦力快速偏轉(zhuǎn)至90°。

綜合以上信息，該事件的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)為前起落架結(jié)構(gòu)可靠性風(fēng)險(xiǎn)及前起落架轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)可靠性風(fēng)險(xiǎn)。

4 技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)及控制措施

4.1 技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)

經(jīng)分析，前起落架結(jié)構(gòu)可靠性風(fēng)險(xiǎn)如下。

1）凸輪結(jié)構(gòu)失效：固定下凸輪的防轉(zhuǎn)接耳斷裂，導(dǎo)致凸輪有旋轉(zhuǎn)空間。

2）前起落架防扭臂連接銷脫開：扭力臂連接銷脫開后，前起落架內(nèi)筒不受控。

3）氣動(dòng)載荷與保持力：起落架內(nèi)筒氣壓不足，氣動(dòng)載荷作用在胎側(cè)上，使凸輪上的垂直分力大于內(nèi)筒自身重力以及內(nèi)筒氣壓產(chǎn)生的向下壓力，使凸輪定中被氣動(dòng)載荷克服。

經(jīng)分析，前起落架系統(tǒng)可靠性風(fēng)險(xiǎn)如下。

1）BSCU計(jì)算機(jī)故障：BSCU計(jì)算機(jī)為轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)控制中心，故障后轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)失效。

2）液壓控制組件故障：液壓控制組件控制液壓油量及轉(zhuǎn)彎方向，閥芯卡阻導(dǎo)致轉(zhuǎn)彎方向不受控，從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)失效。

3）指令監(jiān)控及位置反饋傳感器故障：信號(hào)錯(cuò)誤，起落架位置與控制不一致導(dǎo)致轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)失效。

4）轉(zhuǎn)彎指示系統(tǒng)設(shè)計(jì)缺陷：空中或地面運(yùn)行，機(jī)組無(wú)法通過飛機(jī)系統(tǒng)判斷前起落架轉(zhuǎn)彎真實(shí)角度。

4.2 技術(shù)建議及措施

針對(duì)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)分析，建議制定以下措施：

1）參考維修方案項(xiàng)目，A320前起落架每隔10年執(zhí)行大修，重點(diǎn)關(guān)注前起落架防轉(zhuǎn)接耳及扭力臂連接銷的檢查狀態(tài)，提高更換標(biāo)準(zhǔn)；

2）參考維修方案項(xiàng)目，A320前起落架扭力臂每隔2年執(zhí)行檢查，視情提高新構(gòu)型連接銷的檢查級(jí)別為NDT檢查標(biāo)準(zhǔn)；

3）參考維修方案項(xiàng)目，A320前起落架氣壓每隔2年執(zhí)行檢查，視情縮短氣壓檢查間隔為冬春換季前檢查；

4）BSCU計(jì)算機(jī)軟件可靠性改進(jìn)，BSCU計(jì)算機(jī)軟件持續(xù)保持機(jī)隊(duì)構(gòu)型統(tǒng)一且為新版本；

5）指令監(jiān)控（3GC）及位置監(jiān)控（4GC）傳感器可靠性，通過讀取傳感器電壓值，監(jiān)控傳感器部件狀態(tài)；

6）臨近電門可靠性（FIN 24GA及25GA），通過定期測(cè)量電感及電阻，及時(shí)更換臨近電門；

7）限制WHEEL N/W STRG FAULT的MMEL保留項(xiàng)目，提高該MMEL保留為不可放行項(xiàng)目；

8）建立ACARS監(jiān)控報(bào)文，當(dāng)出現(xiàn)前起落架轉(zhuǎn)彎角度大于2°時(shí)，開展地面排故；

9）建立ACARS事件報(bào)告打印，當(dāng)出現(xiàn)前起落架轉(zhuǎn)彎角度大于6°時(shí)，自動(dòng)打印前起落架轉(zhuǎn)彎角度報(bào)告，且隨著前起落架角度變化持續(xù)打印，及時(shí)告知機(jī)組起落架真實(shí)角度狀態(tài)。

5 總結(jié)

A320前起落架偏轉(zhuǎn)90°故障是典型的不安全事件，對(duì)航司運(yùn)行影響極大。通過技術(shù)分析，需提高該系統(tǒng)的可靠性控制水平。本文從起落架結(jié)構(gòu)可靠性及轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)可靠性兩個(gè)方面制定措施，供航空公司工程師參考。

作者簡(jiǎn)介

溫春輝，主管工程師，負(fù)責(zé)A320及B737機(jī)型機(jī)電系統(tǒng)工程管理工作。