某型飛機機動襟翼掉襟故障分析

王永剛 孫建華 李強

摘要：某型飛機修理過程中，前緣機動襟翼和后緣機動襟翼在停車消壓之后經常出現襟翼下掉現象，為排除此故障，進行了大量檢查、拆裝和試驗工作，最終找出了故障點并排除了故障，可為同類故障的排除提供參考。

關鍵詞：機動襟翼；襟翼下掉；重復性故障

Keywords：maneuvering flaps； flap falling down； repetitive failure

0 引言

前后緣機動襟翼系統是一種輔助操縱系統，具有起飛著陸的增升襟翼和亞跨聲速機動襟翼雙重功能，從原理上看，是一種基于電液伺服位置系統、接收大氣機指令和飛行員手動開關指令雙重管理的控制系統；從可靠性及裕度配置上看，是一個帶有應急備份、在重要環節上具有自監控和互監控功能的故障—安全控制系統。

1 工作原理

前緣襟翼有隨動、手動收回、應急伸出、停機自鎖4種工作狀態。當前緣襟翼處于自動控制狀態時，大氣機根據飛機攻角、馬赫數給出控制信號，前襟根據控制信號自動調節到相應位置。當M>1.0或V表>965km/h時，前襟收上至0°；飛機從大M數降到M≤0.98或V表≤950km/h時，前襟恢復自動工作狀態。

后緣襟翼有手動、隨動兩種工作狀態，具有斷電收零和鎖死功能。后襟處于隨動工作狀態時，大氣機根據飛機的攻角、馬赫數和表速給出控制信號，系統根據控制信號把后襟自動調節到相應位置。當M>1.0或V表>965km/h時，后襟由隨動工作自動轉為收上至0°；當飛機從大M數降到M≤0.98或V表≤950km/h時，后襟自動轉為隨動工作狀態。

2 故障描述

飛機在庫內用油泵車接20.6MPa液壓壓力，進行起落架收放試驗、剎車壓力檢查、操縱系統方向舵擺動、平尾翻轉、機動襟翼手動及隨動工作等項目，之后消壓檢查翼面，停機消壓3h左右，發現前緣襟翼下掉2°左右，后緣襟翼下掉3°左右。工藝中規定，后緣襟翼末端下掉開度尺寸在5天內不能大于60mm或5°，因此3h內下掉3°屬于不正常狀態。

3 故障原因分析

前后襟掉襟發生在前襟處于停機自鎖和后襟斷電收零并鎖死時。前后襟操縱系統原理如圖1所示。前襟伺服作動器自動狀態和隨動狀態通過機上電纜連接到座艙并由飛行員和大氣機控制，后襟伺服作動器手動狀態由電信號控制液壓電磁閥間接控制。前緣襟翼停機自鎖狀態原理如圖2所示。

從圖2可以看出，前襟能夠停機自鎖主要依靠鎖閉閥的閥芯封住作動筒兩腔。影響前襟掉襟的主要因素是鎖閉閥芯與閥套配合間隙過大，在襟翼自重的作用下，油液從鎖閉閥間隙流出，一路通過回油管路直接回油，一路通過轉換閥芯進入伺服閥，從伺服閥的回油管路回到系統。作動活塞膠圈失效也可能導致襟翼下掉，特別是冬季受熱脹冷縮影響，膠圈與殼體收縮率不同，導致作動筒兩腔相互串油，在襟翼自重的作用下引起掉襟故障。

從圖1可以看出，后襟的控制管路與液壓電磁閥相連，后襟的手動狀態由液壓電磁閥控制，自動狀態由大氣機傳來的信號控制伺服閥從而控制后襟作動。圖3為液壓電磁閥斷電狀態原理圖。

從圖3可以看出，飛機停機斷電后液壓電磁閥連接后襟作動器的兩個管路相互溝通，并都與回油溝通，相當于后襟作動器的兩個控制管路直接接回油。后襟伺服作動器的工作原理如圖4所示。

從圖4可以看出，作動器中腔通過液壓電磁閥與回油溝通，作動器前腔由鎖閉閥控制，作動器后腔同樣由鎖閉閥控制，不同的是前腔由鎖閉閥的錐形閥封閉，后腔通過鎖閉閥的閥芯側面與閥套的配合封閉油液。當鎖閉閥錐形閥口與閥座配合不良時，在襟翼自重作用下，進油無壓力的情況下油液從前腔通過鎖閉閥進入進油管路，導致襟翼下掉。當鎖閉閥的閥芯閥套配合間隙過大，在襟翼自重力的作用下，油液由回油管路通過轉換閥，通過鎖閉閥進入作動筒后腔，中腔油液通過液壓電磁閥直接回油，導致襟翼下掉。此外，鎖閉閥彈簧彈力過小、作動器活塞密封膠圈竄油也會引起襟翼下掉。

4 排除方法

經過試驗與機上驗證，找到了前襟下掉的原因，通過選配新的閥芯與閥套，使配合間隙達到規定值，故障得以排除。

后襟下掉在排故過程中經歷了較長時間，換了新的鎖閉閥仍然出現下掉現象，排除了作動筒活塞膠圈竄油的可能，最終故障點仍鎖定在鎖閉閥上。圖5為鎖閉閥的結構圖。

從圖5可以看出，鎖閉閥在長期工作中錐形閥口與閥座頻繁相撞，如果液壓油液中有雜質，很可能對閥口造成損傷。更換新的鎖閉閥后，故障現象仍然存在。新的鎖閉閥閥芯與閥套配合間隙合格，最終將故障定位在閥芯錐口與閥座不密封上。采用精細研磨膏將閥口與閥座對磨，裝配后試驗數據均符合技術標準，裝機驗證，故障得以排除。

5 結束語

針對襟翼掉襟故障的排除方法通常是更換鎖閉閥或更換膠圈，但本次更換新的鎖閉閥后無效，原因在于未深入分析后襟下掉的綜合因素以及過度相信新品。前緣襟翼作動器和后緣襟翼作動器屬精密附件，在修理裝配過程中要精確測量每個配合間隙，針對不同故障現象確定故障原因，找到故障點，避免盲目拆裝部件而造成人員、時間、成本等的不必要浪費。本次排故摸索出重新研磨新品鎖閉閥錐形閥口和閥座的方法，對機械類故障有了新的認知，也為類似故障的排除提供了參考。

作者簡介

王永剛，工程師，主要從事飛機液壓系統修理技術工作。

李強，工程師，主要從事飛機液壓系統修理技術工作。