飛機液壓系統故障診斷與案例分析

◇北京飛機維修工程有限公司 張 斌

本文在論述飛機液壓系統故障特性的基礎上，探討了飛機液壓系統故障排除的基本方法，并以某波音飛機液壓系統故障案例為研究對象，剖析飛機液壓系統故障排除過程，旨在為我國飛機液壓系統故障排除與診斷能力的快速提升帶來更多參考。

隨著我國工業經濟的飛速發展和人民物質生活水平的不斷提升，飛機作為重要交通工具，其出行速度快、便捷靈活等諸多優勢逐步被更多人青睞，在方便人們出行、緩解交通壓力過程中作出了重要貢獻。飛機液壓系統作為飛機操控系統的重要組成部分，液壓系統存在故障，將直接導致飛機安全事故的發生。因此，本文對飛機液壓系統故障診斷的探討與研究也就具有重要理論意義和現實價值。

1 飛機液壓系統故障特性

飛機液壓系統故障特性主要包含漸進性、隱蔽性、因果關聯情況下的復雜性和故障發生的隨機性等。飛機液壓系統故障的類型和特征，按照故障發生時間的長短可分成持續故障和突發故障兩類；以具體故障現象和造成的后果為標準劃分可分為指示故障和實際故障。其中，指示故障即指示、監控等部件故障導致的系統報警，但系統本身工作正常；實際故障即管路或液壓部件因材質、疲勞或封嚴腐蝕老化等原因造成的，將直接影響飛行安全的真實故障。

2 飛機液壓系統排故基本方法

在飛機液壓系統出現故障時，維護檢修人員應主要從液壓系統的作動部件外觀結構、顯示界面數據信息以及系統增壓狀態下的部件工作狀態等方面進行檢查，判斷各部件是否存在故障。另一方面，持續監控飛機液壓系統操作部件的作動情況和指示界面的數據信息，參考飛機液壓系統勤務的頻次和數量，從而分析、判斷出飛機液壓系統的故障原因及具體故障部件。

此外，在飛機液壓系統故障排查過程中，還可將理論與實踐相結合，利用數學分析、力學分析以及系統工程理論構建模型，結合計算機信息技術和熱門的BP神經網絡技術、遺傳算法等，為飛機液壓系統故障排查做出貢獻。例如，在排查飛機液壓系統故障時，可對液壓系統振動信號進行分析處理，以查找飛機液壓系統具體故障部位；也可立足整個液壓系統，從飛機液壓系統整體壓力或局部壓力等角度出發，考慮飛機液壓系統整體工作狀態，對壓力信號進行分析處理，并從中提取特征向量，以此查找出飛機液壓系統的故障部位。

3 波音飛機液壓系統排故案例

3.1 事件描述

2020年5月19日，某波音飛機執行航班任務時，機組和機務人員在地面檢查飛機時未發現異常，在確認飛機狀態良好、完成各項檢查和維護工作后飛機放行并起飛。起飛后1小時，機組人員發現左液壓系統油量顯示為0.59（正常情況下，系統油量應保持在0.80左右，只有在起飛或降落過程中操作較多作動部件時油量顯示才會瞬時下降，待部件完成作動油量便會恢復），50分鐘后降為0.53，機組為確保飛機飛行安全持續監控左液壓系統工作狀態，且通過衛星電話報告公司運營控制部門和維修控制中心。

經過機組及公司的綜合評估，決定返航以保障乘客人身安全。機組得到指令后，在航路NA點附近向哈巴羅夫斯克管制申請返航北京。返航過程中，在進入北京區域時左液壓系統油量最低指示為0.38，并出現“HYD QTY LOW L”狀態信息，落地重量243噸。落地后機組填寫TLB描述故障情況，隨后機務工程師按排故流程，通過詳細檢查，在確認飛機各液壓部件完好、無明顯漏油痕跡后更換了左液壓系統油箱油量傳感器。

3.2 排故過程

為明確界定該波音飛機在執飛北京至洛杉磯的航班任務過程中出現事故的具體原因，本文對該飛機的故障分析和排除過程進行了深入剖析。首先，對該飛機進行長時間打泵，試車操作相關飛行舵面，并在試車操作后檢查相關部件及飛行舵面，未發現明顯滲漏。排故工程師初步判斷該飛機為液壓系統油量傳感器故障，按故障隔離程序采取了更換傳感器的故障解決措施。排故后，為保證該故障原因判斷準確無誤，檢修人員采取繼續長時間打泵并測試相關部件，未發現滲漏，且采取執行4小時試飛程序來測試液壓系統工作狀態，試飛過程中各系統界面顯示均正常，飛機液壓系統并無滲漏情形發生。但在后續航班執行過程中，機組再次報告左液壓系統液力油量指示異常，落地檢查實際油量卻處于正常狀態。最后，排故人員采用壓力傳感器數據分析措施，通過分析曲線判斷趨勢圖結合飛機實際工作狀態，仍判斷為油量傳感器故障，再次更換傳感器后故障現象消失，且未在出現。最終判定此次事件為油量傳感器故障，且因更換件翻修質量問題造成故障現象重復。圖1、圖2即為該飛機曲線判斷趨勢原圖及對比圖。

圖1 曲線判斷趨勢對比圖

圖2 曲線判斷趨勢原圖

在確定該波音飛機在北京至洛杉磯的航班任務執行過程中出現事故的具體原因及故障類別時，排故人員進一步梳理了油量傳感器故障前系統的正常工作情況，對比分析油量傳感器在故障前后的運行狀態：油量傳感器正常工作狀態下，通過HYDIM卡將油量信號發送至AMIS和液力艙的油量表。當油量傳感器探測到油量低于0.40時，監控界面將會顯示“HYD QTY LOW X”的狀態信息來提醒機組人員。但在此次故障的排除過程中，我們卻發現故障的原因是由于原油量傳感器損壞以及更換件翻修質量問題導致系統油量指示重復錯誤和報警，給排故工作帶來了一定的判斷困難。圖3即為系統工作原理和故障原因分析示意圖。

4 結語

液壓系統作為飛機上重要的操控輔助系統，主要為飛機飛行過程中起落架的收放以及飛機各操縱舵面、增升裝置的控制提供動力源，飛行員在液壓系統的幫助下更輕松、有效地操縱飛機舵面，控制飛機完成整個飛行過程。此外，它還保證飛機機輪剎車、前輪轉彎等諸多功能的正常發揮。因此，飛機液壓系統的持續正常工作對飛機整個飛行過程中的安全、穩定與可靠有著不可忽視的重要影響。飛機液壓系統的故障診斷能力的快速提升，同樣對保證飛機飛行過程中的安全可靠性和飛行事故率的大幅度降低具有重要現實意義。本文從飛機液壓系統的故障特征和基本排除方法出發，以某波音飛機實際故障案例為研究對象，探討了飛機液壓系統的故障排除過程，旨在為飛機液壓系統故障診斷提供更多思考。