PA-44-180飛機(jī)起落架系統(tǒng)原理及典型故障分析

李自山

摘要：簡(jiǎn)要介紹了PA-44-180飛機(jī)起落架系統(tǒng)各個(gè)分系統(tǒng)的工作原理，起落架系統(tǒng)典型故障和故障分析排除方法，為類似故障排除提供了參考，并對(duì)起落架系統(tǒng)日常維護(hù)提出了建議。

關(guān)鍵詞：起落架，原理，故障，分析

0引言

起落架系統(tǒng)承擔(dān)著飛機(jī)停放、滑行、起飛和降落過(guò)程中支撐飛機(jī)的作用，是飛機(jī)上重要的系統(tǒng)之一，其性能的好壞直接影響著飛行安全。隨著PA-44-180飛機(jī)逐漸進(jìn)入老齡化狀態(tài)，起落架系統(tǒng)故障逐漸增多，洛陽(yáng)分院發(fā)生多起起落架空中不能正常收放、減震器滲漏、停留剎車失效等事件，飛行安全受到威脅，飛行訓(xùn)練受到嚴(yán)重影響。

1起落架系統(tǒng)工作原理

（1）收放原理

該型飛機(jī)起落架收放由可正反轉(zhuǎn)的電動(dòng)液壓泵產(chǎn)生壓力完成。扳動(dòng)起落架手柄至放下位，繼電器控制液壓泵電機(jī)正轉(zhuǎn)，使放下液壓管路壓力增加，作動(dòng)筒的作動(dòng)桿伸長(zhǎng)，帶動(dòng)起落架放下;扳動(dòng)起落架手柄至收上位，液壓泵電機(jī)反轉(zhuǎn)，收上液壓管路壓力增加，作動(dòng)桿縮回，起落架收上。

當(dāng)起落架放下且所有下位鎖鎖鉤均進(jìn)入鎖定位時(shí)，每個(gè)鎖鉤上的電門都驅(qū)動(dòng)一個(gè)常閉電路的開關(guān)，點(diǎn)亮三個(gè)綠色信號(hào)燈，同時(shí)關(guān)斷液壓泵工作電路。當(dāng)起落架開始收上且下位鎖鎖鉤脫開時(shí)，起落架不安全信號(hào)燈亮，直至起落架完全收上且所有收上極限電門作動(dòng)它們的常開電路，紅色不安全信號(hào)燈熄滅。

飛機(jī)起落架不能正常放下時(shí)，拉出應(yīng)急放手柄，可以打開應(yīng)急放活門，溝通起落架收上和放下管路，起落架靠重力和輔助彈簧放下。

（2）減震原理

PA-44-180飛機(jī)前起落架和主起落架均采用油氣式減震支柱，減震支柱主要由內(nèi)筒、外筒、限流管和密封圈等組成。飛機(jī)著陸時(shí)，減震支柱壓縮，內(nèi)筒向外筒插入，限流管向內(nèi)筒底部插入，內(nèi)外筒之間的氮?dú)獗粔嚎s吸收能量，同時(shí)油液從限流管底部小孔流動(dòng)，將部分能量轉(zhuǎn)化為油液的熱能，壓縮行程結(jié)束后，壓縮氣體膨脹，支柱伸長(zhǎng)，限流管相對(duì)內(nèi)筒向上移動(dòng)，油液通過(guò)限流管底部的小孔流動(dòng)，將部分能量轉(zhuǎn)化為油液的熱能，支柱反復(fù)壓縮和伸長(zhǎng)，就消耗了飛機(jī)著陸時(shí)的大部分能量。

（3）停留剎車原理

未施加剎車時(shí)：彈簧7呈壓縮狀態(tài)，其恢復(fù)力將凸輪軸3保持在左極限位，殼體1右端面上的定位銷2.1穿過(guò)凸輪軸3操縱搖臂上的定位孔，使凸輪軸不能轉(zhuǎn)動(dòng);彈簧11呈壓縮狀態(tài)，其恢復(fù)力將使柱塞頂針向上運(yùn)動(dòng)關(guān)閉油路，但凸輪軸3限制了柱塞頂針向上運(yùn)動(dòng)，使柱塞活門保持在打開位，剎車油可以自由通過(guò)剎車活門。

設(shè)置停留剎車：踩踏腳蹬，給剎車系統(tǒng)建立壓力，由于凸輪軸3直徑不同，剎車油推動(dòng)凸輪軸3向搖臂一側(cè)移動(dòng)，使搖臂脫開活門殼體1上的定位銷2.1，此時(shí)拉動(dòng)駕駛艙的停留剎車手柄，手柄通過(guò)鋼索拉動(dòng)搖臂，凸輪軸3旋轉(zhuǎn)，柱塞頂針10在彈簧11的恢復(fù)力作用下向上運(yùn)動(dòng)，關(guān)閉停留剎車油路，從而將剎車系統(tǒng)中的壓力鎖定。

解除停留剎車：踩踏腳蹬，此時(shí)前推停留剎車手柄，手柄通過(guò)鋼索推動(dòng)搖臂，使凸輪軸3旋轉(zhuǎn)，凸輪軸3帶動(dòng)柱塞頂針克服彈簧11作用力向下運(yùn)動(dòng)，剎車油路溝通。松開腳蹬，油液壓力消失，凸輪軸3在彈簧7的恢復(fù)力下回到左極限位，殼體1右端面上的定位銷2.1穿過(guò)凸輪軸3操縱搖臂上的定位孔，凸輪軸不能轉(zhuǎn)動(dòng)。

2典型故障分析

（1）收放故障

某架飛機(jī)在飛行訓(xùn)練時(shí)，機(jī)組發(fā)現(xiàn)起落架放不下，紅色起落架位置不安全信號(hào)燈與黃色液壓泵工作監(jiān)控?zé)舳疾涣粒椅绰牭狡鹇浼芟到y(tǒng)工作聲音，檢查斷路器均在按入狀態(tài)，發(fā)電機(jī)工作正常，多次操縱起落架手柄至放下位起落架均無(wú)反應(yīng)，最后嘗試采取較大機(jī)動(dòng)飛行動(dòng)作后正常放下起落架。

從起落架收放電路圖（圖2）能夠看出，起落架手柄在放下位時(shí)，電流從匯流條經(jīng)過(guò)液壓泵控制斷路器（CB320），起落架放下觸點(diǎn)2和1（S313），放下繼電器線圈（K302），最后經(jīng)起落架下位鎖電門（S102，S402，S202）接地;放下繼電器線圈（K302）通電后，其觸點(diǎn)閉合，另一路電流從匯流條經(jīng)過(guò)液壓泵電源斷路器（CB321）和放下繼電器觸點(diǎn)，流向液壓泵。根據(jù)機(jī)組描述的現(xiàn)象（液壓泵監(jiān)控?zé)舨涣梁臀绰牭狡鹇浼芟到y(tǒng)工作聲音），可以判斷故障發(fā)生時(shí)液壓泵未工作。因此詳細(xì)檢查了液壓泵斷路器、起落架收放開關(guān)、連接導(dǎo)線和液壓泵本體，并地面通電進(jìn)行了多次收放實(shí)驗(yàn)，但未能重現(xiàn)故障。和機(jī)組再次溝通后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)天在訓(xùn)練科目中多次收放起落架，最終確定故障原因?yàn)椋猴w行過(guò)程中頻繁收放起落架，引起液壓泵溫度急劇升高，液壓泵電機(jī)內(nèi)部熱保護(hù)斷路器斷開，液壓泵電機(jī)停止工作。

（2）接耳裂紋

在PA-44-180飛機(jī)定檢和技術(shù)狀態(tài)檢查過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)4起前起落架支柱殼體在可折撐桿接耳處出現(xiàn)裂紋故障。對(duì)端面分析發(fā)現(xiàn)裂紋性質(zhì)為沿晶裂紋，產(chǎn)生原因?yàn)槭艿搅溯^大的沖擊應(yīng)力。

（3）停留剎車故障

某架飛機(jī)執(zhí)行本場(chǎng)G1000差異改裝訓(xùn)練，因前一飛行日進(jìn)行了停留剎車故障排除工作，該機(jī)在正式投入訓(xùn)練前需地面測(cè)試停留剎車性能。機(jī)組開車后在地面檢查停留剎車和飛機(jī)剎車系統(tǒng)正常。飛機(jī)起飛時(shí)，機(jī)組感覺飛機(jī)的滑跑距離稍長(zhǎng)，后在空中試剎車正常（踩腳蹬無(wú)僵硬現(xiàn)象）。著陸后機(jī)組發(fā)現(xiàn)飛機(jī)帶剎車，馬上保持好方向并報(bào)告，飛機(jī)在跑道上停止。機(jī)組嘗試重新復(fù)位停留剎車時(shí)，停留剎車手柄脫出，馬上報(bào)告原地關(guān)車。機(jī)務(wù)人員檢查發(fā)現(xiàn)該機(jī)停留剎車操縱鋼索斷裂。

檢查發(fā)現(xiàn)操縱鋼索在與停留剎車活門搖臂連接處斷裂;鋼索斷口部分顏色深，部分顏色淺;鋼索彎曲部位與轉(zhuǎn)動(dòng)接頭有損傷;停留剎車活門殼體和搖臂正常。手動(dòng)操縱停留剎車活門搖臂，設(shè)置停留剎車，人工推飛機(jī)，機(jī)輪未發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng);手動(dòng)操縱停留剎車活門搖臂，解除停留剎車，人工推飛機(jī)，機(jī)輪轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。手動(dòng)操縱停留剎車活門搖臂，解除停留剎車，飛行人員試滑未發(fā)現(xiàn)帶剎車現(xiàn)象;手動(dòng)操縱停留剎車活門搖臂，設(shè)置停留剎車，發(fā)動(dòng)機(jī)大車轉(zhuǎn)速下剎車保持良好。手動(dòng)操縱停留剎車活門搖臂，解除停留剎車，連續(xù)踩剎車后，停留剎車活門轉(zhuǎn)軸向設(shè)置停留剎車方向轉(zhuǎn)動(dòng)。

最終確定故障原因?yàn)椋猴w機(jī)未處于有效剎車狀態(tài)下解除停留剎車，造成停留剎車鋼索受力，進(jìn)而疲勞斷裂，鋼索斷裂后踩剎車，由于設(shè)計(jì)原因，停留剎車活門轉(zhuǎn)軸向設(shè)置停留剎車方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而造成滑行帶剎車。

（4）起落架彈簧掛鉤

某架飛機(jī)定檢時(shí)發(fā)現(xiàn)，左主起落架下位鎖彈簧的下部掛鉤支架斷裂，彈簧下部固定失效。失效原因?yàn)槠跀嗔眩c飛機(jī)使用時(shí)間和起落架收放次數(shù)有關(guān)。

（5）前起落架下位鎖偏心襯套螺桿

某架飛機(jī)定檢時(shí)，維修人員發(fā)現(xiàn)該機(jī)前起落架下位鎖處異常，進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)前起落架下位鎖偏心襯套螺桿已斷裂，螺桿頭部及偏心襯套已脫落，螺桿剩余部分在托板螺帽內(nèi)。螺桿松動(dòng)與前起落架下位鎖鎖鉤進(jìn)出偏心襯套時(shí)，施加到偏心襯套上的旋轉(zhuǎn)力矩有關(guān);螺桿斷裂是因其承受飛行起落的疲勞載荷。

3維護(hù)注意事項(xiàng)

（1）盡量避免連續(xù)多次收放起落架，研究該型飛機(jī)起落架收放間隔要求，并針對(duì)起落架系統(tǒng)液壓泵熱保護(hù)失效模式制定有效的應(yīng)急處置方法。如對(duì)起落架進(jìn)行了拆裝，應(yīng)進(jìn)行幾次人工收放起落架，檢查起落架組件沒有卡阻現(xiàn)象。

（2）在減震支柱的維護(hù)和修理過(guò)程中，要注意檢查支柱殼體、上下側(cè)撐桿和連接處應(yīng)無(wú)裂紋、彎曲或錯(cuò)位，檢查內(nèi)筒鏡面應(yīng)無(wú)損傷，鏡面高度符合標(biāo)準(zhǔn)，密封處無(wú)漏油痕跡。

（3）制定PA-44-180飛機(jī)停留剎車系統(tǒng)相關(guān)機(jī)件的安裝工作標(biāo)準(zhǔn)和維護(hù)檢查標(biāo)準(zhǔn)，飛行機(jī)務(wù)人員操作停留剎車手柄時(shí)，須在飛機(jī)處于有效的剎車狀態(tài)下進(jìn)行。任何狀態(tài)下連續(xù)使用飛機(jī)剎車后，要檢查停留剎車手柄是否在所需的設(shè)定位。若偏離時(shí)可以通過(guò)上述操作進(jìn)行重新設(shè)定。

（3）增加前起落架輔助放下彈簧和主起落架下位鎖彈簧的檢查要求，清潔前起落架彈簧上下部掛點(diǎn)，檢查掛點(diǎn)應(yīng)無(wú)裂紋。拆下主起落架下位鎖彈簧，清潔并檢查彈簧上、下部掛點(diǎn)掛鉤支架應(yīng)無(wú)裂紋、腐蝕和變形異常。

4總結(jié)

（1）起落架系統(tǒng)部件故障受操作影響較大，加強(qiáng)和飛行人員溝通，能有效預(yù)防故障的發(fā)生。如發(fā)生重著陸等情況，應(yīng)及時(shí)對(duì)起落架進(jìn)行特情檢查。

（2）對(duì)出現(xiàn)故障的部件統(tǒng)計(jì)分析，日常維護(hù)時(shí)加強(qiáng)檢查，必要時(shí)將檢查內(nèi)容加入定檢，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障缺陷。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊秀鋒.PA-44-180型飛機(jī)培訓(xùn)教材[M].成都：西南交通大學(xué)出版社.2015.

[2]Piper Airplane Maintenance Manual （PR200325）.2020.

[3]伍峰等人.某型飛機(jī)起落架收放系統(tǒng)故障分析與設(shè)計(jì)改進(jìn)[J].液壓氣動(dòng)與密封，2021（4）.

[4]張世坤.某型飛機(jī)前起落架未放到位著陸異常收起疑難故障分析[J].航空維修與工程，2021（9）.

[5]楊雷恒.某型飛機(jī)起落架收放故障分析及預(yù)防[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2020（15）.