起落架收放系統典型故障研究

0 引言

起落架收放系統是飛機的一個至關重要的系統，在飛機著陸及地面滑跑過程中起著重要的作用，它的正常工作與否對飛機的安全不容忽視。起落架系統故障主要會導致飛機著陸沖偏出跑道、飛機中斷起飛等事件，更嚴重的可能會因起落架無法放下導致機腹著地迫降，嚴重危及飛行安全

。因此結合典型案例對起落架系統進行分析和研究，進而提高飛機起落架系統的可靠性、安全性和有效性，對于飛行安全顯得尤為重要。

1 系統概述

1.1 系統整體簡介

該型飛機的起落架系統為可收放的前三點式起落架。完成起落架收放功能的部件及系統主要有起落架選擇手柄、專用液壓控制系統組件(包含液壓泵、液壓泵電機馬達、繼電器、壓力電門、液壓蓄壓器、收上及放下電磁電門等)、前起落架收放作動筒、主起落架收放作動筒、起落架支柱組件、收放撐桿以及機輪組件等，見圖1。起落架的收放動作的完成需要液壓系統保持一定的壓力，主要的作用部件是系統壓力電門。如果系統內的壓力低于96.5 bar(1400psi)時，壓力電門使液壓泵電路接通，液壓泵工作，給系統打壓；當系統內的壓力高于113.8 bar(1650psi)時，壓力電門斷開，液壓泵停止工作；因此壓力電門的通斷使泵按需工作，用于將系統的壓力保持在1400-1650psi，液壓蓄壓器將維持系統壓力無需液壓泵工作，以滿足起落架收放功能的正常實現。液壓油路的流向由收上及放下電磁電門來控制。收上電磁活門通電時，接通液壓泵到收放作動筒活塞收上側的油路，斷電時，接通收放作動筒活塞收上側到液壓油存儲罐的油路。放下電磁活門通電時，接通收放作動筒活塞放下側到液壓油存儲罐的油路，斷電時，接通液壓泵到收放作動筒活塞放下側的油路。

起落架收放作動筒在相應的起落架艙內，系統正常工作時，起落架收放作動筒利用液壓油壓力收放飛機起落架。每個起落架支柱都有一個收放撐桿，固定在起落架支柱和周邊結構上的收放撐桿打開和鎖住放下位置的支柱。彈簧作動閉鎖機構托住機械鎖位置的收放撐桿。起落架的正常放下和收起通過飛機駕駛艙儀表板上的起落架選擇手柄電氣操縱，由飛機的主液壓系統來完成。起落架液壓系統將起落架保持在收上位置；當起落架放下時，通過下位機械鎖鎖定在放下位

。起落架的位置狀態是通過靠近起落架選擇手柄儀表板上的四個LED指示燈來顯示。

1.2 系統工作模式簡介

該型飛機起落架收放系統工作模式主要包括正常收起、正常放下和應急放下。

1、正常收起工作模式

當前，我國在工業制造業中，除了重視生產效率和質量外，同樣重視環境保護，倡導綠色生產，實現綠色生產理念是我國可持續發展戰略的一項重要政策。機械設計制造生態化發展的實現主要體現在資源的合理有效利用和環境保護上。在當前信息技術背景下，機械設計制造應不斷采用新技術，兼顧社會福利和經濟效益，重視環境污染，實現綠色機械設計制造公關。此外，機械設計和制造自動化技術也應順應時代的發展。以提高資源的利用率和節約能源。

經檢查，該機座艙端的應急放手柄在收上位時，位于飛機后艙液壓組件上的應急放活門操縱搖臂不在活門通斷機構的關閉位置(見圖4上圖)，正常的位置應如圖4下圖所示。且手柄端鋼絲被壓緊的一側表面有輕微滑痕。

2、正常放下工作模式

飛行中，將起落架選擇手柄放“DOWN”位(放下位)，放下電磁活門接通液壓泵到作動筒活塞放下側的油路，收上電磁活門接通作動筒活塞收上側到液壓油箱的油路，作動筒朝放下方向移動，驅動起落架放下，靠收放撐桿上鎖機構的彈簧壓力將撐桿鎖定，確保起落架處于放下鎖定狀態。

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應急放系統是讓飛行員在正常收放系統有故障情況下，通過應急液壓操縱將起落架放下。每個起落架支柱收放撐桿上都有彈簧載荷機構可將支柱鎖在放下位置。起落架應急放系統的主要部件為起落架應急放活門。應急放活門位于液壓控制器上并由應急放手柄控制，應急放活門工作(處在應急放位置)時，從作動筒回流的液壓油被旁路進入作動筒調節活門，應急放手柄在駕駛艙左側，儀表板下面。應急放活門置于“應急”位置時，應急放活門上的微動電門將液壓泵隔離。

當正常放起落架系統出故障時，飛行人員應使用應急系統來放起落架，飛行員需操作應急放手柄，應急操作手柄打開位于液壓系統控制組件上的應急放活門，座艙端應急放手柄和應急放活門操縱搖臂通過一根鋼絲連接，鋼絲會帶動應急放活門搖臂轉動，轉動到一定角度后，搖臂中心桿的凸輪下壓應急放活門頂部的通斷機構使應急放活門打開，再轉動一定角度后搖臂外側凸輪與微動電門脫開以斷開液壓泵電源，起落架靠重力落下鎖定，收放作動筒收上腔一側的液壓油通過旁通活門經應急放活門流回液壓油箱。每個起落架支柱放下時，相連的收放撐桿展開，張力彈簧使收放撐桿完全展開并鎖定到位，從而保持放下的起落架支柱完全處于放下鎖定位，相關系統工作原理見圖2。

飛行中，將起落架選擇手柄放“UP”位(收上位)，電流通過左支柱電門到收上電磁活門形成通路，收上電磁活門通電，接通液壓泵到作動筒活塞收上側的油路；放下電磁活門因差動開關開路，接通液壓泵到作動筒活塞放下側的油路。因作動筒活塞兩側受力面積不同，收上側的壓力大于放下側，壓差驅使作動筒朝收上的方向移動，解鎖撐桿閉鎖機構，使收放撐桿隨起落架一并收進起落架艙

。

4、起落架位置指示

在第一種情況下，負載的變化對極點的位置沒有顯著的影響，因此在這兩種情況下，說明了控制模型具有良好的魯棒性。

在起落架收上或放下運動過程中，紅色的不安全指示燈會點亮，綠色的指示燈熄滅：當起落架選擇手柄置于“收上位”時，如果一個或多個起落架沒有完全收上，紅色指示燈將保持亮；當起落架選擇手柄置于“放下位”時，如果一個或多個起落架沒有完全放下鎖定，紅色指示燈將保持亮，相對應起落架綠色指示燈也不亮；按壓測試開關，紅色和綠色的指示燈均亮，同時起落架音頻警告喇叭也將發出音響警告。

3、應急放下工作模式

2 典型故障分析

2.1 故障描述

2021年某月某日，該機型某機號飛機執行定檢后本場試飛檢查，飛機在約6000英尺的高度完成 起落架應急放下功能測試后，起落架處于放下鎖好狀態，在機組將應急放下操縱手柄復位后起落架不能正常收上，機組重新操縱應急放手柄實施應急放起落架流程，并再次復位應急放手柄至收上位，起落架仍不能收上，隨后機組將起落架選擇手柄置于放下位，檢查確認起落架處于已放下鎖好后狀態后安全著陸。

2.2 檢查情況

通過上述平臺，一方面完成對高校圖書館學術信息資源的存儲；另一方面完成對學術信息資源的挖掘。通過這種海量挖掘的方式，并結合各種挖掘算法，進而完成對高校圖書館學術資源的共享。

應急放手柄的鋼絲僅通過一個壓緊螺釘固定(見圖5)，在下拉手柄進行應急放操縱時，應急放手柄端的鋼絲克服了壓緊螺釘施加給鋼絲的摩擦力，繼而鋼絲發生了滑動，導致應急放手柄至應急放活門搖臂的鋼絲總長度增加。

起落架手柄旁邊有三個綠色指示燈和一個紅色指示燈(每個起落架都有一個相對應的綠色指示燈)，以及一個按壓式測試開關。如圖3 所示，當起落架選擇手柄置于“放下位”時，如果所有起落架都已放下并鎖定則綠色指示燈將點亮；當選擇器手柄置于“收上位”時，如果所有起落架都完全收上綠色指示燈就不會亮(只要起落架解鎖對應的綠色指示燈就會熄滅)。

2.3 原因分析

操縱測試檢查：首先將應急放手柄從收上位拉至應急放位，微動電門脫開，通斷機構打開；其次將應急放手柄從應急放位推至收上位，應急放活門全開位(微動電門脫開、通斷機構打開)至微動電門作動位置的行程正常，但繼續上推應急放手柄，搖臂不再轉動，應急放手柄帶有間歇性阻力，手柄到位后，后艙端應急放活門搖臂不能到通斷機構的關閉位置。

此時將應急放手柄重新推至收上位的過程分為兩個階段：一是將應急放活門從全開位(微動電門脫開、通斷機構打開)轉動至微動電門作動位置，鋼絲可以推動搖臂轉動。二是微動電門作動位置至通斷機構關閉位置，應急放手柄繼續轉動時，由于兩個機構連接點中間段的鋼絲總長度已增加且鋼絲本身具有的柔韌性，所以應急放手柄推動過程中不足以使鋼絲繼續推動應急放活門搖臂，導致此過程中鋼絲只能在管套內發生輕微的彎曲形變(對應推應急放手柄帶有間歇性阻力)，應急放活門操縱搖臂停留在微動電門作動位置而不能繼續轉動，即通斷機構不能關閉，液壓系統應急放活門始終為通路，系統不能建壓收起起落架。

機務人員重新安裝該飛機應急放手柄壓緊螺釘，調節該機應急放手柄鋼絲位置，檢查整個操縱行程正確，完成起落架正常收放和應急放功能測試，確認此時起落架收放系統工作正常。

綜上所述，本次故障原因為應急放手柄鋼絲滑動導致應急放手柄和應急放活門之間的鋼絲長度增加，手柄復位時鋼絲的推力不足以使應急放活門通斷機構關閉，導致起落架收上系統一直處于泄壓狀態，不能實現起落架的收上功能。

3 維護和使用建議

1、定檢工作中，機務人員在開展起落架收放測試工作時，應注意檢查應急放手柄的鋼絲是否有滑動跡象，并根據檢查情況視情重新拆裝壓緊螺釘，打上標記漆，便于后續觀察。

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2、建議飛行機組人員在操縱應急放手柄時應柔和，避免粗猛操作，防止造成應急放手柄鋼絲滑動。

3、建議該機型廠家改進目前應急放手柄鋼絲由一個壓緊螺釘壓緊的固定方式。

[1]馬泓琰.飛機起落架系統故障診斷仿真研究[D].西北工業大學碩士論文.2005.

[2]Diamond Aircraft.DA42NG Airplane Maintenance Manual(70215)R4[Z]. 2017.

[3]王銀坤,楊淳. DA42NG飛機起落架收放系統原理及典型故障研究[J].民航學報,2021(6):46-49.