飞机起落架收放系统

歼七飞机起落架收放系统典型故障分析【摘要】：飞机起落架液压收放系统的传动性能与系统或元件的结构参数、工作条件参数以及负载参数等有关．文中在对收放系统传动时间、传动速度等传动性能计算的基础上分析影响其性能的主要因素。

比较其影响程度，并进一步探讨了判断故障原因的方法．【关键词】：起落架自动收起传动性能压力流量特性液阻负载配合间隙摩擦力【正文】：一．歼七飞机前起落架自动收起的故障研究起落架收放系统是飞机的重要组成部分，此系统的工作性能直接影响到飞机的安全性和机动性．改进设计飞机起落架收放系统主要用于控制起落架的收上与放下，控制主起落架舱门和前起落架舱门的打开与关闭，是飞机一个重要的系统，其能否正常工作将直接影响飞行安全。

因此对该系统的维护和对所出现的故障进行分析研究，并进行有效的预防就显得十分重要。

某单位在对某新型飞机做出厂试飞准备时，当机组人员接上地面压力源和电源进行该机的停机刹车压力调整时，在供压13min后，前起落架开始缓慢收起，飞机机头失去支撑最终导致机头接地，造成雷达罩和前机身02段蒙皮撕裂、结构损坏和前起落架变形等严重后果。

本文将对前起落架自动收起的故障进行分析研究，并在此基础上针对性地提出预防措施。

1起落架收放控制原理分析图1 前起落架收放系统原理图前起落架收放系统原理如图1所示。

正常收起落间隙时，起落架收放手柄(下简称手柄)处于收上位时，电液换向阀l使高压油进入收上管路，放下管路b回油管路相通。

在高压油的作用下，下位锁作动筒的活塞杆缩进，下位锁打开。

另一路高压油一方面液控单向阀13打开，使舱门作动筒10、12的回油略沟通；另一方面油通过限流活门9进入收放作动筒，使活塞杆伸出，起落架收起，作动筒8的回油经脚向活门7、应急转换活门4、电液换向阀1和应急排油活门2流入油箱。

当起落架收好后，协调活门11压通，高压油进入舱门作动筒lO、12的收上腔使舱门收起。

当手柄处于放下位置时，来油与放下管路接通，收上管路与回油路相通，起落架放下。

在系统中还设有地面联锁开关，当飞机停放时，联锁开关自动断开电液换向阀的电路，此时即使将手柄置于收起位置，电液换向阀也不会工作，从而防止了地面误收起落架。

2起落架自动收起原因分析由起落架收放控制原理知道，前起落架放下位置是由带下位锁的后撑杆来保持的，所以要使前起落架收起，必要条件是下位锁开锁。

而下位锁开锁有两种情况：第一种是机械原因，即放下起落架时下位锁处于假上锁状态，在维修和使用过程中受到某种外力扰动而开锁；第二种是液压原因，即有液压油进入下位锁开锁作动筒，使作动筒活塞杆缩进导致下位锁开锁。

而外部检查和事后的收放检查均未发现下位锁有假上锁的现象。

因此前起落架自动收起是由液压方面的原因引起的。

而由液压原因引起下位锁开锁的因素很多。

当电液换向阀工作不正常使来油与收上管路相通，或者联锁开关故障，地面又误将手柄置于收上位置，在电液换向阀工作时，当给飞机供油压时，都会使下位锁开锁。

但这两种情况会使前起落架以较快的速度收起而不会缓慢收起，另外也会同时收起主起落架。

但这与事故发生时的实际情况不符，因此基本可以排除。

结合当时事故发生的情况，导致前起落架自动收起的原因如下。

2．1 电液换向阀性能不良起落架电液换向阀用于起落架收放管路的控制，是一种三位四通电液阀，当手柄在中立位置时(不通电)，电液换向阀处于中立位置，图2电液换向阀中立位置(断电)此时供油路堵死，起落架的收、放管路均与回油路相通，如图2所示。

由于滑阀与阀套之间都有径向间隙6，由6形成两个相同的矩形节流缝隙，此缝隙的节流面积为A=W8，由于形6，且通过此节流口的流量很小，雷诺数m 也很小，流动状态属于层流，故通过此节流口的流量Q 为：232W P Q πδμ∆=式中：P ∆——节流口两侧压力差； μ——动力粘度系数；W ——节流口面积梯度。

则此时，通过2个节流口处的流量为：2012()32s W P P P Q Q πδμ∆-== 式中：s P ——主液压系统供油压力；0P ——回油管路压力。

由上式可知，泄漏量的大小主要由节流口面积梯度形和径向间隙6确定，当间隙6越大，则泄漏量越大。

而形的大小主要与阀芯的直径有关，直径越大梯度越大；6的大小主要与阀口的形状、制造工艺和加工质量等有关，当设计合理、工艺水平和加工质量高、滑阀和阀套之间没有偏心时，则6就小。

如果是新阀，径向间隙小，故泄漏量也小；如果是旧阀，由于控制边被磨损，泄漏面积增大，则泄漏量也增大。

为测定泄漏量的大小，拆下电液换向阀，堵住通向作动筒的两个接头，在供压接头处．加液压20．59MPa．在回油接头处接上量杯。

3min后，在回油接头处漏油量为45mL，远大于所规定的不超过20mL的要求。

电液换向阀泄漏示意图如图3所示。

2．2 系统不完整，回油路堵死为了提高起落架收放系统的可靠性，在系统设计中采用了余度技术。

即当正常收放起落架失效时，飞行员可以采用冷气应急放下起落架，以保证安全着陆，如图1所示。

为防止应急放起落架时，大量液压油回到密闭增压油箱，使油箱因回油过多而引起爆破，为此在电液换向阀的回油路上安装了应急排油活门。

应急放起落架时，将收上管路的油液直接排到机外。

平时，在主液压系统供压且电液换向阀不工作时，电液换向阀泄漏到收放管路中的油液可以通过应急排油活门直接流入回油管路中，因此不会引起收放系统的压力升高；如果回油管路被堵死，不能回油时，则泄漏油将进入收放系统(参看图l、2)，使系统压力升高，当压力升高到一定值时就会引起系统故障。

据了解，在发生本次事故前，应急排油活门因故障拆下修理，用堵头将回油路图3电液阀滑阀泄漏示意图堵住，使起落架收放系统不能回油。

这样，电液换向阀泄漏到收放管路的压力油就不能释放掉，收放系统的油压将逐渐升高。

由于前起落架下位锁的开锁压力比主起落架的小，因此当压力达到一定值后，就会首先使前起落架下位锁开锁，这样飞机在自重的作用下就会引起前起落架自动收起。

3 故障验证为了验证上述分析是否正确，在原飞机上进行了以下试验：(1)给主液压系统供压并通电，把手柄放在中立位置。

保持30min 后，前起落架下位锁没有任何动作。

这说明在系统完整的情况下，因电液换向阀的渗漏而进入收放系统的压力油可以从应急排油活门处及时排出系统回油箱。

(2)为模拟事故当时的系统环境，将应急排油活门拆下，并用堵头堵住回油路。

给主液压系统供压5min后，前起落架下位锁就开始动作，到6min时下位锁完全开锁。

该项试验足以证明从起落架电液换向阀泄漏进入起落架收放系统的油液确实能够将前起落架下位锁打开，说明上述分析是完全正确的。

4维修对策由以上分析和验证可知，本次事故的原因有两个：一是起落架电液换向阀泄漏量超过规定；二是起落架收放系统不完整，使系统丧失了对不良因素的“自我消化”能力。

为了有效预防此类事故的发生，建议采取以下措施。

(1)改进起落架收放管路的设计经仔细分析后不难发现，该型飞机在系统的设计方面存在一些不足。

应急排油活门的功用是应急放起落架时将收上管路的油液排到机外。

由于应急排油活门是安装在系统的回油管路上的，一方面当应急排油活门出现故障时，将会影响整个系统的回油，进而影响系统的工作；另一方面当电液换向阀故障使收上管路不能回油时，则在应急放起落架时，收上管路的油液就无法从应急排油活门排到机外，就会使起落架无法应急放下，即应急放起落架还要受到电液换向阀工作的影响。

该型飞机在定型试飞过程中就曾发生过应急放起落架未放到位的故障，其原因就是由于电液换向阀的故障引起的。

所以这种安装是不科学的，它使系统的可靠性和安全性降低。

但是如果将应急排油活门安装到收上管路，即电液换向阀收上接头的出口处，则既不会影响应急排油活门的功能，又能提高系统的可靠性，也不会发生上述事故。

因此，建议有关部门经充分论证后，将应急排油活门安装到电液换向阀收上接头的出口处。

(2)提高产品质量，加强安装前的检查电液换向阀是起落架收放控制系统的核心附件，对其制造质量和性能指标都有具体的要求。

但在实际生产和使用过程中，人们往往重视它的功能，而对它的泄漏量等指标的规定不太重视，总认为泄漏量的大小对系统的工作和性能没有什么影响。

因此建议一方面要努力提高工艺水平和加工质量，保持滑阀和阀套的同心，以尽可能地减少滑阀与阀套之间的径向间隙，另一方面在装机使用前一定要加强对其各种性能指标的测定，对泄漏量超过规定的电液换向阀不允许安装使用。

二．数据符合规定前起落架为何放不下1995年4月13日，我部歼七×××，号机飞完第一个起落着陆时，前起落架未放下，两主轮接地后正常滑跑，机头触地后又滑行约800米停在跑道中段右侧。

机务人员及时赶到现场，抬起机头，这时前起落架自动掉下，机务人员将前起落架推上锁，进行初步检查后，即将该机牵引至定检中队。

该机于1992年12月19日第二次大修出厂后飞行236小时446个起落。

，在这之前的445个起落均无异常现象。

1、地面检查和模拟试验情况为查清故障原因，检查组对可能造成前起落架放不好的有关部位进行了专项检查。

1.1 飞机着陆后，飞机主液压系统尚有余压60kgf／cm2，油量正常，油箱密封增压良好。

在定检中队进行起落架收放共10次，均未发现异常，起落架收上时间为8秒(规程规定不超过15秒)，左右起落架收上时问差为1秒(规程规定不大于1．5秒)。

1.2开车检查液压泵及液压系统工作情况，系统工作正常，从起动至慢车压力达到140kgf／cm2。

，符合规定(规程规定为140一5 kgf／cm2)。

1.3将该机与另一架良好的歼教七飞机同时拉至起飞线，顶起千斤顶，作慢车工作状态下的收放情况对比，收放起落架10次，未见异常；测量前起落架各部间隙，均符合规定1.4检查前起落架锁臂、锁槽．表面光滑无毛刺，摇臂转动灵活。

测量前起落架开锁动作筒活塞杆与开锁臂之间的间隙h值为3.5mm，其值虽在上极限，但仍住规定值的允许范围内。

1.5模拟飞机着陆状态，发动机在小转速液压泵处在卸荷末期，先放襟翼减速板，紧接着放起落架，再次进行收放起落架的试验(将地面油泵车压力调至80kgf／cm2。

)。

这样的试验共做了12次，其中3次主起落地已开锁并放到位，主起落架放下指示灯亮后，前起落架仍未开锁。

等到系统压力恢复至所调压力值时，前起落架才开锁并放到位，但前起落架开锁时响声很大。

2、原因分析针对模拟收放试验中该机前起落架3次出现开锁难、放下晚的情况，检查组集中分析了该机前起落架开锁动作筒工作失常导致前起落架放不下的可能性。

如图（4）所示，正常情况下，前起落架开锁动作筒的工作可分开锁动作筒工作原理图（4）为三个阶段：第一阶段，活塞杆伸出长度h为2—3.5mm，消除活塞杆与开锁臂的间隙；第二阶段，活塞杆伸出长度L为20-21mm，锁钩机构开锁，活塞上(右)端面在“B”管咀通油孔的边缘；第三阶段，活塞杆伸出长度S为29～31mm时,“B”管咀打开，前起落架收放动作筒通油工作。