某型飞机起落架故障原因剖析

马捷1　刘辉传2

（1.中国人民解放军海军航空工程学院青岛校区，山东 青岛 266041；2.中国人民解放军空军驻青岛地区军代室，山东 青岛 266041）

【摘要】本文针对某型飞机起落架放不到位的情况，对故障原因进行了查找及深度剖析，并给出了故障纠正及预防措施，对飞机保障维护有一定借鉴意义。

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关键词 飞机起落架；放不到位；故障查找；故障剖析

0　引言

飞机起落架系统是飞机起飞着陆的关键设备，其工作的好坏直接影响飞机的安全，某部XX号飞机地面进行起落架收放检查时发现，起落架应急放下时，前起落架放下信号灯不亮，检查发现前起落架下位锁不能上锁[1-3]。

1　故障原因查找[4-5]

故障发生后，根据起落架系统工作原理进行了分析，初步判断故障原因是起落架收放作动筒的收起腔和放下腔之间的密封圈损坏，造成两腔之间串油，致使起落架收放系统内无法建立起高压，造成前起落架放不到位，下位锁无法上锁，导致前起落架放下信号灯不亮。

为了确定故障原因和故障部位，分别对该飞机起落架的前、主起操纵作动筒（前起一个，主起四个共五个）原位进行了两腔之间的密封性检查，发现右主起内侧作动筒活塞串油，其余四个收放作动筒无串油现象。更换故障件后，在地面分别进行正常和应急起落架收放工作检查，前、主起落架工作均正常，故障得以排除。

为彻底查清作动筒活塞串油的深层原因，制订有效的纠正措施，决定对作动筒进行了分解，并对故障作动筒的零组件进行测量检查，分解检查情况如下：

前起作动筒：密封胶圈无损伤，作动筒内无密封胶圈碎块；

左主起外侧作动筒：密封胶圈无损伤，筒内有少许密封胶圈碎块，判断为其他故障作动筒密封胶圈损伤后的碎块，随液压油进入和存留在左主起外侧作动筒内。

左主起内侧作动筒无损伤。

右主起外侧作动筒：活塞1#密封胶圈有一处损伤，约8毫米左右，2#密封胶圈有几处小坑点，但密封胶圈无明显损伤、掉渣现象。

右主起内侧作动筒：发现内侧作动筒活塞上对应密封胶圈损伤的部位有与作动筒内壁磨擦的明显痕迹，筒体内壁表面仍很光滑，相应的活塞密封胶圈槽边缘磨成锋利锐边而密封胶圈未损伤部位的胶圈槽边缘无锋利的锐边。故障作动筒活塞上的1#密封胶圈已全部断裂，断裂面粗糙，多处损伤，缺失约1/4；1#密封胶圈已断裂，2#密封胶圈未断裂，但有啃伤，多处掉块（见图1）。活塞表面局部磨损严重，对应的胶圈槽边缘的倒圆R0.2已变成锋利的尖边，作动筒倒出的液压油中有大量长5毫米左右，宽1毫米左右的小块胶料，有少量的较大破碎的胶料，未发现其它异物（胶圈损伤情况参见图2）。

对分解检查发现的三个故障作动筒进行了测量检查，检查结果表明三个作动筒的活塞、筒体的尺寸有超差现象，右侧的两个作动筒情况更为严重一些，对密封胶圈进行了理化分析，结论为：胶圈是由于在活塞筒内反复工作过程中因摩擦扭转导致疲劳失效。

经过对故障件的分解检查、测量检查合理化分析的结果表明，导致胶圈出现损伤的原因是：零件超差引起密封间隙的扩大和间隙挤出现象的加剧，胶圈槽边缘的锋利锐边在胶圈的往复运动中对胶圈有切割作用，零件超差造成胶圈扭曲，在这几种因素作用下，导致胶圈损伤，从而造成两腔之间串油，致使起落架收放系统内无法建立起应有的高压，造成前起落架放不到位，下位锁无法上锁，导致前起落架放下信号灯不亮。

2　故障原因剖析

通常情况下在往复运动的密封结构中，O形密封胶圈损伤失效的主要原因是间隙咬伤和胶圈扭曲损伤。

间隙咬伤，被密封的零件若存在着几何精度不良，零件之间不同心以及高压下内径胀大等现象，就会引起密封间隙的扩大和胶圈挤入间隙现象的加剧。胶圈密封原理见图3，m点（胶圈槽边缘）受力最大，如果m点比较锋利，胶圈会很快被咬伤，防止间隙咬伤的措施是对密封结构的间隙和胶圈槽边缘加以严格控制。

扭曲现象是指0形密封胶圈沿周向发生扭曲的现象，扭曲现象一般发生在动密封状态。引起扭曲的原因很多，其中最主要的是由于活塞，活塞杆和筒体的间隙不均匀、偏心过大、胶圈断面直径不均匀等造成的。由于胶圈在一周内受到的摩擦力不均匀，胶圈的某些部分摩擦过大，发生扭曲。另外，由于密封槽存在同轴度偏差，可能使得胶圈的某些部分压缩过大，另一部分过小或不压缩，导致胶圈的一部分沿工作表面滑动，另一部分则发生滚动，从而造成胶圈的扭曲，胶圈很容易因扭曲而损坏，这是密封装置发生损坏和泄露的重要原因，因此提高零件加工精度是保证胶圈具有可靠的密封性和寿命的重要因素。

故障作动筒倒出的液压油中有大量长5毫米左右，宽1毫米左右的小块胶料，胶圈表面无光泽，多处有啃伤，说明胶圈的损伤是间隙咬伤和胶圈扭曲损伤造成的。

根据作动筒的结构和工作情况，结合零件测量以及模拟试验情况进行综合分析，确定故障发生的原因和机理如下：

作动筒在长期使用中，筒体内径与活塞外径有一定的摩损，密封间隙变大，密封槽边缘倒圆R0.2变小，起落架返厂修理过程中，工厂没有对筒体内径、活塞外径进行严格的尺寸检查和超差修复，尤其是密封槽边缘倒圆R0.2变小后的修复，飞机出厂后，密封间隙较大，密封槽边缘倒圆R0.2很小，在作动筒往复循环工作时，对胶圈形成间隙咬伤，胶圈咬伤后，表面粗糙，加速了胶圈的损伤和扭曲现象的出现，最终导致胶圈的断裂和密封失效，造成前起落架放不到位，下位锁无法上锁。

3　故障纠正及预防措施

根据分析结果，为确保外场飞机的使用安全，必须从飞机制造、修理控制和外场飞机的使用三个方面加强控制，消除故障产生的隐患，确保类似问题不再重复发生。

飞机制造生产过程的控制：

由于活塞胶圈槽锐边会加剧密封圈的磨损，在生产过程控制中应严格控制零组件的超差，并将圆角R0.2加工作为重点工序控制，并加强检验检查和记录。

修理过程控制：

零件修理和补加工后，要按图纸要求进行检测，保证零件状态符合图纸和技术文件的要求。

在装配和试验过程中，应当严格控制过程，防止异物的带入。

4　结束语

为了确保外场飞机的使用安全，对于收放时间接近技术规定上限的飞机，需要对起落架收放作动筒进行原位密封性检查，检查作动筒两腔之间是否串油，并记录每架飞机的起落架收放时间。在后续飞机的持续使用过程中，按照现行的维护规程要求，定期进行起落架收放时间检查，在检查中，如果出现起落架收放时间较前次检查记录的时间明显变化时，一定要查明原因，确定处理方案,这样就保证飞机起落架系统的使用安全，从而保证飞机的安全。

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参考文献

［1］航空学报杂志社编辑部.飞机起落架设计[M].北京:航空学报杂志社，1990.

［2］史永胜，宋云学.飞机起落架设计专家系统研究[J].飞机设计，1999.

［3］[美]乔治亚·玛.飞机起落架设计[M].航空学报杂志社，1990.

［4］马泓琰.飞机起落架系统故障诊断仿真研究[D].西北工业大学，2005.

［5］常浩,等.某型飞机起落架故障诊断专家系统设计研究[J].飞机设计，2009.

［责任编辑：曹明明］