某通用航空陀螺機(jī)構(gòu)常見故障分析與維修策略

陳蘭英

摘 要：介紹了陀螺機(jī)構(gòu)的功能，結(jié)構(gòu)及工作原理，從日常維護(hù)工作中總結(jié)出相應(yīng)的維修措施?？蔀橥ㄓ蔑w機(jī)使用的類似陀螺機(jī)構(gòu)的維修提供技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：陀螺機(jī)構(gòu)；結(jié)構(gòu)；故障類型；檢修

中圖分類號：TK407 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）21-0078-02

陀螺機(jī)構(gòu)又稱方位陀螺[1]，是慣性導(dǎo)航、慣性制導(dǎo)和慣性測量系統(tǒng)的核心部件，飛機(jī)陀螺機(jī)構(gòu)航向姿態(tài)系統(tǒng)是一種測量、顯示飛機(jī)航向角、俯仰角和滾轉(zhuǎn)角的飛行儀表，是某型通用飛機(jī)航向系統(tǒng)[2][3]的一個重要組成部分，對于保障飛行安全起到了非常重要作用。陀螺機(jī)構(gòu)按驅(qū)動陀螺輪運轉(zhuǎn)的分類方式有：電動和氣動。按姿態(tài)角測量分類方式有：摩擦式電位器（通過測量模擬電壓的大小來計算出姿態(tài)角）和非接觸式容柵傳感器。陀螺機(jī)構(gòu)由于工作于高轉(zhuǎn)速，高振動環(huán)境，系統(tǒng)故障率較高，需要定期校驗及檢修。本文在介紹陀螺機(jī)構(gòu)基本工作原理基礎(chǔ)上，對某型陀螺姿態(tài)儀表常遇到的故障了進(jìn)行分析與介紹，可以為同類陀螺姿態(tài)儀表維修提供參考借鑒。

1 結(jié)構(gòu)及工作原理

圖1為某陀螺機(jī)構(gòu)的實物圖。陀螺機(jī)構(gòu)由兩大部分組成，分別是陀螺部分和電源部分，中間由插頭連接。

陀螺機(jī)構(gòu)的兩部分有明確的分工。首先，陀螺部分：它的核心是一個電驅(qū)動的二自由度陀螺，當(dāng)電源部分給轉(zhuǎn)子提供一個交流26v，400hz的電源時，轉(zhuǎn)子高速運轉(zhuǎn)，利用陀螺的穩(wěn)定性特性達(dá)到穩(wěn)定基準(zhǔn)航向的目的。陀螺的外框上固定有光盤，當(dāng)飛機(jī)改變航向時，陀螺轉(zhuǎn)子穩(wěn)定基準(zhǔn)航向，而光盤則輸出飛行航向改變的相對方位角。

陀螺機(jī)構(gòu)的電源部分：它負(fù)責(zé)將飛機(jī)上的28v（14v）直流電源轉(zhuǎn)換成整個航向系統(tǒng)所需的各種電源，包括：15v，5v的直流電源，和供陀螺機(jī)構(gòu)本身使用的26v，400hz的交流電源。

2 常見故障及檢修

陀螺機(jī)構(gòu)的故障由其結(jié)構(gòu)決定了，主要有兩大類：一類故障是由陀螺部分引起的，多為機(jī)械故障，主要變現(xiàn)為HSI警告旗不收，或航向誤差大（漂移）[4]或不工作。另一類故障則是電源部分故障，它將直接導(dǎo)致整個航向系統(tǒng)無法正常工作。我們將從常見的故障中來分析修理方法。

2.1 陀螺

如圖2所示，陀螺是陀螺機(jī)構(gòu)的心臟，是陀螺機(jī)構(gòu)穩(wěn)定航向的基礎(chǔ)。陀螺故障一般表現(xiàn)在轉(zhuǎn)子卡死或者轉(zhuǎn)子抖動上，我們可以通過清洗轉(zhuǎn)子軸承和對轉(zhuǎn)子進(jìn)行動平衡來保證轉(zhuǎn)子的正常運轉(zhuǎn)。在工作中反映的航向誤差大，且在試驗中為一致性誤差，則可能是由于陀螺房的靜平衡不好導(dǎo)致的。我們可以通過調(diào)整陀螺房上面的配重螺桿來對誤差進(jìn)行修正。若試驗中航向誤差不是一致性的誤差，就需要檢測陀螺內(nèi)外框的摩擦，需要檢查內(nèi)外框軸承的清潔度，導(dǎo)電環(huán)和電刷的摩擦是否太大等。

2.2 電源

陀螺機(jī)構(gòu)的電源系統(tǒng)，作為整個航向系統(tǒng)的供電部分，在修理中我們需要檢查各項電源輸出的正確。

由圖3電路圖可以看出，陀螺機(jī)構(gòu)的電源轉(zhuǎn)變流程有以下幾步：直流電源28v（14v）——震蕩電路——變頻電路——放大電路——變壓器——整流器——輸出電源。

輸入的直流電源28v（14v）經(jīng)過前端的振蕩電路后，將直流電源轉(zhuǎn)換成交流電源，在振蕩器I201后輸出800HZ交流信號，此800HZ交流信號一端輸出到解調(diào)電路板，供解調(diào)電路使用，而另一端通過Q202，CR201，和Q203，CR202組成的分頻電路進(jìn)行分頻，分頻后輸出400HZ交流信號。此400HZ交流信號經(jīng)過末端放大管[5]Q205，Q207進(jìn)行放大，放大信號傳輸?shù)絋201變壓器[6]的前端，經(jīng)變壓器變壓后輸出26v，400HZ的交流信號，給陀螺轉(zhuǎn)子供電。變壓器的其它幾路輸出分別通過幾個整流器，將對應(yīng)的交流信號整流為航向系統(tǒng)所需的幾種直流電源信號。由于陀螺轉(zhuǎn)子的運轉(zhuǎn)需要較大的電流帶動，現(xiàn)在很多通用飛機(jī)上使用的直流電源為14v直流，陀螺機(jī)構(gòu)啟動電流高達(dá)2A。這就對電源變壓器前端的放大管Q205，Q207造成壓力。在修理中陀螺機(jī)構(gòu)不工作，就需要重點檢測放大管Q205，Q207的好壞，并對擊穿或短路的放大管進(jìn)行更換。

3 結(jié)語

綜上所述，通用飛機(jī)上安裝的陀螺機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)相對簡單。但其故障發(fā)生的原因也多方面的，有的故障明顯，排除簡單，有的故障隱蔽，排查困難。只有搞清其工作原理和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，弄懂各組成結(jié)構(gòu)可能導(dǎo)致的故障現(xiàn)象，才能有的放矢，比較順利地排除故障，完成修理工作。

參考文獻(xiàn)

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[3]朱巖.膜盒自動檢測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].航空精密制造技術(shù)，2011，47（02）：26-29+44.

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[6]暢世聰，李建英.氣壓高度表及其校準(zhǔn)方法[J].氣象水文海洋儀器，2002，（02）：36-39.