某型飛機(jī)著陸偏航問(wèn)題分析研究

祝貞鳳

(空裝駐南昌地區(qū)軍事代表室，江西 南昌，330024)

0 引言

飛機(jī)剎車系統(tǒng)是飛機(jī)的重要組成部分，飛機(jī)著陸剎停過(guò)程可以認(rèn)為是將飛機(jī)的巨大動(dòng)能消耗掉的過(guò)程，而其中絕大部分能量是通過(guò)摩擦被消耗在剎車片上面，在剎車制動(dòng)過(guò)程中還必須保證不會(huì)出現(xiàn)機(jī)輪卡滯、抱死現(xiàn)象，否則將會(huì)有側(cè)偏的危險(xiǎn)。本文對(duì)某型飛機(jī)著陸偏航問(wèn)題進(jìn)行分析研究，查找原因并提出解決措施。

1 現(xiàn)象描述

某型飛機(jī)66號(hào)機(jī)第2次飛行著陸滑跑過(guò)程中，飛行員反映剎車存在右偏現(xiàn)象。經(jīng)查飛參，具體如下：1:00:23.4（飛參記錄相對(duì)時(shí)間，下同）飛機(jī)著陸接地，慣導(dǎo)真航向角為74.652°（跑道慣導(dǎo)真航向角為76°），飛機(jī)左偏。飛行員通過(guò)增大右剎車指令調(diào)整航向，1:00:25.8調(diào)整好航向，慣導(dǎo)真航向角為76.311°。左、右剎車指令同步加大，但飛機(jī)開(kāi)始右偏，1:00:31.6時(shí)，慣導(dǎo)真航向角為77.437°。當(dāng)飛行員調(diào)整左、右剎車壓力相近時(shí)，飛機(jī)開(kāi)始左轉(zhuǎn)，1:00:37.4時(shí)，慣導(dǎo)真航向角為72.57°，飛機(jī)左偏。飛行員增加右剎車指令，減小左剎車指令，1:00:40.6時(shí)，飛行員調(diào)整好航向，慣導(dǎo)真航向角為76.108°。更換66號(hào)機(jī)左側(cè)輪速傳感器、左側(cè)輪胎、防滑剎車控制盒以后，66號(hào)機(jī)進(jìn)行試滑，飛行員反映同步踩剎車明顯左偏。

2 飛參數(shù)據(jù)分析

2.1 第一次數(shù)據(jù)分析

通過(guò)對(duì)飛機(jī)第二次飛行著陸滑跑的飛參數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，在1:00:25.8至1:00:31.6內(nèi)，由于左機(jī)輪出現(xiàn)多次持續(xù)性深度防滑（分別在1:00:26.4、1:00:28.4、1:00:30.6出現(xiàn)深度防滑），即使剎車踩滿，左邊剎車壓力無(wú)法達(dá)到最大值，壓力維持在（1.3～4.4）MPa之間；右邊機(jī)輪防滑較淺且次數(shù)少，壓力維持在（5～7.4）MPa。具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，約在1:00:31時(shí)，飛行員反映剎車右偏，后續(xù)過(guò)程中左剎車指令踩滿，但左機(jī)輪剎車壓力在3MPa上下波動(dòng)，而右機(jī)輪剎車壓力在6MPa上下波動(dòng)，左側(cè)剎車進(jìn)入深度防滑。同時(shí)，飛行員在1:00:30.8至1:00:32.4持續(xù)蹬左舵，飛機(jī)慢慢開(kāi)始左轉(zhuǎn)，至1:00:32.6時(shí)，慣導(dǎo)真航向角為75.954°。左剎車踩滿，右剎車未踩滿，此時(shí)左側(cè)剎車進(jìn)入防滑，當(dāng)左、右剎車壓力相近甚至偏小，飛機(jī)左偏，至1:00:37.4時(shí)，慣導(dǎo)真航向角為72.57°，具體見(jiàn)表2。

表1 右偏數(shù)據(jù)

表2 左偏數(shù)據(jù)

飛行員增加右剎車指令，減小左剎車指令，至1:00:40.6時(shí)，飛行員調(diào)整好航向，慣導(dǎo)真航向角為76.108°。

表2 左偏數(shù)據(jù)

2.2 第二次數(shù)據(jù)分析

通過(guò)對(duì)飛機(jī)第三次試滑的飛參數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，前艙剎車情況如下：第一次左偏發(fā)生在00:09:53，左邊先建壓，后續(xù)左側(cè)剎車壓力始終小于右側(cè)剎車壓力，但飛機(jī)在后續(xù)1.6秒內(nèi)最大左偏角度3.2°。第二次，00:09:57，右側(cè)先踩先建壓，左側(cè)剎車壓力始終小于右側(cè)剎車壓力，在1.8秒內(nèi)左偏約2.1°。第三次，00:10:02，右剎車先給指令建壓，飛機(jī)航向角先向右，左邊剎車壓力增大后，左側(cè)剎車壓力始終小于右側(cè)剎車壓力，在2秒內(nèi)左偏4.3°。

后艙剎車情況如下：第一次，00:10:29，后艙飛行員操縱剎車，右側(cè)剎車先啟動(dòng)0.6秒，航向角先往右側(cè)調(diào)整，后續(xù)左側(cè)剎車壓力與右側(cè)剎車壓力相近，在2秒內(nèi)飛機(jī)左偏了約2°。第二次，00:10:35，右剎車先給指令建壓，飛機(jī)航向角先向右，左邊剎車壓力增大后，左側(cè)剎車壓力比右側(cè)剎車壓力小約1MPa，且持續(xù)2.2秒，在3秒內(nèi)左偏4.7°。

3 排查分析

根據(jù)飛行員反映的現(xiàn)象，列出著陸偏航的故障樹(shù)，見(jiàn)圖1。針對(duì)著陸偏航故障樹(shù)，對(duì)每個(gè)底事件進(jìn)行分析排查。

1）方向舵舵面不在中立位置

經(jīng)查看飛參，著陸偏航高速滑行過(guò)程中方向舵舵面角度最大為-6°，持續(xù)時(shí)間為0.2秒，此時(shí)飛機(jī)速度約為160km/h。根據(jù)計(jì)算仿真分析，飛機(jī)在空中狀態(tài)時(shí)，飛機(jī)航向角變化為0.5°/s。因此，地面滑行時(shí)，由于地面摩擦的影響，舵面變化對(duì)航向角的影響較小。低速滑行過(guò)程中，舵面基本上在中立位置，前輪不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，故可以排除前輪轉(zhuǎn)彎對(duì)飛機(jī)航向角的影響。故該底事件可以排除。

圖1 著陸偏航故障樹(shù)

2）著陸時(shí)有側(cè)風(fēng)

經(jīng)查飛參，著陸滑跑過(guò)程中慣導(dǎo)風(fēng)速為（1～4.14）m/s，對(duì)飛機(jī)影響可忽略。故該底事件可以排除。

3）前輪不在中立位置

根據(jù)地面檢查情況，飛機(jī)落地狀態(tài)和頂起狀態(tài)，前輪均在中立位置。故該底事件可排除。

4）左右支柱壓縮量不一致

目視檢查壓縮量無(wú)異常。經(jīng)測(cè)量左右支柱氣瓶充氣壓力合格。故該底事件可排除。

5）左右輪胎壓力不一致

左輪胎充氣壓力860kPa，右輪胎充氣壓力930kPa。根據(jù)胎壓曲線，左輪胎會(huì)低1mm，對(duì)飛機(jī)姿態(tài)影響可忽略。左側(cè)輪胎的滾動(dòng)阻力大于右側(cè)，更不易打滑。故該底事件可排除。

6）帶坡度著陸

經(jīng)查飛參，未帶坡度著陸。故該底事件可排除。

7）左右踏板行程不一致

經(jīng)查飛參，左右踏板行程無(wú)差異。故該底事件可排除。

8）著陸時(shí)蹬舵

經(jīng)查飛參，著陸時(shí)未蹬舵。故該底事件可排除。

9）修正操作不合理

根據(jù)2.1條飛參數(shù)據(jù)分析，飛行員修正操作合理。故該底事件可排除。

10）左右輪胎磨損不一致

地面外觀檢查發(fā)現(xiàn)，左側(cè)輪胎胎冠部位胎面膠已磨平，右側(cè)輪胎較新，左側(cè)輪胎磨損比右側(cè)嚴(yán)重很多，造成與地面結(jié)合系數(shù)存在明顯差異，左側(cè)輪胎更容易進(jìn)入打滑狀態(tài)。左側(cè)更換新輪胎后，飛機(jī)滑行，當(dāng)左右剎車壓力相近時(shí)，飛機(jī)左偏。由此可以判斷，左側(cè)輪胎磨損是造成第二次滑行多次打滑的原因，但不是滑行偏航的根本原因。故該底事件可排除。

11）防滑剎車控制盒故障

地面進(jìn)行防滑功能檢查，未見(jiàn)異常。懷疑有可能為控制盒虛焊造成振動(dòng)環(huán)境下接觸不良，造成速度信號(hào)采集異常從而導(dǎo)致控制盒誤判為機(jī)輪打滑，進(jìn)而輸出防滑信號(hào)。防滑剎車控制盒返廠檢查無(wú)故障。飛機(jī)第 次滑行時(shí)多次出現(xiàn)踩剎車左偏，由此可以判斷，著陸偏航與防滑剎車控制盒無(wú)關(guān)。故該底事件可排除。

12）電液壓力伺服閥故障

發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)開(kāi)車檢查發(fā)現(xiàn)，左剎車壓力為7.6MPa，右剎車壓力為8.0MPa，符合要求。故該底事件可排除。

13）左側(cè)剎車壓力傳感器不準(zhǔn)

為了驗(yàn)證機(jī)上左側(cè)剎車壓力傳感器測(cè)量是否準(zhǔn)確，某日上午，左側(cè)剎車管路接機(jī)械壓力表。機(jī)上顯示左側(cè)剎車壓力為（7.5～7.6）MPa，機(jī)械壓力表顯示是7.7MPa，二者基本一致。故該底事件可排除。

14）左右剎車盤磨損

分解左右剎車裝置，檢查剎車片情況，外觀檢查無(wú)異常，后將左右剎車裝置的剎車片對(duì)調(diào)安裝。飛機(jī)第一次滑行后，飛行員反映未出現(xiàn)偏航；緊接著飛機(jī)飛行，在著陸滑行階段，飛機(jī)稍微有點(diǎn)右偏，但可以接受。經(jīng)飛參分析，著陸滑行階段，航向保持較好，航向角變化在1°左右，且變化緩慢。故該底事件不可排除。

15）剎車作動(dòng)筒行程不一致

經(jīng)地面檢查，剎車作動(dòng)筒行程滿足規(guī)范要求，無(wú)明顯差異。故該底事件可排除。

16）左右剎車活塞未回位

經(jīng)地面外觀檢查，左右剎車活塞均回位。故該底事件可排除。

17）輪速傳感器故障

現(xiàn)場(chǎng)更換左側(cè)輪速傳感器。飛機(jī)第三次試滑時(shí)，飛機(jī)多次右偏，滑行過(guò)程中未出現(xiàn)較深的防滑。原機(jī)上左側(cè)輪速傳感器返廠檢查無(wú)故障。由此可知，著陸偏航與輪速傳感器無(wú)關(guān)。故該底事件可排除。

18）電磁干擾引起輪速信號(hào)異常

查看飛參，在空中飛行過(guò)程中輪速信號(hào)無(wú)異常跳變，未見(jiàn)被干擾。故該底事件可排除。

綜上可知，著陸偏航與左右剎車盤磨損有關(guān)。

4 剎車力矩分析

該飛機(jī)左剎車壓力為7.6MPa，右剎車壓力為8.0MPa，左、右機(jī)輪壓力差產(chǎn)生的剎車力矩差為-360.464N·m。左、右機(jī)輪剎車片對(duì)調(diào)前，雙踩到底，飛機(jī)左偏，左側(cè)剎車力矩大于右側(cè)剎車力矩，說(shuō)明左、右機(jī)輪剎車裝置剎車力矩差大于360.464N·m；左、右機(jī)輪剎車片對(duì)調(diào)后，雙踩到底，飛機(jī)航向保持較好，航向角變化在1°左右，且變化緩慢，左側(cè)剎車力矩約等于右側(cè)剎車力矩，說(shuō)明左、右機(jī)輪剎車片對(duì)調(diào)前，左、右機(jī)輪剎車裝置剎車力矩差略大于360.464N·m。機(jī)輪剎車裝置的平均剎車力矩為4199N·m，左、右機(jī)輪剎車裝置剎車力矩差與平均剎車力矩比值為8.6%（360.464/4199=8.6%），小于設(shè)計(jì)名義值20%，滿足要求。

5 結(jié)論

66號(hào)機(jī)左、右剎車裝置剎車片對(duì)調(diào)安裝后，截止到目前，共飛行16架次/19h10min，未再出現(xiàn)偏航現(xiàn)象。通過(guò)分析可知，66號(hào)機(jī)著陸剎車過(guò)程中出現(xiàn)偏航與左、右剎車盤磨損有關(guān)。經(jīng)對(duì)調(diào)左、右剎車裝置內(nèi)的剎車片，改變剎車力矩，能滿足使用要求。