波音737NG飛機后緣襟翼常見故障分析及解決措施

摘要：針對波音737NG系列飛機運行期間常見的后緣襟翼系統(tǒng)典型故障進(jìn)行了分析與整理，總結(jié)并提出了一些實踐中可行的改進(jìn)方法和措施。

關(guān)鍵詞： 后緣襟翼；雙開縫襟翼；大翼橫截面曲度；襟縫翼電子組件；襟翼控制組件；襟翼驅(qū)動組件；臨近電門電子組件；非指令移動

Keywords： trailing edge flaps；double-slotted flaps；wing camber；flap/slat electronics unit；flap control unit；flap power drive unit；proximity switch electronics unit；uncommanded motion

1 背景介紹

雙開縫式后緣襟翼設(shè)計不僅增加了波音737NG飛機大翼的面積，還加大了大翼橫截面曲度，為飛機本身增加了升力，明顯有助于改善飛機的起降性能。雙開縫式后緣襟翼在起飛過程中伸出，幫助波音737NG飛機可以在較低的速度下進(jìn)行偏轉(zhuǎn)；巡航時，襟翼全部收回，以降低空氣阻力；著陸期間，后緣襟翼完全放出，以增加升力和阻力，確保飛機可以低速著陸（見圖1）。這種設(shè)計雖然大大提升了波音737NG飛機的效率，但其復(fù)雜的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)卻對飛機的日常維護(hù)和使用提出較高的要求。波音 737NG飛機運行期間，后緣襟翼系統(tǒng)暴露的典型故障如下所列：

典型案例一：飛機在滑行前，后緣襟翼從收回位伸出至單位5時出現(xiàn)后緣襟翼左右指示不一致情況，持續(xù)10s左右后緣襟翼才到位。后緣襟翼收放速度慢。

典型案例二：飛機進(jìn)近過程中襟翼系統(tǒng)故障，后緣襟翼未放出，機組按照無后緣襟翼程序著陸，落地后臨近電門電子組件（PSEU）燈亮。

典型案例三：飛機進(jìn)近期間正常展開襟翼未放出，使用備用系統(tǒng)放出襟翼，最終完成飛行任務(wù)。

2 原理分析

波音737NG飛機的后緣襟翼系統(tǒng)正常操作時，后緣襟翼由機械和液壓作動。襟翼手柄將指令信號傳輸至襟縫翼電子組件（FSEU）。FSEU將襟翼移動控制指令發(fā)送到襟翼控制組件（FCU）。FCU將B系統(tǒng)液壓傳送至襟翼驅(qū)動組件（FPDU），驅(qū)動后緣襟翼完成作動。波音737NG飛機的后緣襟翼系統(tǒng)有3種保護(hù)模式：

● 后緣襟翼傾斜

● 后緣襟翼不對稱

● 后緣襟翼非指令移動

由后緣襟翼上的2個襟翼位置傳感器和8個襟翼傾斜傳感器向FSEU反饋襟翼位置情況。在探測到以上三種中的任何一種非正常情況時，由旁通活門旁通B系統(tǒng)液力，使后緣襟翼停止作動，以達(dá)到保護(hù)襟翼的目的。通常的非正常作動現(xiàn)象反映的故障形式多是襟翼卡阻。當(dāng)正常液力無法操縱后緣襟翼移動時，機組可選擇備用系統(tǒng)操控方式。備用操作為電控電動，由襟翼電門控制備用襟翼繼電器，操控襟翼控制組件（FCU）中的電馬達(dá)，向后緣襟翼驅(qū)動系統(tǒng)提供動力（見圖2）。

波音737NG飛機后緣襟翼卡阻大部分都發(fā)生在飛機降落階段，即飛機進(jìn)近階段。分析認(rèn)為，在飛機下降階段，其后緣襟翼比起飛階段承受了更大的氣動載荷，在飛機五邊進(jìn)近時，如遇到強側(cè)風(fēng)可能導(dǎo)致襟翼不對稱或傾斜，襟翼保護(hù)系統(tǒng)則被觸發(fā)，切斷液力系統(tǒng)。因此，機組執(zhí)行收放襟翼動作時，如果無法操作，即表現(xiàn)為后緣襟翼卡阻；但當(dāng)飛機落地后，同時滿足以下三個條件（左右襟翼位置差<7.5°；飛機在地面；飛機速度<60節(jié)）時，旁通活門會自動復(fù)位，卡阻情況就會消失。

另外，后緣襟翼探測系統(tǒng)故障也會導(dǎo)致襟翼卡阻現(xiàn)象的發(fā)生。其中，同步器故障可分為襟翼位置同步器故障和其他同步器故障。襟翼位置傳感器有3個同步器，分別是襟翼位置同步器、失速告警同步器和自動駕駛同步器。3個同步器分別向襟翼探測系統(tǒng)、失速告警系統(tǒng)和自動駕駛系統(tǒng)傳輸襟翼位置的信號。根據(jù)部件功能邏輯，同步器故障多為校裝超標(biāo)，襟翼位置同步器故障會導(dǎo)致后緣襟翼卡阻，其他同步器故障與后緣襟翼卡阻無關(guān)。當(dāng)軸承因磨損導(dǎo)致不轉(zhuǎn)動或轉(zhuǎn)動卡滯時，可能輸入錯誤的機械信號，也會導(dǎo)致后緣襟翼卡阻。所以，襟翼位置傳感器的襟翼位置同步器故障和軸承故障都可能導(dǎo)致后緣襟翼卡阻。根據(jù)近幾年收集的襟翼位置傳感器修理報告，得到的襟翼位置傳感器故障情況分布情況如圖3所示。

3 改進(jìn)措施

通過實踐驗證和總結(jié)發(fā)現(xiàn)，為了有效防止因后緣襟翼系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和傳動部件缺少有效和充分潤滑而引起卡阻導(dǎo)致后緣襟翼故障等問題，可以采取縮短維修間隔和擴大檢查面的方法，將原24個月的維修間隔縮短至12個月，即對飛機執(zhí)行一次后緣襟翼地面全展開位的檢查和潤滑工作，重點優(yōu)化部分在于不再對后緣襟翼驅(qū)動傳動裝置的潤滑油進(jìn)行補充，而是采取更換全部潤滑油的方法，去除了沉積在潤滑油中的外來污染物后，可防止對傳動機構(gòu)造成磨損。另外，還可以使用棉紗對后緣襟翼絲杠進(jìn)行清潔并進(jìn)行詳細(xì)目視檢查，如果在用棉紗清潔絲杠的過程中發(fā)生了刮絲現(xiàn)象，則應(yīng)視情對絲杠進(jìn)行無損探傷檢查以確保其無損傷，或?qū)z杠進(jìn)行更換，之后用潤滑油脂對絲杠充分潤滑，作為后緣襟翼系統(tǒng)的主要部件，此舉意在防止左右后緣襟翼出現(xiàn)位置不一致和放出過程差動現(xiàn)象。

有類似后緣襟翼卡阻情況發(fā)生時，未必真的是卡阻，不能急于更換可能故障的后緣襟翼位置傳感器，而是首先啟動FSEU進(jìn)行自測試，再在地面對后緣襟翼系統(tǒng)進(jìn)行實際作動和觀察，確保故障真實存在或已消除后再進(jìn)一步實施工作，這些方法還可以驗證襟翼傾斜系統(tǒng)和襟翼不對稱系統(tǒng)是否正常，同時還能降低航空公司更換非故障件的維修成本。

4 總結(jié)

在明確波音737NG飛機后緣襟翼系統(tǒng)的基本工作原理和故障原因之后，采取積極主動的優(yōu)化方式對飛機進(jìn)行維護(hù)和故障排除，可使波音737NG飛機的后緣襟翼系統(tǒng)可靠性更高，進(jìn)一步提高飛機的安全性和效率。

作者簡介

單振國，工程師，主要從事波音737NG系列飛機的航線維修、排故工作。