DA42型飛機(jī)剎車系統(tǒng)典型故障分析

王立綱

摘要：以DA42型飛機(jī)剎車系統(tǒng)為研究對(duì)象，對(duì)其組成和工作原理進(jìn)行闡述，統(tǒng)計(jì)整理該機(jī)型剎車系統(tǒng)所出現(xiàn)的典型故障，并以飛機(jī)多次出現(xiàn)的剎車偏磨異常故障為例，從系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和維修等方面進(jìn)行故障原因分析，給出解決措施，提出預(yù)防性使用和維護(hù)注意事項(xiàng)。

Abstract： Taking the brake system of the DA42 aircraft as the research object， this paper expounds the composition and working principle， analyzes the typical faults of the brake system， analyzes the abnormal faults for the aircraft appeared multiple single side brake wear to exceed the standard， analyzes the fault cause from the system design and maintenance， gives solutions， and proposes precautions for preventive use and maintenance.

關(guān)鍵詞：DA42;剎車系統(tǒng);故障分析

Key words： DA42;brake system;fault analysis

中圖分類號(hào)：V227+.7? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）19-0109-02

0? 引言

DA42型飛機(jī)自2018年被飛院引進(jìn)后，一直作為飛行訓(xùn)練的中級(jí)教練機(jī)使用，服役近3年以來，每架飛機(jī)每年平均完成2800多個(gè)起落，因此剎車系統(tǒng)的可靠性成為每次飛機(jī)降落減速的關(guān)鍵[1]，若某側(cè)剎車失效，進(jìn)而造成飛機(jī)操縱困難致使飛機(jī)偏沖出跑道，嚴(yán)重威脅飛機(jī)安全[2]。因此研究剎車系統(tǒng)故障，制定相應(yīng)的維修對(duì)策，提高剎車系統(tǒng)的可靠性和安全性，對(duì)于保障機(jī)組的生命安全以及國(guó)家財(cái)產(chǎn)安全有著極其重要的意義。

1? DA42型飛機(jī)剎車系統(tǒng)概述

1.1 基本組成

DA42型飛機(jī)剎車系統(tǒng)屬主油缸式液壓剎車系統(tǒng)，由剎車油箱、剎車作動(dòng)筒、腳蹬、液壓管及剎車組件組成，系統(tǒng)圖見圖1。飛機(jī)左右主機(jī)輪剎車裝置是獨(dú)立系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)有一個(gè)剎車油箱，位于副駕駛剎車腳蹬上，油箱與主剎車作動(dòng)筒直接相連，兩個(gè)柔性軟管將副駕駛剎車腳蹬的剎車作動(dòng)筒與主駕駛剎車踏板上的主剎車作動(dòng)筒連接。兩個(gè)軟管將主駕駛員左右主剎車作動(dòng)筒和停留剎車活門連接。停留剎車活門與每個(gè)主機(jī)輪剎車鉗通過柔性軟管連接。機(jī)輪剎車鉗是標(biāo)準(zhǔn)的克里夫蘭件，每個(gè)剎車鉗內(nèi)兩個(gè)活塞推動(dòng)頂住剎車盤的摩擦片而連接在剎車鉗上制動(dòng)器底板則拉動(dòng)頂住剎車盤外端面的其它摩擦片，剎車鉗可在兩個(gè)錨銷上橫向運(yùn)動(dòng)。

1.2 剎車操作

通過踩壓腳蹬的腳尖剎車踏板，剎車作動(dòng)筒內(nèi)液壓油從出口軟管被推出。剎車鉗區(qū)域的液壓油推動(dòng)兩個(gè)活塞，活塞推動(dòng)機(jī)輪剎車盤的壓力板。作用在機(jī)輪剎車盤上壓力板的反作用力迫使剎車鉗離開機(jī)輪剎車盤。離開剎車盤的剎車鉗拉住頂在剎車盤另一側(cè)的剎車鉗制動(dòng)板上摩擦片。于是，剎車盤被夾在摩擦片之間，實(shí)現(xiàn)剎車功能。如果卸除方向舵腳蹬的腳尖剎車踏板壓力，液壓油流回剎車作動(dòng)筒，剎車鉗松開剎車盤，機(jī)輪又轉(zhuǎn)動(dòng)自如[3]。

當(dāng)踩下兩腳尖剎車踏板的同時(shí)將停留剎車手柄置于LOCK位置，停留剎車活門將液壓油堵在剎車裝置內(nèi)并且機(jī)輪保持剎車狀態(tài)。

2? 系統(tǒng)主要故障統(tǒng)計(jì)分析

2.1 故障統(tǒng)計(jì)

在某訓(xùn)練單位執(zhí)管的10架DA42型飛機(jī)近2年的使用維護(hù)中，該型飛機(jī)剎車系統(tǒng)故障涉及系統(tǒng)的機(jī)械和液壓等組成部分，其中既包括一些單因素常規(guī)故障，又包括一些多因素復(fù)雜故障，主要的故障形式有剎車系統(tǒng)有氣、剎車組件活塞滲油、停留剎車故障、消耗性剎車片磨損等，故障統(tǒng)計(jì)見圖2。

2.2 故障分析

剎車系統(tǒng)最常見的故障為剎車效率低或剎車偏軟，其主要的故障原因?yàn)閯x車系統(tǒng)有氣、剎車系統(tǒng)內(nèi)漏或外漏等。

①剎車管路內(nèi)滲入了較多空氣是導(dǎo)致剎車效率低或剎車偏軟最常見的故障原因。剎車系統(tǒng)進(jìn)入空氣的原因可能是剎車系統(tǒng)部件更換后，液壓管路排氣不徹底，導(dǎo)致液壓油中混進(jìn)了空氣，在某些條件下空氣就會(huì)從油中逸出，產(chǎn)生氣泡和形成空穴現(xiàn)象，在壓力油的沖擊下，這些氣泡又很快被擊碎，并急劇受到壓縮，導(dǎo)致剎車偏軟。剎車系統(tǒng)排氣通常作為剎車偏軟故障排故中的首選排故方式。

②系統(tǒng)外漏主要原因?yàn)閯x車系統(tǒng)部附件不密封;管路或接頭損傷，造成的封嚴(yán)不好。以剎車組件活塞處滲油最為常見。系統(tǒng)外漏故障確認(rèn)較為簡(jiǎn)單，通過直接的目視檢查油液滲油即可判斷。

③系統(tǒng)內(nèi)漏主要原因?yàn)橄到y(tǒng)部附件內(nèi)部膠圈破損導(dǎo)致的油液滲漏，以剎車作動(dòng)筒內(nèi)部滲漏最為常見。由于飛機(jī)起落次數(shù)較多，剎車使用較為頻繁，主剎車作動(dòng)筒運(yùn)動(dòng)頻率高，故其內(nèi)部的密封圈磨損在所難免。當(dāng)密封圈破損、扭曲或有油液中有雜質(zhì)，都會(huì)造成內(nèi)部封嚴(yán)不好，上下游油路溝通，導(dǎo)致剎車壓力低或根本建立不起壓力。系統(tǒng)內(nèi)漏的故障件確認(rèn)起來相對(duì)比較困難。測(cè)試內(nèi)漏的方法通常是拆下可能的故障件逐個(gè)進(jìn)行加壓測(cè)試滲漏，而這種方法耗時(shí)、耗力，在航線排故中通常作為最后一種排故方法使用。

3? 典型故障實(shí)例分析

3.1 故障情況

某飛行日，DA42型B-***1號(hào)飛機(jī)航后檢查發(fā)現(xiàn)右剎車組件的剎車片磨損超標(biāo)，維修人員對(duì)剎車片拆卸后檢查發(fā)現(xiàn)磨損嚴(yán)重，同時(shí)在當(dāng)日進(jìn)行B-***2號(hào)飛機(jī)機(jī)體200小時(shí)定檢檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)該機(jī)右側(cè)剎車片磨損嚴(yán)重，鉚釘已磨損，其中一片已出現(xiàn)裂紋，裂紋剎車片最薄位置厚度為1.93mm，低于標(biāo)準(zhǔn)2.54mm。

隨后當(dāng)日對(duì)其它飛機(jī)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)B-***3號(hào)飛機(jī)和B-***4號(hào)飛機(jī)的右側(cè)剎車片均存在相同的情況。4架飛機(jī)普遍存在的現(xiàn)象是右側(cè)剎車組件的剎車片磨損嚴(yán)重。對(duì)4架飛機(jī)的飛行時(shí)間統(tǒng)計(jì)如表1。

截止到發(fā)現(xiàn)磨損的時(shí)間，4架飛機(jī)使用時(shí)間較短、起落次數(shù)較少，從上述數(shù)據(jù)初步判斷剎車片的磨損異常與飛機(jī)的飛行時(shí)間和起落次數(shù)無直接聯(lián)系。

再對(duì)近兩年故障統(tǒng)計(jì)圖2中的剎車磨損超標(biāo)情況進(jìn)行詳細(xì)分類統(tǒng)計(jì)（見圖3），近兩年中右側(cè)主輪剎車片磨損超標(biāo)故障占到剎車磨損超標(biāo)總故障數(shù)的61.6%，磨損情況較為異常。

從上述數(shù)據(jù)可判斷右側(cè)剎車片磨損較為異常，但與飛機(jī)使用時(shí)間長(zhǎng)短無關(guān)，可能與飛行操縱方面有關(guān)系。

3.2 問題分析

經(jīng)對(duì)比分析，PA44-180和Cessna 172R飛機(jī)腳蹬下壓至剎車作動(dòng)的的行程相比DA42飛機(jī)較長(zhǎng)，DA42飛機(jī)腳蹬扭力管連接臂轉(zhuǎn)軸短，導(dǎo)致該剎車的作動(dòng)行程短，反映靈敏，飛行人員在轉(zhuǎn)彎蹬舵時(shí)將腳蹬微動(dòng)下壓，導(dǎo)致剎車作動(dòng)筒推動(dòng)，不自然的出現(xiàn)輕微帶剎車的情況。導(dǎo)致右側(cè)剎車片磨損速率增加的情況有兩種：一是DA42飛機(jī)螺旋槳均為右旋，飛機(jī)地面滑行時(shí)會(huì)產(chǎn)生飛機(jī)機(jī)頭向左的偏轉(zhuǎn)力，必須通過蹬右舵來修正方向，可能出現(xiàn)蹬舵時(shí)右側(cè)帶剎車的情況。二是該機(jī)在的所在訓(xùn)練機(jī)場(chǎng)運(yùn)行時(shí)，地面滑行過程中右轉(zhuǎn)彎較多，可能出現(xiàn)帶右側(cè)剎車轉(zhuǎn)彎的情況出現(xiàn)的次數(shù)多，加速了剎車片的磨損。

3.3 使用和維護(hù)建議

①維修人員在航線和定檢時(shí)應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格進(jìn)行檢查，及時(shí)進(jìn)行更換。②DA42飛機(jī)剎車片外部目視檢查位置存在局限性，某些位置磨損嚴(yán)重且在位檢查不易被發(fā)現(xiàn)，建議目視檢查發(fā)現(xiàn)最外側(cè)較薄時(shí)，拆卸檢查剎車片的內(nèi)部磨損及鉚釘狀況。③飛行人員在滑行時(shí)應(yīng)盡量避免出現(xiàn)帶剎車的情況發(fā)生，盡可能減小剎車過度偏磨的情況。

4? 結(jié)語

在飛機(jī)維修中，由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜，故障并沒有明確的指向性，可能的故障源涉及整個(gè)系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)部件，若盲目地進(jìn)行換件排故，必然造成時(shí)間、人力、航材的浪費(fèi)，因此需要做好日常故障統(tǒng)計(jì)分析和研究，從可能導(dǎo)致系統(tǒng)故障最常見的故障原因入手，由簡(jiǎn)到繁，提高排故準(zhǔn)確性和效率;同時(shí)還應(yīng)關(guān)注日?？此普５南男該Q件但換件頻率相對(duì)較高的異常情況，由表及里，深入分析，找出問題的癥結(jié)所在。

參考文獻(xiàn)：

[1]王紅玲.多支柱多輪系高可靠性飛機(jī)剎車系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D].西安：西北工業(yè)大學(xué)，2018.

[2]陳海洋，金永尚.飛機(jī)剎車系統(tǒng)原理及故障淺析[J].中國(guó)科技信息，2018（22）：35-36.

[3]Diamond Aircraft.DA42NG Airplane Maintenance Manual[Z]. 2018.