某型飛機(jī)“H”燈燃亮現(xiàn)象解析

■ 李東起 楊寶華 鄧其聯(lián) 徐承強(qiáng) 王天浩/ 空裝駐大連地區(qū)軍事代表室 大連長(zhǎng)豐實(shí)業(yè)總公司 948 部隊(duì)

0 引言

某型飛機(jī)電傳系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，涉及53 個(gè)LRU 部件，為保證維護(hù)性設(shè)計(jì)了自檢系統(tǒng)。電傳系統(tǒng)的地面檢查是通過(guò)電傳檢查控制盒上的邏輯開(kāi)關(guān)產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)，發(fā)送到表決器與理論值進(jìn)行比較，以判定電傳系統(tǒng)性能。這種方法可以檢查表決器和電傳系統(tǒng)的良好性。

1 故障現(xiàn)象

某型飛機(jī)進(jìn)行電傳操縱系統(tǒng)地面檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)接通電傳檢查控制盒上S2開(kāi)關(guān)后，向下按壓S1 開(kāi)關(guān)時(shí)，電傳檢查控制盒上“H”燈燃亮后不熄滅。該項(xiàng)檢查中要求向下按壓S1 時(shí)電傳檢查控制盒上的“H”信號(hào)燈應(yīng)燃亮后熄滅。故障出現(xiàn)時(shí)，觀察方向舵面有回中趨勢(shì)。

2 故障分析

2.1 航向通道的組成及操縱原理

該型飛機(jī)航向通道控制方向舵同步偏轉(zhuǎn)，根據(jù)電傳操縱指令或利用腳蹬機(jī)械系統(tǒng)偏轉(zhuǎn)方向舵，電傳操縱系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)能使方向舵偏轉(zhuǎn)±18°。濾波后的側(cè)向桿位移信號(hào)經(jīng)P（靜壓）、q（動(dòng)壓）、α（迎角）修正后進(jìn)入累加器，與自動(dòng)駕駛來(lái)的信號(hào)及過(guò)載限幅器一起形成舵機(jī)伺服機(jī)構(gòu)的操縱信號(hào)，進(jìn)入舵?zhèn)鲃?dòng)機(jī)構(gòu)，對(duì)方向舵進(jìn)行同步操縱。為了提高航向的操縱性和穩(wěn)定性，引入了nz（側(cè)向過(guò)載）、ωy（航向角速度）兩個(gè)反饋。當(dāng)出現(xiàn)航向電傳通道故障時(shí)，可由飛行員通過(guò)“航向阻尼”開(kāi)關(guān)斷開(kāi)電傳通道（見(jiàn)圖1）。

圖1 航向通道原理圖

2.2 航向通道附件的主要功能

1）橫向桿位移傳感器：將飛行員操縱駕駛桿的橫向位移變換為電信號(hào)，作為電傳系統(tǒng)的控制指令，傳輸至電傳計(jì)算機(jī)。

2）航向角速度傳感器ωy：測(cè)量飛機(jī)沿y軸的角速度，并輸出直流電壓信號(hào)，其值正比于飛機(jī)角速度，而符號(hào)取決于角速度作用方向。

3）側(cè)向過(guò)載傳感器nz：加速度計(jì)獲取敏感測(cè)量軸方向的線加速度，并輸出直流電壓信號(hào)，其值與作用于測(cè)量軸的線加速度成正比，而符號(hào)取決于線加速度作用方向。

4）動(dòng)、靜壓傳感器：接收大氣靜壓、動(dòng)壓信號(hào)，變換后輸出與靜壓、動(dòng)壓成正比的電信號(hào)，供給電傳控制系統(tǒng)作為調(diào)參信號(hào)。

5）電傳計(jì)算機(jī)：接收自動(dòng)控制和駕駛桿位移信號(hào)及傳感器信號(hào)，形成舵面操縱指令。同時(shí)對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行均值表決，選擇正確信號(hào)輸出。

6）舵機(jī)：在電動(dòng)液壓部件內(nèi)將計(jì)算機(jī)輸出的電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊麠U的直線運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)飛機(jī)舵面運(yùn)動(dòng)。

2.3 電傳檢查控制盒

電傳檢查控制盒上開(kāi)關(guān)S1 用于確定試驗(yàn)信號(hào)的極性，通過(guò)向上和向下按壓改變信號(hào)極性。開(kāi)關(guān)S2 為操縱臺(tái)提供+27V 電源。開(kāi)關(guān)S3 共有18 個(gè)波段位置，用于向傳送試驗(yàn)信號(hào)的程序裝置提供代碼指令（自檢測(cè)系統(tǒng)邏輯見(jiàn)圖2）。當(dāng)開(kāi)關(guān)S2 接通、波段開(kāi)關(guān)S3 斷開(kāi)時(shí)，系統(tǒng)處于功能檢查狀態(tài)。通過(guò)三位置自動(dòng)回中，開(kāi)關(guān)S1 通過(guò)向上和向下按壓，向角速度傳感器和線加速度傳感器的力矩給定器發(fā)出不同的極性檢測(cè)信號(hào)，同時(shí)，動(dòng)、靜壓傳感器施加試驗(yàn)偏置信號(hào)，迎角傳感器施加風(fēng)標(biāo)轉(zhuǎn)動(dòng)激勵(lì)信號(hào)。計(jì)算機(jī)通過(guò)對(duì)傳感器施加偏轉(zhuǎn)力矩、對(duì)表決器直接施加輸入信號(hào)進(jìn)行故障模擬，以對(duì)電傳系統(tǒng)的自我監(jiān)控能力進(jìn)行檢查。本次故障信號(hào)燈“H”用于自檢時(shí)顯示方向舵控制舵面回中過(guò)程，指示方向舵的情況。

圖2 自檢測(cè)系統(tǒng)邏輯圖

2.4 信號(hào)燈“H”燃亮條件

信號(hào)燈“H”燃亮條件為：

1）電傳檢查控制盒上S2 接通。

2）電傳檢查控制盒上S1 向上或向下按壓，且方向舵機(jī)搖臂反饋傳感器輸出的感應(yīng)電壓在（3.3±1.8）V。

2.5 “H”燈燃亮分析

接通電傳檢查控制盒上S2 電門(mén)，+27V 直流電使繼電器K1 工作（見(jiàn)圖3），電傳檢查控制盒上X1 插頭中來(lái)自方向舵機(jī)搖臂反饋傳感器的感應(yīng)電壓進(jìn)入全波整流電路。方向舵校正傳感器輸出信號(hào)與方向舵機(jī)的搖臂拉桿位置成線性關(guān)系，拉桿位置變化引起傳感器激磁線圈和感應(yīng)線圈之間的磁通變化，從而在感應(yīng)線圈上產(chǎn)生與拉桿位置成比例的交流電（舵面在中立位置時(shí)電壓為零）。只有在啟動(dòng)地面檢查時(shí)，方向舵偏轉(zhuǎn)后，校正傳感器才有交流信號(hào)輸出，本架飛機(jī)測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)方向舵校正傳感器輸出的電壓大于2.3V 時(shí)“H”燈才會(huì)燃亮。

圖3 方向舵中立信號(hào)燈電路

2.6 故障排查

1）本機(jī)試驗(yàn)數(shù)據(jù)

根據(jù)本架飛機(jī)測(cè)試數(shù)據(jù)，接通電傳檢查控制盒上S2 開(kāi)關(guān)后，向下按壓S1開(kāi)關(guān)時(shí)，電傳檢查控制盒產(chǎn)生角速度、過(guò)載等激勵(lì)信號(hào)，激勵(lì)信號(hào)進(jìn)入電傳計(jì)算機(jī)的航向通道，解算后控制方向舵機(jī)，通過(guò)液壓作動(dòng)筒使方向舵偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)后向中立位置運(yùn)動(dòng)，當(dāng)方向舵向中立位置運(yùn)動(dòng)至左偏約3°以內(nèi)、測(cè)試電壓在2.3V以下時(shí)，“H”燈應(yīng)熄滅。未啟動(dòng)地面檢查時(shí)，方向舵停止運(yùn)動(dòng)，方向舵回到中立位置最佳角度，但啟動(dòng)地面檢查后，方向舵偏轉(zhuǎn)，向中立位置運(yùn)動(dòng)時(shí)未能回到左偏約3°范圍內(nèi)，測(cè)量舵機(jī)校正傳感器的輸出信號(hào)電壓為2.4V，因此“H”燈燃亮。

2）調(diào)整參數(shù)

使用電傳操縱系統(tǒng)檢查儀檢查航向通道參數(shù)，在正常操縱狀態(tài)下航向計(jì)算機(jī)輸出電壓參數(shù)均符合要求，且工作在最佳工作狀態(tài)。為了使該架飛機(jī)啟動(dòng)地面檢查時(shí)方向舵停止運(yùn)動(dòng)后位置在左偏約3°范圍內(nèi)，即校正傳感器交流電壓輸出小于2.3V，需對(duì)地面檢查狀態(tài)下航向控制通道參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，并保證正常操縱狀態(tài)下航向控制通道參數(shù)符合工藝要求。通過(guò)調(diào)整動(dòng)靜壓、側(cè)向過(guò)載、航向計(jì)算機(jī)輸出電壓和方向舵舵機(jī)控制信號(hào)參數(shù)（調(diào)整電位計(jì)見(jiàn)圖1），使正常操縱狀態(tài)下方向舵中立位置為0.2°（調(diào)整前后數(shù)據(jù)見(jiàn)表1），接近技術(shù)指標(biāo)的極限位置。再次進(jìn)行試驗(yàn)，接通電傳檢查控制盒上S2 開(kāi)關(guān)后，向下按壓S1 開(kāi)關(guān)，方向舵偏轉(zhuǎn)后向中立位置運(yùn)動(dòng)并停留在左偏約2.8°位置，此時(shí)測(cè)量校正傳感器交流電壓輸出為2.25V，“H”燈熄滅，但熄滅過(guò)程為亮→滅→亮→滅，出現(xiàn)了閃亮情況，仍然不符合燃亮后熄滅的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。另外，調(diào)整后正常操縱方向舵時(shí)方向舵中立位置約為0.2°，雖接近極限值，但也不是最佳工作狀態(tài)。

表1 調(diào)整前后方向舵伺服裝置參數(shù)

2.7 信號(hào)燈“H”狀態(tài)分析

1）信號(hào)燈“H”長(zhǎng)亮：表明方向舵機(jī)搖臂反饋傳感器輸出的感應(yīng)電壓大于2.3V。

2）信號(hào)燈“H”熄滅：表明方向舵機(jī)搖臂反饋傳感器輸出的感應(yīng)電壓小于2.3V。

3）信號(hào)燈“H”閃亮：表明方向舵機(jī)搖臂反饋傳感器輸出的感應(yīng)電壓在2.3V 的臨界點(diǎn)。

需要說(shuō)明的是，以上數(shù)據(jù)為本機(jī)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，不同飛機(jī)會(huì)有不同的參數(shù)。

2.8 故障影響

電傳檢查控制盒僅在地面檢查時(shí)發(fā)出測(cè)試電壓，其大小并不對(duì)系統(tǒng)性能產(chǎn)生影響，“H”燈僅在地面檢查時(shí)用于顯示方向舵的偏離情況，地面檢查結(jié)束后需斷開(kāi)電源，蓋好保護(hù)罩，不再使用。該架飛機(jī)關(guān)閉電傳檢查控制盒上S2 開(kāi)關(guān)后進(jìn)行電傳系統(tǒng)檢查，航向通道操縱系統(tǒng)工作均正常，方向舵中立位置在最佳工作狀態(tài)的0°左右（電氣和機(jī)械零位重合）。

3 結(jié)論

通過(guò)理論分析和實(shí)際驗(yàn)證，如要達(dá)到該型飛機(jī)地面檢查狀態(tài)技術(shù)要求規(guī)定的“S1 向下按壓時(shí)，電傳檢查控制盒上的‘H’信號(hào)燈應(yīng)燃亮并熄滅”，需要降低電傳操縱系統(tǒng)航向通道的技術(shù)指標(biāo)，但指標(biāo)調(diào)整到極限位置后部分飛機(jī)出現(xiàn)閃亮、部分飛機(jī)出現(xiàn)長(zhǎng)亮的情況，依然不符合燃亮并熄滅的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。鑒于該指標(biāo)僅在地面檢查測(cè)試時(shí)發(fā)出測(cè)試電壓，不影響系統(tǒng)性能，向設(shè)計(jì)部門(mén)提出更改文件的需求，獲得設(shè)計(jì)部門(mén)同意，將該項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)修訂為“向下按壓電傳檢查控制盒上S1 時(shí)，‘H’信號(hào)燈應(yīng)燃亮并熄滅，或燃亮后不熄滅，但此時(shí)觀察方向舵面應(yīng)有回中趨勢(shì)”。