作者:贾立斌 航线运行中经常会遇到机组反映飞机空中出现横向抖动问题,调节相应的操纵面作动筒间隙后该现象消失,由于抖动是我们维护工作中经常会遇到的问题,因此有必要针对此类问题做相应的分析。 1.抖动原因 抖动,学术名称为抖振。排除天气的原因,引起飞机抖动的原因有很多,例如发动机引起的飞机抖动、起落架机轮引起的抖动、液力系统脉动引起的抖动、操纵面自由间隙引起的抖动等等。在这里我们要讨论的抖动是指持续性的几乎伴随整个航段的抖动。 该类抖动不仅会使旅客和机组成员的舒适度下降,持续性的抖动还会造成飞机结构的疲劳问题,影响一些敏感零部件的使用寿命,给飞行安全带来隐患。 2.抖动源判断程序 A320系列飞机有一套完整的飞机飞行中机身抖动的确定程序,其中正确使用判定树状图和判定表是排故的基础。具体判定流程如下: 图1 从图1可知,根据填写的震动报告(VRS),利用判定树状图和判定表,可确定震动源。利用判定树状逻辑图,可明确震动源或采取相应的纠正措施;如果故障仍不明确,利用判定表,帮助排故人员确定可能的震动源,利用震动报告,对照判定树状图,做相应的排故工作(可参考TSM05-50-00-810-801)。 3.抖动源概率 空客公司在总体样本为超过35个参与者代表了25家航空公司和超过1000架飞机的基础上,统计出抖动源概率,如图2 图2 可知,由于方向舵引起的抖动占总体事件的57%,结合我们机队近期出现的抖动事件也多为方向舵引起,因此我们着重探讨方向舵导致抖动的原因及解决方法。 4.自由间隙振动 自由间隙振动存在于各类机械设备中,不能完全消除但可以通过各种方法减小至可接受范围内,对于飞机方向舵,自由间隙是指作动筒铰接点的间隙,间隙过大,就会造成增压状况下舵面有自由摆动过大的情况,TSM27-20-00-810-051-A要求在30daN的载荷下,舵面尾缘摆动值范围为8mm至16mm,如图3; 分析:由于结构存在弹性,在载荷作用下会发生弹性形变,该值不可能为零,如果尾缘摆动值过小,则也有可能是铰接处过紧,会导致铰接点摩擦增大,自润滑轴承的润滑效果下降,磨损加剧,而一旦摆动值过大,就会导致抖动现象出现; 图3 原因:由于空气也有粘性特征,方向舵面的表层总会有一定的气流扰动进而在舵面形成不规则的气动力,由于间隙的存在,该不规则气动力会导致舵面出现左右振动称之为自由间隙振动,另外弹性结构本身就由于结构弹性力、气动力、惯性力的相互耦合形成一定程度的自激振动,该自激振动和自由间隙振动的叠加使整体振动效果更为显著,从而造成飞机明显抖动的出现。 另外,关于间隙条件下操纵面的气动力学方面的文献有很多,但都涉及到具体数学模型和理论,对我们实际工作意义不大,在此不再研究。 5.方向舵间隙调整 实际工作中,一旦确定抖动是由于方向舵伺服作动筒间隙大引起的,通常我们会将间隙大的两个作动筒按相反的方向调整零位伸长量,以便在黄、绿、兰三个系统都增压的情况下,使方向舵尾缘摆动值减小到手册许可范围内,该法我们称为剪刀差间隙调整; 而查阅TSM20-00-810-802-A,可知该调整间隙的方法得不到手册的支持,分析后我们认为,剪刀差调节间隙后,三个作动筒的间隙会出现不一致,对方向舵作动时,不论向左还是向右,总会有一个作动筒在开始作动时有微小的空行程,结合飞机飞行中本身就有一定的自激振动,随着使用时间的增加,用剪刀差法调整过的两个作动筒铰接点磨损必然会更趋于严重; 6.预防由于方向舵原因引起抖动的方法 通过空客给出的统计数据,我们可知,由于方向舵原因引起的飞机抖动约占总样本的57%,而此类抖动事件中由于伺服作动筒的原因占到92%,另外据统计发现,全球范围内的机队,在飞行小时达到6000FH时,由于方向舵原因引起的抖动事件呈现快速增加的趋势,因此空客给出了三种维修方案: 1)将方向舵尾缘摆动值上限从16mm降低至12mm,并将C检的时间间隔从18000FH降低至6000FH; 2)每隔6000FH,系统性更换伺服作动筒的EYE-END(如图4); 3)每隔6000FH,系统性更换伺服作动筒BEARING。 图4 个别公司CMP中相应的针对A320系列机队的预防措施为: 每个1C检查方向舵伺服控制和铰链轴的间隙是否过大及状态,其中对每个伺服作动筒都有相应间隙的测量和铰接点衬套的检查,超标的情况下均需更换作动筒,而1C的时间间隔为3600FC或18个月,如果每次该项工作都能严谨的完成,还是能够起到预防作用的;
而空客给出了三种维修方案都将相应的门槛值降低,从而可降低整个伺服作动筒的更换频率,不但大大降低了由于方向舵作动筒引起的抖动发生的概率,并且提高了经济性。 |