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摘要：某型飞机飞行中襟翼在运动过程中出现卡滞，结合襟翼工作原理深入分析，明确故障机理，从外场维护角度提出一些检查改进建议，尽可能将故障暴露在地面检查过程中，确保飞行安全。
关键词：襟翼驱动系统；卡滞；改进
Keywords：flap drive system；stuck；improvement
1 故障现象
某飞机返航着陆过程中，飞行员反映襟缝翼操纵手柄由巡航构型放至着陆构型，襟翼在运动过程中异常停止，CAS信息报“襟翼驱动故障”。
此后，多次尝试放襟翼失败，转入应急着陆程序，以故障构型安全着陆。落地后，飞控系统重新上电，在地面进行20余次襟缝翼收放检查，除两侧外襟翼内侧下吊式变角减速器存在异响外，系统工作正常，故障未复现。
2 故障分析
2.1 故障过程分析
通过飞参数据对故障过程进行分析，整个过程中存在的不正常现象主要有以下三點：
1）飞行员将襟缝翼手柄由巡航构型放至着陆构型，襟翼运动到中途停止，发生由“襟翼PDU过载打滑”而引起的“襟翼驱动故障”告警；
2）飞行员将襟缝翼操纵手柄由起飞构型放至着陆构型，襟翼向收起方向运动2.7°停止，运动方向与指令方向相反，“襟翼PDU驱动通道1”和“襟翼PDU驱动通道2”同时故障，CAS报“襟翼驱动故障”告警；
3）变角减速器存在异响。
2.2 故障原因分析
1）襟翼PDU过载打滑分析
为保证传动线系能够承受来自襟翼PDU的驱动扭矩，且不发生永久变形，系统中设计有过载保护功能。
过载保护功能：当襟翼PDU输出轴负载大于设定的保护门限值时，襟翼PDU力矩限制器打滑，持续打滑超出设定时间范围，输出轴制动。此故障为可恢复故障，当襟缝翼操纵手柄发出新的控制指令后，故障清除并按照新控制指令进行运动。
经过初步判定，“襟翼PDU过载打滑”的原因为襟翼防收制动装置WTB解制动故障、传动线系中存在机械卡滞点、襟翼PDU执行部件力矩限制器的外端机械部分存在卡滞。
2）“襟翼PDU驱动通道1、2故障”原因分析
襟翼PDU驱动通道1、2故障的监控逻辑为：襟翼PDU控制器中对驱动通道进行“过压”“转速闭环超差”“电机霍尔故障”监控，当某一通道出现任一故障后，襟翼PDU控制器将之综合为襟翼PDU驱动通道1或襟翼PDU驱动通道2故障，并上报襟缝翼控制器。以“襟翼PDU驱动通道故障”为顶事件，其故障树如图1所示。
“驱动通道母线过压”的监控逻辑为：当驱动通道母线电压超过350V且持续5s，则判定“驱动通道母线过压”故障发生。结合飞参数据发现，故障中并未记录整流电源故障，且电机反转的时间仅为1.2s左右，在判定时间关系上与此次机上故障的飞参数据不符，可以排除。
电机霍尔为双备份通道，两个电机霍尔物理隔离，同时发生故障的概率极低，可以初步排除。
转速闭环超差的监控逻辑为：襟翼PDU控制器中采集电机转速信号与指令转速信号进行比较，当实际转速与指令转速比较差值超出并持续一定时间后，判定为转速闭环超差故障。飞参数据显示，襟翼舵面从开始运动到襟翼PDU驱动通道1、2故障时长为1s，并且舵面运动方向与指令方向相反，满足判定逻辑。
综上所述，可以判定“襟翼PDU驱动通道1、2故障”的原因为襟翼PDU驱动通道1和襟翼PDU驱动通道2发生由于实际运动方向与指令方向相反引起的“转速闭环超差”故障。
3）襟翼反向运动原因分析
襟缝翼操纵手柄由起飞构型放至着陆构型，襟翼向收起方向运动2.7°停止，运动方向与指令方向相反，产生此现象有两种原因。第一，下吊式变角减速器中无返回机构故障，导致气动载荷反传驱动舵面运动。对无返回机构工作原理进行分析，得知至少需要两个下吊式变角减速器中无返回机构故障，才能导致在气动载荷的作用下舵面回收，该情况概率极低。根据变角减速器分解检查情况，无返回机构未发现故障，故此情况可排除。第二，传动线系中卡滞，使得扭力杆发生形变。襟翼PDU输出轴打滑后襟翼防收制动装置WTB和襟翼PDU输出轴均制动，当新指令产生后，襟翼防收制动装置WTB和襟翼PDU均解除刹车后，形变恢复带动舵面运动。假如卡滞点在襟翼PDU执行部件输出轴，不会发生积聚能量的形变，造成舵面的反转，因此可排除襟翼PDU执行部件输出轴卡滞。假如襟翼防收制动装置WTB解刹车故障造成打滑，则传动线系中产生形变积聚能量，当新指令产生后，襟翼防收制动装置WTB首先解制动，传动线系的形变会立刻朝向放襟翼的方向恢复，而不是收襟翼的方向，因此可排除襟翼防收制动装置WTB解刹车故障。
综合“襟翼PDU过载打滑”“襟翼PDU驱动通道1、2故障”和襟翼反向运动的原因分析，可以判定，襟翼传动线系中存在机械卡滞点，导致“襟翼PDU过载打滑”，造成襟翼传动线系发生形变积聚能量，当新指令产生后，襟翼防收制动装置WTB和襟翼PDU均解刹车后，形变恢复带动舵面运动，造成“襟翼PDU驱动通道1、2故障”。以“机械卡滞”为顶事件，故障树如图2所示。
a. 沿翼展方向分布扭力杆及导向件卡滞
沿翼展方向分布扭力杆为双万向节形式，其两端均由支座组件支撑，支座组件为轴承+花键轴形式，本身具有对机翼变形适应功能，轴承卡滞概率极低。
b. 下吊式变角减速器+丝杠机构卡滞
单侧两块襟翼，每块襟翼由两个下吊式变角减速器+丝杠机构驱动，丝杠机构的故障模式是传动效率降低和滚珠损坏，不会导致卡滞，所以主要排查下吊式变角减速器。 c. 襟翼运动机构卡滞
襟翼运动机构包括前襟运动机构、主襟运动机构和后襟翼运动机构。飞机发生襟翼PDU打滑保护时襟翼在运动中途停止，此时前襟、主襟、后襟三部分叠在一起放出，前襟和后襟翼运动机构都尚未工作，故可以排除前襟运动机构和后襟翼运动机构卡滞事件，应着重检查主襟运动机构。
由于变角减速器存在异响，且卡滞点可能与变角减速器有关，因此对变角减速器进行离位检查。在机上功能检查过程中及性能测试变角减速器时，变角减速器运转过程中均存在咯噔的异常声响。针对异响原因制造商给出的解释是：衬套与十字轴之间产生了间隙，在轴承载荷的作用下衬套与十字轴发生撞击；变角减速器存在声响对产品的功能和性能无影响。对产品分解检查，发现变角减速器组件存在锈蚀，经试验验证，变角减速器内部锈蚀导致摩擦力过大，进一步导致襟翼PDU输出轴打滑。
2.3 故障形成机理
由于变角减速器内部锈蚀导致摩擦力过大，输出轴与变角减速器之间的传动线系发生形变而积聚能量，襟翼PDU输出轴打滑，导致襟翼运动到中途停止，机理清楚。分析认为变角减速器内部锈蚀的原因为其内部存在进水，针对此现象对该型产品进行了普查，在其他飞机上并未发现类似问题。因此，对该架飞机前期的飞行及地面维护工作和使用环境进行了分析核查，发现该机在本次飞行前停放了50余天，除按维护要求完成发动机试车工作外未进行其他工作，且一直在户外停放，检看停放机场的天气情况，恰逢雨季。该机为初期设计制造产品，部分区域的漏水孔布局存在不合理情况，并未实施更改，易出現积水问题。变角减速器的换向轴安装位置正处于积水区域，分析认为这就是变角减速器内部锈蚀的主要诱因。
3 总结
为了保证襟缝翼系统的工作状态，尽可能将故障暴露在地面检查过程中，结合这次故障情况，提出维护过程中的注意点：
1）襟缝翼收放检查中，在注重其收放功能检查的同时，还应该注意其收放过程中的异响及时间变化问题；
2）日常维护过程中，引入襟翼丝杠润滑脂或润滑油分析环节。通过分析润滑脂或润滑油中金属屑含量，来判断襟翼丝杠的工作状态及磨损程度。如果金属屑含量过高，一定程度上可以说明襟翼在运动过程中存在磨损问题，有必要及时对其进行检查；
3）加强对飞参数据的利用，可以将对复杂逻辑的分析逐一分解为对较简单的单一逻辑问题的分析判断，同时加强专家系统数据判读范围及趋势分析能力；
4）对长期停放飞机，针对季节性变化，应根据环境变化进行维护检查及润滑保养，对活动部件进行功能及动作检查，必要时可进行飞机牵引运动，防止动部件长期不工作引发锈蚀、异物入侵等潜在风险。
作者简介
姜建辉，工程师，主要研究方向：航空机务维修。
王宇，工程师，主要研究方向：航空机务维修。
张书成，主要从事航空机务维修工作。
关键词：襟翼驱动系统；卡滞；改进
Keywords：flap drive system；stuck；improvement
1 故障现象
某飞机返航着陆过程中，飞行员反映襟缝翼操纵手柄由巡航构型放至着陆构型，襟翼在运动过程中异常停止，CAS信息报“襟翼驱动故障”。
此后，多次尝试放襟翼失败，转入应急着陆程序，以故障构型安全着陆。落地后，飞控系统重新上电，在地面进行20余次襟缝翼收放检查，除两侧外襟翼内侧下吊式变角减速器存在异响外，系统工作正常，故障未复现。
2 故障分析
2.1 故障过程分析
通过飞参数据对故障过程进行分析，整个过程中存在的不正常现象主要有以下三點：
1）飞行员将襟缝翼手柄由巡航构型放至着陆构型，襟翼运动到中途停止，发生由“襟翼PDU过载打滑”而引起的“襟翼驱动故障”告警；
2）飞行员将襟缝翼操纵手柄由起飞构型放至着陆构型，襟翼向收起方向运动2.7°停止，运动方向与指令方向相反，“襟翼PDU驱动通道1”和“襟翼PDU驱动通道2”同时故障，CAS报“襟翼驱动故障”告警；
3）变角减速器存在异响。
2.2 故障原因分析
1）襟翼PDU过载打滑分析
为保证传动线系能够承受来自襟翼PDU的驱动扭矩，且不发生永久变形，系统中设计有过载保护功能。
过载保护功能：当襟翼PDU输出轴负载大于设定的保护门限值时，襟翼PDU力矩限制器打滑，持续打滑超出设定时间范围，输出轴制动。此故障为可恢复故障，当襟缝翼操纵手柄发出新的控制指令后，故障清除并按照新控制指令进行运动。
经过初步判定，“襟翼PDU过载打滑”的原因为襟翼防收制动装置WTB解制动故障、传动线系中存在机械卡滞点、襟翼PDU执行部件力矩限制器的外端机械部分存在卡滞。
2）“襟翼PDU驱动通道1、2故障”原因分析
襟翼PDU驱动通道1、2故障的监控逻辑为：襟翼PDU控制器中对驱动通道进行“过压”“转速闭环超差”“电机霍尔故障”监控，当某一通道出现任一故障后，襟翼PDU控制器将之综合为襟翼PDU驱动通道1或襟翼PDU驱动通道2故障，并上报襟缝翼控制器。以“襟翼PDU驱动通道故障”为顶事件，其故障树如图1所示。
“驱动通道母线过压”的监控逻辑为：当驱动通道母线电压超过350V且持续5s，则判定“驱动通道母线过压”故障发生。结合飞参数据发现，故障中并未记录整流电源故障，且电机反转的时间仅为1.2s左右，在判定时间关系上与此次机上故障的飞参数据不符，可以排除。
电机霍尔为双备份通道，两个电机霍尔物理隔离，同时发生故障的概率极低，可以初步排除。
转速闭环超差的监控逻辑为：襟翼PDU控制器中采集电机转速信号与指令转速信号进行比较，当实际转速与指令转速比较差值超出并持续一定时间后，判定为转速闭环超差故障。飞参数据显示，襟翼舵面从开始运动到襟翼PDU驱动通道1、2故障时长为1s，并且舵面运动方向与指令方向相反，满足判定逻辑。
综上所述，可以判定“襟翼PDU驱动通道1、2故障”的原因为襟翼PDU驱动通道1和襟翼PDU驱动通道2发生由于实际运动方向与指令方向相反引起的“转速闭环超差”故障。
3）襟翼反向运动原因分析
襟缝翼操纵手柄由起飞构型放至着陆构型，襟翼向收起方向运动2.7°停止，运动方向与指令方向相反，产生此现象有两种原因。第一，下吊式变角减速器中无返回机构故障，导致气动载荷反传驱动舵面运动。对无返回机构工作原理进行分析，得知至少需要两个下吊式变角减速器中无返回机构故障，才能导致在气动载荷的作用下舵面回收，该情况概率极低。根据变角减速器分解检查情况，无返回机构未发现故障，故此情况可排除。第二，传动线系中卡滞，使得扭力杆发生形变。襟翼PDU输出轴打滑后襟翼防收制动装置WTB和襟翼PDU输出轴均制动，当新指令产生后，襟翼防收制动装置WTB和襟翼PDU均解除刹车后，形变恢复带动舵面运动。假如卡滞点在襟翼PDU执行部件输出轴，不会发生积聚能量的形变，造成舵面的反转，因此可排除襟翼PDU执行部件输出轴卡滞。假如襟翼防收制动装置WTB解刹车故障造成打滑，则传动线系中产生形变积聚能量，当新指令产生后，襟翼防收制动装置WTB首先解制动，传动线系的形变会立刻朝向放襟翼的方向恢复，而不是收襟翼的方向，因此可排除襟翼防收制动装置WTB解刹车故障。
综合“襟翼PDU过载打滑”“襟翼PDU驱动通道1、2故障”和襟翼反向运动的原因分析，可以判定，襟翼传动线系中存在机械卡滞点，导致“襟翼PDU过载打滑”，造成襟翼传动线系发生形变积聚能量，当新指令产生后，襟翼防收制动装置WTB和襟翼PDU均解刹车后，形变恢复带动舵面运动，造成“襟翼PDU驱动通道1、2故障”。以“机械卡滞”为顶事件，故障树如图2所示。
a. 沿翼展方向分布扭力杆及导向件卡滞
沿翼展方向分布扭力杆为双万向节形式，其两端均由支座组件支撑，支座组件为轴承+花键轴形式，本身具有对机翼变形适应功能，轴承卡滞概率极低。
b. 下吊式变角减速器+丝杠机构卡滞
单侧两块襟翼，每块襟翼由两个下吊式变角减速器+丝杠机构驱动，丝杠机构的故障模式是传动效率降低和滚珠损坏，不会导致卡滞，所以主要排查下吊式变角减速器。 c. 襟翼运动机构卡滞
襟翼运动机构包括前襟运动机构、主襟运动机构和后襟翼运动机构。飞机发生襟翼PDU打滑保护时襟翼在运动中途停止，此时前襟、主襟、后襟三部分叠在一起放出，前襟和后襟翼运动机构都尚未工作，故可以排除前襟运动机构和后襟翼运动机构卡滞事件，应着重检查主襟运动机构。
由于变角减速器存在异响，且卡滞点可能与变角减速器有关，因此对变角减速器进行离位检查。在机上功能检查过程中及性能测试变角减速器时，变角减速器运转过程中均存在咯噔的异常声响。针对异响原因制造商给出的解释是：衬套与十字轴之间产生了间隙，在轴承载荷的作用下衬套与十字轴发生撞击；变角减速器存在声响对产品的功能和性能无影响。对产品分解检查，发现变角减速器组件存在锈蚀，经试验验证，变角减速器内部锈蚀导致摩擦力过大，进一步导致襟翼PDU输出轴打滑。
2.3 故障形成机理
由于变角减速器内部锈蚀导致摩擦力过大，输出轴与变角减速器之间的传动线系发生形变而积聚能量，襟翼PDU输出轴打滑，导致襟翼运动到中途停止，机理清楚。分析认为变角减速器内部锈蚀的原因为其内部存在进水，针对此现象对该型产品进行了普查，在其他飞机上并未发现类似问题。因此，对该架飞机前期的飞行及地面维护工作和使用环境进行了分析核查，发现该机在本次飞行前停放了50余天，除按维护要求完成发动机试车工作外未进行其他工作，且一直在户外停放，检看停放机场的天气情况，恰逢雨季。该机为初期设计制造产品，部分区域的漏水孔布局存在不合理情况，并未实施更改，易出現积水问题。变角减速器的换向轴安装位置正处于积水区域，分析认为这就是变角减速器内部锈蚀的主要诱因。
3 总结
为了保证襟缝翼系统的工作状态，尽可能将故障暴露在地面检查过程中，结合这次故障情况，提出维护过程中的注意点：
1）襟缝翼收放检查中，在注重其收放功能检查的同时，还应该注意其收放过程中的异响及时间变化问题；
2）日常维护过程中，引入襟翼丝杠润滑脂或润滑油分析环节。通过分析润滑脂或润滑油中金属屑含量，来判断襟翼丝杠的工作状态及磨损程度。如果金属屑含量过高，一定程度上可以说明襟翼在运动过程中存在磨损问题，有必要及时对其进行检查；
3）加强对飞参数据的利用，可以将对复杂逻辑的分析逐一分解为对较简单的单一逻辑问题的分析判断，同时加强专家系统数据判读范围及趋势分析能力；
4）对长期停放飞机，针对季节性变化，应根据环境变化进行维护检查及润滑保养，对活动部件进行功能及动作检查，必要时可进行飞机牵引运动，防止动部件长期不工作引发锈蚀、异物入侵等潜在风险。
作者简介
姜建辉，工程师，主要研究方向：航空机务维修。
王宇，工程师，主要研究方向：航空机务维修。
张书成，主要从事航空机务维修工作。