【文章內(nèi)容簡介】 力作用下，機輪和半軸的彈性變形導(dǎo)致法蘭盤變形協(xié) 調(diào)而產(chǎn)生附加作用力。這些因素在設(shè)計載荷譜中均未考慮，與飛機主起落架的實際使用情況不符，導(dǎo)致機輪半軸、法蘭盤的工作應(yīng)力水平過高。如果機輪半軸應(yīng)力水平過高、細節(jié)設(shè)計考慮不夠充分，就容易發(fā)生低周疲勞破壞，即高應(yīng)力、低循環(huán)疲勞破壞。 完善細節(jié)抗疲勞設(shè)計和強化工藝是提高結(jié)構(gòu)抗疲勞開裂 的重要技術(shù)途徑 改進細節(jié)設(shè)計，可有效地消除剛度突變、降低應(yīng)力集中程度，進而控制薄弱細節(jié)的工作應(yīng)力水平，達到延長結(jié)構(gòu)疲勞壽命的目的。將機輪半軸法蘭盤厚度增加 1mm、根部圓角半徑增加 、機輪剎車殼體與半軸法蘭盤配合部位的倒角寬度增加 2mm都是為改進細節(jié)設(shè)計所采取的具體措施。合理的工藝強化措施可有效地獲取疲勞壽命增益，對機輪半軸的噴丸工藝參數(shù)、噴丸部位進行優(yōu)化選取，是為了完善半軸結(jié)構(gòu)細節(jié)工藝強化措施。 地面疲勞試驗驗證剛度模擬要真實 在主起落架疲勞試驗中，機輪剛度模擬與飛機實際使用情況相差較大，由于結(jié)構(gòu)變形協(xié)調(diào)，必然產(chǎn)生彼此牽連的附加載荷，對半軸結(jié)構(gòu)細節(jié)疲勞特性可能會產(chǎn)生影響。因此，地面疲勞試驗所暴露的疲勞開裂部位、周期、形態(tài)等與真實情況可能存在差異，亦即由于模擬不夠真實，可能導(dǎo)致地面疲勞考核試驗的結(jié)果不能完全反映飛機 的使用情況。因此，地面疲勞試驗驗證模擬要盡量真實，這樣才能有效暴露疲勞薄弱部位，達到驗證或預(yù)測結(jié)構(gòu)壽命的目的。 制定合理的檢修周期是確保使用安全的重要措施 如前面 Ab所述，在 909個起落時右主起落架半軸首次發(fā)生斷裂事故；大修時發(fā)現(xiàn)機輪半軸上裂紋的起落次數(shù)約在 1400個起落左右；普查中發(fā)現(xiàn)，約有 23％的飛機機輪半軸出現(xiàn)裂紋，其中近 61％起落次數(shù)在 1300個起落以上，近 20％在西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 13 1000— 1300個起落之間，近 19％在 1000個起落以下。這些裂紋明顯對飛機安全使用構(gòu)成威脅，甚至是巨大隱患。只有制定并執(zhí) 行安全檢查，及時發(fā)現(xiàn)并排除半軸裂紋，才能保證飛機的使用安全。 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 14 2 殲七飛機起落架收放系統(tǒng)典型故障分析 殲七飛機前起落架自動收起的故障研究 起落架收放系統(tǒng)是飛機的重要組成部分，此系 統(tǒng)的工作性能直接影響到飛機的安全性和機動性． 改 進設(shè) 計 飛機起落架收放系統(tǒng)主要用于控制起落架的收上與放下，控制主起落架艙門和前起落架艙門的打開與關(guān)閉，是飛機一個重要的系統(tǒng)，其能否正常工作將直接影響飛行安全。因此對該系統(tǒng)的 維護和對所出現(xiàn)的故障進行分析研究，并進行有效的預(yù)防就顯得十分重要。某單位在對某新型飛機做出廠試飛準(zhǔn)備時，當(dāng)機組人員接上地面壓力源和電源進行該機的停機剎車壓力調(diào)整時，在供壓13min后，前起落架開始緩慢收起，飛機機頭失去支撐最終導(dǎo)致機頭接地，造成雷達罩和前機身 02 段蒙皮撕裂、結(jié)構(gòu)損壞和前起落架變形等嚴(yán) 重后果。本文將對前起落架自動收起的故障進 行分析研究，并在此基礎(chǔ)上針對性地提出預(yù)防措施。 起落架收放控制原理分析 圖 21 前起落架收放系統(tǒng)原理圖 前起落架收放系統(tǒng)原理如圖 21所示。正常收起落 間隙 時，起落架收放手柄 (下簡稱手柄 )處于收上位 時，電液換向閥 l使高壓油進入收上管路，放下管路 b回油管路相通。在高壓油的作用下，下位鎖作動筒的活塞桿縮進，下位鎖打開。另一路高壓油一方面液控單向閥 13打開，使艙門作動筒 12的回油 略溝通；另一方面油通過限流活門 9進入收放作動筒 ，使活塞桿伸出，起落架收起，作動筒8的回油經(jīng) 腳向活門 應(yīng)急轉(zhuǎn)換活門 電液換向閥 1和應(yīng)急 排油活門 2流入油箱。當(dāng)起落架收好后，協(xié)調(diào)活門 11壓通，高壓油進入艙門作動筒 lO、 12的收西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 15 上腔使 艙門收起。當(dāng)手柄處于放下位置時，來油與放下管路接通，收上 管路與回油路相通，起落架放下。在系統(tǒng)中還設(shè)有地面聯(lián)鎖開關(guān)，當(dāng)飛機停放時，聯(lián)鎖開關(guān)自動斷開電液換向閥的電路，此時即使將手柄置于收起位置，電液換向閥也不會工作，從而防止了地面誤收起落架。 起落架自動收起原因分析 由起落架收放控制原理知道，前起落架放下位置 是由帶下位鎖的后撐桿來保持的，所以要使前起落架收起，必要條件是下位鎖開鎖。而下位鎖開鎖有兩種情況：第一種是機械原因，即放下起落架時下位鎖處于假上鎖狀態(tài)，在維修和使用過程中受到某種外力擾動而開鎖；第二種是液壓原因，即有液壓油進入下位鎖開鎖作動筒，使作動筒 活塞桿縮進導(dǎo)致下位鎖開鎖。而外部檢查和事后的收放檢查均未發(fā)現(xiàn)下位鎖有假上鎖的現(xiàn)象。因此前起落架自動收起是由液壓方面的原因引起的。而由液壓原因引起下位鎖開鎖的因素很多。當(dāng)電液換向閥工作不正常使來油與收上管路相通，或者聯(lián)鎖開關(guān)故障，地面又誤將手柄置于收上位置，在電液換向閥工作時，當(dāng)給飛機供油壓時，都會使下位鎖開鎖。但這兩種情況會使前起落架以較快的速度收起而不會緩慢收起，另外也會同時收起主起落架。但這與事故發(fā)生時的實際情況不符，因此基本可以排除。 電液換向閥性能不良 起落架電液換向閥用于 起落架收放管 路的控制，是一種三位四通電液閥，當(dāng)手柄在中立位置時 (不通電 )， 電液換向閥處于中立位置， 圖 22 電液換向閥中立位置 (斷電 ) 此時供油路堵死，起落架的收、放管路均與回油路相通，如圖 22所示。由于滑閥與閥套之間都有徑向間隙 6，由 6形成兩個相同的矩形節(jié)流縫隙，此縫隙的節(jié)流面積為 A=W8，由于形 6，且通過此節(jié)流口的流 量很小，雷諾數(shù) m也很小，流動狀態(tài)屬于層流，故 通過此節(jié)流口的流量 Q為： 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 16 232WPQ ????? 式中： P? —— 節(jié)流口兩側(cè) 壓力差； ? —— 動力粘度系數(shù)； W —— 節(jié)流口面積梯度。 則此時，通過 2個節(jié)流口處的流量為： 2 012()32 sW P P P ?? ????? 式中： sP —— 主液壓系統(tǒng)供油壓力； 0P —— 回油管路壓力 。 由上式可知，泄漏量的大小主要由節(jié)流口面積梯 度形和徑向間隙 6確定，當(dāng)間隙 6越大，則泄漏量 越大。而形的大小主要與 閥芯的直徑有關(guān)，直徑越大梯度越大； 6的大小主要與閥口的形狀、制造工藝和 加工質(zhì)量等有關(guān)，當(dāng)設(shè)計合理、工藝水平和加工質(zhì)量高、滑閥和閥套之間沒有偏心時，則 6就小。如果是 新閥，徑向間隙小，故泄漏量也小；如果是舊閥，由于控制邊被磨損，泄漏面積增大，則泄漏量也增大。為測定泄漏量的大小，拆下電液換向閥，堵住通向作動筒的兩個接頭，在供壓接頭處．加液壓 20． 59MPa． 在回油接頭處接上量杯。 3min后，在回油接頭處 漏油量為 45mL，遠大于 所規(guī)定的不超過 20mL 的 要求。電液換向閥泄漏示意圖如圖 23所示。 圖 23 電液換 向閥泄露示意圖 系統(tǒng)不完整，回油路堵死 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 17 為了提高起落架收放系統(tǒng)的可靠性，在系統(tǒng)設(shè)計 中采用了余度技術(shù)。即當(dāng)正常收放起落架失效時，飛行員可以采用冷氣應(yīng)急放下起落架，以保證安全著陸，如圖 1所示。為防止應(yīng)急放起落架時，大量液壓 油回到密閉增壓油箱，使油箱因回油過多而引起爆破，為此在電液換向閥的回油路上安裝了應(yīng)急排油活門。應(yīng)急放起落架時，將收上管路的油液直接排到機外。平時，在主液壓系統(tǒng)供壓且電液換向閥不工作時，電液換向閥泄漏到收放管路中的油液可以通過應(yīng)急排油活門直接流入回油管路中，因此不會引起收放系統(tǒng)的壓 力升高；如果回油管路被堵死，不能回油時，則泄漏油將進入收放系統(tǒng) (參看圖 2l、 22)，使系 統(tǒng)壓力升高，當(dāng)壓力升高到一定值時就會引起系統(tǒng)故障。據(jù)了解，在發(fā)生本次事故前，應(yīng)急排油活門因故障拆下修理，用堵頭將回油路堵住，使起落架收放系統(tǒng)不能回油。這樣，電液換向閥泄漏到收放管路的壓力油就不能釋放掉，收放系統(tǒng)的油壓將逐漸升高。由于前起落架下位鎖的開鎖壓力比主起落架的小，因此當(dāng)壓力達到一定值后，就會首先使前起落架下位鎖開鎖，這樣飛機在自重的作用下就會引起前起落架自動收起。 故障驗證 為了驗證上述分析是否正確 ，在原飛機上進行了 以下試驗： (1)給主液壓系統(tǒng)供壓并通電，把手柄放在中 立位置。保持 30min后，前起落架下位鎖沒有任何動 作。這說明在系統(tǒng)完整的情況下，因電液換向閥的滲漏而進入收放系統(tǒng)的壓力油可以從應(yīng)急排油活門處及時排出系統(tǒng)回油箱。 (2)為模擬事故當(dāng)時的系統(tǒng)環(huán)境，將應(yīng)急排油 活門拆下，并用堵頭堵住回油路。給主液壓系統(tǒng)供壓 5min 后，前起落架下位鎖就開始動作，到 6min時下 位鎖完全開鎖。該項試驗足以證明從起落架電液換向閥泄漏進入起落架收放系統(tǒng)的油液確實能夠?qū)⑶捌鹇浼芟挛绘i打開，說明上述分析是完全正確的。 維修對策 由以上分析和驗證可知，本次事故的原因有兩 個：一是起落架電液換向閥泄漏量超過規(guī)定；二是起落架收放系統(tǒng)不完整，使系統(tǒng)喪失了對不良因素的“自我消化”能力。為了有效預(yù)防此類事故的發(fā)生， 建議采取以下措施。 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 18 改進起落架收放管路的設(shè)計 經(jīng)仔細分析后不難發(fā)現(xiàn)，該型飛機在系統(tǒng)的設(shè)計 方面存在一些不足。應(yīng)急排油活門的功用是應(yīng)急放起落架時將收上管路的油液排到機外。由于應(yīng)急排油活門是安裝在系統(tǒng)的回油管路上的，一方面當(dāng)應(yīng)急排油活門出現(xiàn)故障時，將會影響整個系統(tǒng)的回油，進而影響系統(tǒng)的工作；另一方面當(dāng)電液換向閥故障使 收上管路不能回油時，則在應(yīng)急放起落架時，收上管路的油液就無法從應(yīng)急排油活門排到機外，就會使起落架無法應(yīng)急放下，即應(yīng)急放起落架還要受到電液換向閥工作的影響。該型飛機在定型試飛過程中就曾發(fā)生過應(yīng)急放起落架未放到位的故障，其原因就是由于電液換向閥的故障引起的。所以這種安裝是不科學(xué)的，它使系統(tǒng)的可靠性和安全性降低。但是如果將應(yīng)急排油活門安裝到收上管路，即電液換向閥收上接頭的出口處，則既不會影響應(yīng)急排油活門的功能，又能提高系統(tǒng)的可靠性，也不會發(fā)生上述事故。因此，建議有關(guān)部門經(jīng)充分論證后，將應(yīng)急排油活門安裝到電液換向閥 收上接頭的出口處。 提高產(chǎn)品質(zhì)量，加強安裝前的檢查 電液換向閥是起落架收放控制系統(tǒng)的核心附件， 對其制造質(zhì)量和性能指標(biāo)都有具體的要求。但在實際生產(chǎn)和使用過程中，人們往往重視它的功能，而對它的泄漏量等指標(biāo)的規(guī)定不太重視，總認(rèn)為泄漏量的大小對系統(tǒng)的工作和性能沒有什么影響。因此建議一方面要努力提高工藝水平和加工質(zhì)量，保持滑閥和閥套的同心，以盡可能地減少滑閥與閥套之間的徑向間隙， 另一方面在裝機使用前一定要加強對其各種性能 指標(biāo)的測定，對泄漏量超過規(guī)定的電液換向閥不允許安裝使用。 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 19 結(jié)束語 經(jīng)過三 個月時間我順利的完成了我的畢業(yè)設(shè)計，這三個月對我來說很重要。讓我受益匪淺，不僅鍛