737NG飛機升降舵指示不一致故障案例分析

2020-12-04 酷扯兒

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01

案例一

故障信息:機組反映升降舵在空中左右不一致,右邊高,左邊低。姿態相差3度,右高左低飛機有橫滾感覺。

排故情況:

地面打壓作動升降舵正常,左、右升降舵指示一致。

根據AMM27-31-00-700-804檢查發現升降舵在中立位時,左升降舵調整片翹起(右升降舵調整片與升降舵平齊),如下圖。

拆卸左升降舵調整片蓋板檢查連杆無異常。

檢查升降舵調整片控制機構彈簧,發現右升降舵調整片控制機構彈簧斷了三根(共四根),左側檢查正常,更換彈簧後測試正常,升降舵指示正常。安裝PN:251A2439-1

02

案例二

故障信息:航前發現左右升降舵位置指示不一致,左邊在中立位,右邊比中立位高一點

推拉駕駛杆使升降舵離開中立位,升降舵指示右邊始終比左邊高一點。檢查機尾左右兩側升降舵(實物)高度一致。更換右升降舵位置傳感器( P/N: H505B ),測試正常 。

03

原理簡介

升降舵的控制

升降舵輸入扭矩管通過PCU輸入杆給PCU提供輸入信號,PCU帶動輸出扭矩管轉動,輸出扭矩管通過升降舵控制杆控制升降舵。升降舵輸入扭矩管受到4個部件指令控制:

操縱杆。

操縱杆-升降舵前控制扇形盤-控制鋼索-後扇形盤-輸入扭矩管。操縱杆分左右兩個,分別由機長和副駕控制。兩個操縱杆之間有一個保護脫開機構,正常情況下操縱一個操縱杆,另一個操縱杆隨動。如果任何一個操縱杆卡阻,保護脫開機構脫開兩個操縱杆之間的連接,另外一個操縱杆還可以繼續操縱升降舵。操縱杆底部有切斷電門,如果操作杆方向和電動配平安定面方向相反,切斷電門停止水平安定面的配平(人工優先)。

水平安定面。

水平安定面-升降舵中立移動杆-馬赫配平作動筒-感覺計算機-輸入扭矩管。我們可以理解為升降舵是水平安定面的一部分,整個水平安定面移動,升降舵自然跟著移動(中立移動)。

自動飛機作動筒。

自動飛行作動筒-輸入扭矩管。

馬赫配平作動筒。

馬赫配平作動筒-感覺計算機-輸入扭矩管。

升降舵位置指示

升降舵控制系統共有兩種位置傳感器,一種用於升降舵位置指示,另一種用於自動駕駛控制。用於升降舵位置指示的傳感器共有兩個,分別位於兩側水平安定面內,通過可調節連杆連接到升降舵上。它們將升降舵位置信號輸送到數字式飛行數據採集組件(DFDAU),DFDAU再把信號傳給DEU用於下DU顯示屏的升降舵位置指示。用於自動駕駛控制的位置傳感器位於飛機尾艙內,將升降舵的位置信號直接輸送到飛行控制計算機(FCC)用於飛機姿態控制,該信號不參與位置指示。

升降舵調整片

升降舵調整片有兩種工作方式:平衡模式和非平衡模式:

當襟翼放出時,即飛機在起飛、進近等低速飛行階段時,升降舵調整片工作在非平衡模式,調整片的運動方向與升降舵相同,增強飛機低速操縱性。

當襟翼收上時,升降舵調整片工作在平衡模式,調整片的運動方向與升降舵相反,此時作用在調整片和升降舵上的力方向相反,調整片產生的力矩和升降舵操縱面的力矩平衡,消除杆力。

平衡模式和非平衡模式是通過升降舵調整片控制機構來轉換的。

當襟翼放出,升降舵調整片控制機構內的升降舵調整片鎖作動筒伸出,調整片工作在非平衡模式;當襟翼收上,控制機構內升降舵調整片鎖作動筒通回油,控制機構上有4個彈簧,彈簧的拉力使升降舵調整片鎖作動筒回到收上位,升降舵調整片工作在平衡模式。

升降舵調整片模式鎖作動筒控制原理如下圖。左鎖作動筒由FCC控制,右鎖作動筒由FCU控制。線圈控制活門打開時,鎖作動筒克服彈簧力伸長。

04

故障分析

地面升降舵指示不一致,通過目視升降舵實際角度判斷是升降舵不一致還是指示故障。如果角度一致,指示問題,需要檢查位置傳感器連杆和傳感器,視情更換或者調節傳感器,參考AMM31-31-51;如果角度不一致,升降舵控制機構問題,由於升降舵輸出扭力管只有一個,故障在扭力管下遊,需要檢查升降舵控制杆,參考AMM27-31-00-820-802。

如果空中升降舵指示不一致,而地面顯示正常,需要考慮調整片控制機構。通過解碼還可以發現升降舵角度差跟空速有一定關係。空速越大,角度差越明顯。

下圖是一架飛機彈簧斷裂導致升降舵角度不一致的解碼數據。左右升降舵角度在地面相差0.1度左右,基本一致;但是起飛后角度相差越來越大,到巡航階段後最大相差1.9度。飛機落地後兩邊差值又恢復到0.1度,基本齊平。

為什麼彈簧斷裂升降舵會指示不一致

空中收襟翼後升降舵調整片轉平衡模式,作動筒靠彈簧力收回,如果彈簧失效,作動筒可能收不回來,這就導致左右兩邊的調整片模式不同,受力方向也不同。比如案例一的故障,右邊彈簧斷裂三根,只剩一根彈簧無法把作動筒收回,左調整片往上,右調整片往下。在氣動力作用下,左升降舵受向下的力矩,右升降舵受向上的力矩,導致左低右高。而飛機在地面上沒有氣動力,所以不會出現指示不一致的現象。同理,如果升降舵調整片控制機構故障也會導致指示不一致的現象。

05

關於放行

如果是指示故障,可以按MEL27-18保留放行。

關於彈簧斷裂,當時還問了波音能否保留。

後來波音把這個彈簧斷裂也添加到MEL手冊了。27章最後一項MEL27-23

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