現(xiàn)代民用運(yùn)輸機(jī)起落架系統(tǒng) 使用 故障 特性

1、現(xiàn)代民用運(yùn)輸機(jī)起落架系統(tǒng) 使用 故障 特性現(xiàn)代民用運(yùn)輸機(jī)起落架系統(tǒng)使用故障特性2010-10-2121:25現(xiàn)代民用運(yùn)輸機(jī)起落架系統(tǒng)使用故障特性landinggearsystemmalfunctionofmodernciviltransportaircraft段維祥/中國民航飛行學(xué)院以定性與定量相結(jié)合的方法，統(tǒng)計(jì)分析近十年國內(nèi)外民用航空安全信息，得出現(xiàn)代運(yùn)輸機(jī)起落架系統(tǒng)的故障率及其影響、故障類型及其分布，深入分析了多發(fā)故障特性及其原因。飛機(jī)起落架系統(tǒng)的故障特性是評(píng)價(jià)使用可靠性，尋找影響因素與薄弱環(huán)節(jié)，進(jìn)而改進(jìn)設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)與使用的重要依據(jù)?，F(xiàn)代運(yùn)輸機(jī)空地循環(huán)周期縮短，壽命期內(nèi)地面運(yùn)動(dòng)距離增長

2、，起落架結(jié)構(gòu)受動(dòng)載，系統(tǒng)工作處于復(fù)雜環(huán)境，因此使用故障較多。本文定性與定量分析主要運(yùn)輸機(jī)型起落架系統(tǒng)的故障率、故障類型、分布、影響及多發(fā)原因。起落架系統(tǒng)故障率及其影響無故障性是衡量可靠性的參照，故障率與故障流參數(shù)則是無故障性的重要指標(biāo)。起落架系統(tǒng)故障率相對(duì)飛機(jī)總故障，故障流參數(shù)則相對(duì)飛行時(shí)間或起落次數(shù)，一般用相對(duì)起落次數(shù)計(jì)算。起落架系統(tǒng)的故障絕大多數(shù)是起飛、著陸、飛行前后機(jī)組與維修人員發(fā)現(xiàn)的問題。其中少數(shù)故障直接影響飛行安全導(dǎo)致重要事件:沖出跑道、中斷起飛、嚴(yán)重?fù)p傷、收不上與接地收起等重要事件則可能導(dǎo)致事故征候或事故;影響航班正點(diǎn)則為不正常飛行，未導(dǎo)致不正常飛行與重要事件的則為一般故障。從中國

3、民航四川省航空公司19961999年維護(hù)信息統(tǒng)計(jì)，起落架系統(tǒng)故障約占飛機(jī)總故障的7.3%，其中的2%左右的故障引起重要事件。根據(jù)波音公司提供的19961999年世界各地波音系列飛機(jī)因飛機(jī)原因發(fā)生的事故與征候中，起落架分別占15.2%、17%、16.7%、16.8%?？湛凸?996年提供的不完全統(tǒng)計(jì)中，起落架系統(tǒng)故障導(dǎo)致的事故與征候占飛機(jī)原因的12.1%。從中國民航19931999年主要機(jī)型適航信息得出，空客、波音、麥道飛機(jī)起落架系統(tǒng)導(dǎo)致不正常飛行與重要事件的故障率相對(duì)飛機(jī)總故障變化如圖1。19961999年萬次起落故障流參數(shù)如表1。川航3架a320飛機(jī)起落架系統(tǒng)千次起落故障流參數(shù)分別為5.1

4、3、4.88、7.88、4.22，其中一般故障占95%以上。圖表中，空客飛機(jī)包括a300-600、a310、a320、a340，波音飛機(jī)包括波音737-200500、波音747、波音757、波音767、波音777，麥道飛機(jī)包括md-11、md-82、md-90;圖線峰值主要是新機(jī)加入第二年的升高以及采取改進(jìn)措施后的降低。如川航a320飛機(jī)1996年加入航班，1997年發(fā)生5起重要事件，起落架原因則占4起。飛機(jī)使用的頭兩年和2/3壽命期后，起落架系統(tǒng)的故障率一般較高?？蜋C(jī)起落架系統(tǒng)故障主要導(dǎo)致航班延誤、取消等影響正點(diǎn)率，著陸沖出跑道與中斷起飛危及飛行安全，換件率上升則增加成本。飛機(jī)著陸沖出跑道主

5、要是機(jī)組與天氣原因，根據(jù)國內(nèi)外的統(tǒng)計(jì)，由起落架原因?qū)е聸_出跑道的事件不多，除dc9飛機(jī)多次發(fā)生起落架斷裂導(dǎo)致事故外，主要是沖出跑道導(dǎo)致起落架系統(tǒng)的損傷，以及飛出的殘片損壞發(fā)動(dòng)機(jī)、油箱與結(jié)構(gòu)等。中國民航近10年主要客機(jī)發(fā)生的中斷起飛中起落架原因占14.3%，其中波音737-300占5.8%，md-82飛機(jī)占6.5%。中國民航主要機(jī)型因起落架故障導(dǎo)致重要事件的航班延誤年均占總延誤的4.5%，航班取消占總?cè)∠?1.3%。19981999年因起落架系統(tǒng)故障導(dǎo)致重要事件引起的年均萬次起落延誤、取消率與年均換件次數(shù)率如表2，麥道飛機(jī)延誤、取消率較高，新加入的md-90飛機(jī)取消率達(dá)2.18。每次換一件或多

6、件，換件次數(shù)率最高的輪胎占年均的27%，其次是剎車、收放系統(tǒng)與支柱封圈，年均換件分別為23.5%、17.2%、8.4%。從以上分析得出，運(yùn)輸機(jī)起落架系統(tǒng)故障是飛行事故與征候、不正常飛行與重要事件的主要因素之一，影響飛行安全、航班正點(diǎn)率與運(yùn)營成本。起落架系統(tǒng)故障類型及分布現(xiàn)代運(yùn)輸機(jī)起落架系統(tǒng)的功能:承載、減震、收放、剎車與保證飛機(jī)地面運(yùn)動(dòng)，對(duì)應(yīng)的減震承力構(gòu)件、收放、剎車與前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)故障與工作特點(diǎn)相關(guān)。分析波音公司提供的安全信息，運(yùn)輸機(jī)起落架原因?qū)е碌氖鹿逝c征候中，故障類型及分布百分比如表3。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，麥道飛機(jī)起落架系統(tǒng)故障類型及分布為:構(gòu)件損傷占34.4%(包括收放、剎車、轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)構(gòu)件，胎

7、面分離與破裂占28.2%，輪胎及組件脫落占18.8%,收放故障占6.2%。由此可見，構(gòu)件斷裂、機(jī)輪故障是事故與征候的主要原因。中國民航19931999年主要運(yùn)輸機(jī)因飛機(jī)原因?qū)е碌牟徽ｏw行與重要事件中，空客、波音、麥道飛機(jī)起落架故障類型及百分比如圖2。構(gòu)件損傷主要包括結(jié)構(gòu)受力件，系統(tǒng)件損傷列入各系統(tǒng)故障。較為典型的損傷有:波音飛機(jī)起落架艙門拉桿、搖臂、鎖鉤斷裂，扭力臂接耳及連接螺栓斷裂，動(dòng)作簡接頭裂紋，支柱接頭軸承損壞與內(nèi)筒鏡面掉塊等;md-82飛機(jī)起落架支柱外筒折斷與上鎖連桿裂紋等。前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)主要故障:空客飛機(jī)的控制組件斷線與插頭松脫;麥道飛機(jī)轉(zhuǎn)彎動(dòng)作筒壓力管漏油;波音飛機(jī)的計(jì)量活門失效，

8、轉(zhuǎn)彎動(dòng)作筒及管接頭漏油，轉(zhuǎn)彎操縱卡阻、傳動(dòng)綱索斷裂等。機(jī)輪組件故障類型主要有:輪胎破裂、胎面分離、嚴(yán)重磨損、刺傷與漏氣、軸承破裂等，波音與麥道飛機(jī)故障率較高。此外，波音飛機(jī)的輪轂連接螺栓斷裂較典型。起落架機(jī)輪故障直接危及飛行安全，據(jù)國外統(tǒng)計(jì)，19911995年全世界商用噴氣運(yùn)輸機(jī)起飛階段發(fā)生的事故中，機(jī)輪原因?qū)е碌氖鹿收?0.1%。空客、波音、麥道主要機(jī)型起落架收放與剎車系統(tǒng)原因?qū)е率录闹饕收项愋头植及垂收项l率排序如表4。主要運(yùn)輸機(jī)型起落架系統(tǒng)多發(fā)故障分析運(yùn)營信息表明，現(xiàn)代運(yùn)輸機(jī)起落架系統(tǒng)雖能滿足使用要求，但可靠性低于飛機(jī)其他系統(tǒng)。故障的產(chǎn)生不僅與實(shí)際載荷特性有關(guān)，還受環(huán)境變化、使用與維護(hù)

9、質(zhì)量影響，既有隨機(jī)性、偶然性，也帶普遍性。分析起落架多發(fā)故障的原因，可以從設(shè)計(jì)、制造、管理與使用等方面采取針對(duì)性措施。下面重點(diǎn)分析中國民航19931999年主要運(yùn)輸機(jī)型起落架原因?qū)е轮匾录亩喟l(fā)故障率及原因。起落架減震支柱的多發(fā)故障中，漏油占故障的64.2%，漏氣占32.1%，除少數(shù)為放油活門與充氣嘴泄漏外，都屬封圈密封失效。主要原因是支柱封圈頻繁磨損、老化、斷裂等。如果封圈采用性能更好的材料，改進(jìn)設(shè)計(jì)與工藝，加強(qiáng)飛行前后檢查，適當(dāng)縮短更換周期，則可將故障減少10%以上。漏油故障率較高的是md-82飛機(jī)，較低的是空客飛機(jī)。機(jī)輪多發(fā)故障中，輪胎破裂占24.6%，一半以上是因外物扎刺，其余則因剎

10、車不當(dāng)與防滯失效拖胎，過熱燒傷與剎車熱導(dǎo)致溫度驟然升高等;輪胎磨損與劃傷超標(biāo)占故障的19.7%;輪胎漏氣占12%，主要原因是充氣嘴封圈損壞，刺透與易熔塞老化;胎面分離占6%，主要原因是各層橡膠及老化不同與制造、翻修質(zhì)量問題，波音飛機(jī)輪胎胎面分離故障率較高，多數(shù)是翻修過的輪胎;另據(jù)波音公司檢查認(rèn)定，部分輪胎胎肩磨損比胎面快氣壓低，也是胎面分離的原因。此外，波音737-300與波音757-200發(fā)生輪轂裂紋、連接螺栓斷裂達(dá)6.5%，部分屬于疲勞原因。起落架收放系統(tǒng)多發(fā)故障中，動(dòng)作筒、接頭及管破漏油占收放故障的31.3%，主要原因是壓力波動(dòng)、熱脹冷縮導(dǎo)致的管壁、喇叭口接頭疲勞破損;接近電門組件工作不

11、穩(wěn)定與失效占故障的11%，主要是感應(yīng)電門的傳感頭損壞、變形與線路斷裂、插頭松脫;收放位置鎖與終點(diǎn)電門故障占22.1%，主要原因是鎖組件卡阻、電門觸頭磨損、污垢與間隙等導(dǎo)致接觸不良，同時(shí)影響信號(hào)指示;收放控制組件故障占8%，主要是手柄卡阻，原因是電磁鎖線路斷開、繼電器故障與接近電門失效所致，波音飛機(jī)較為突出。起落架剎車系統(tǒng)多發(fā)故障中，剎車管路漏油占24.6%，其中軟管及接頭破、裂、斷占18.7%，主要原因是軟管材料在壓力波動(dòng)、管子振動(dòng)與溫差、高熱等作用下的疲勞與老化;剎車盤和片斷裂、剎車轂?zāi)p、動(dòng)靜片咬死等占20.9%，主要原因是使用條件多變、操縱不當(dāng)與疲勞;剎車控制與防滯組件故障占29.9%，其中防滯故障占一半以上，主要是防滯控制盒與輪速傳感器工作不正常，原因是電子插件及線路的環(huán)境適應(yīng)性低。波音含麥道飛機(jī)剎車故障率較高，其中波音飛機(jī)剎車盤定位銷多次斷裂，麥道飛機(jī)控制盒與傳感器多次失效。從川航a320飛機(jī)一般故障分析得出，電子控制組件多個(gè)相連時(shí)，自動(dòng)化程度提高，但某一元件故障則影響系統(tǒng)工作。如前輪轉(zhuǎn)彎與主輪