47某型直升機飛行抖動故障分析與排除曹學峰5

1、第二十八屆（2012）全國直升機年會論文某型直升機飛行抖動故障分析與排除曹學峰1 張宏斌1 趙 鵬2 李春虹1（1.陸軍航空兵學院機載設備系，北京 101123； 2. 71906部隊 ，山東聊城 252000）摘 要：本文針對某型直升機在飛行過程中蹬左舵時直升機出現(xiàn)抖動，而蹬右舵時故障消失的故障現(xiàn)象進行了分析，并根據(jù)故障現(xiàn)象及相關測試判斷故障部位為控制增穩(wěn)系統(tǒng)的航向開關拉桿。通過對航向開關拉桿調(diào)整消除了故障。本文對此類故障的排除具有一定參考價值。關鍵詞：直升機；抖動；控制增穩(wěn)系統(tǒng)；航向開關拉桿1 故障現(xiàn)象及初步判斷陸航某團某型直升機在一次飛行訓練中，蹬右舵直升機進入右轉彎，飛行正常。但當飛行

2、員蹬左舵，試圖駕駛直升機進行左轉彎時，直升機開始出現(xiàn)航向抖動。隨后直升機也進入了左轉彎，但是抖動并沒有停止，而當退出轉彎或切斷控制增穩(wěn)系統(tǒng)后，抖動停止。通過以上現(xiàn)象可以發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)故障的關鍵有兩點：一是進入左轉彎時故障發(fā)生，而當退出左轉彎或做右轉彎時無故障現(xiàn)象；二是控制增穩(wěn)系統(tǒng)的通斷，當接通控制增穩(wěn)系統(tǒng)時故障出現(xiàn)，而斷開后故障消失。因此，通過以上分析可以初步判斷故障部位為控制增穩(wěn)系統(tǒng)。為了進一步查清故障原因，排除故障，需要對某型直升機的控制增穩(wěn)系統(tǒng)做詳細了解。 2 控制增穩(wěn)系統(tǒng)結構及工作原理2.1 控制增穩(wěn)系統(tǒng)功能及特點某型直升機控制增穩(wěn)系統(tǒng)是一個三軸系統(tǒng)，即能夠控制縱向周期通道（俯仰軸）、橫向

3、周期通道（橫滾軸）以及尾槳控制通道（偏航軸）1。飛行前，在地面上可以利用操縱臺進行增穩(wěn)系統(tǒng)的自檢測，根據(jù)檢測結果可以判別增穩(wěn)系統(tǒng)工作是否正常。飛行中增穩(wěn)系統(tǒng)可以根據(jù)比較監(jiān)控結果自動斷開故障通道，并發(fā)出告警信息。其主要功能如下：(1)接通控制增穩(wěn)系統(tǒng)之前，利用周期變距桿上的比普按鈕進行俯仰和橫滾軸的人工電氣配平，可以通過相應的并聯(lián)舵機人工控制卸除駕駛桿上的載荷。(2)接通控制增穩(wěn)系統(tǒng)之后，可完成以下功能：俯仰、橫滾和航向通道的控制增穩(wěn)、保持和自動配平功能。透明操縱方式下，俯仰、橫滾通道比普控制、比普加桿控制、桿斷開操縱功能。即：當操作結束后將保持新的姿態(tài)基準。俯仰、橫滾通道的桿操縱功能人工超控駕

4、駛(透明操縱方式)：不按壓駕駛桿上的桿力釋放按鈕（DBM），不卸掉俯仰和橫滾并聯(lián)舵機產(chǎn)生的預應力所進行的帶桿力的人工操縱方式。當操作結束后將自動恢復到初始的、操作之前的飛行姿態(tài)基準上。航向通道的腳蹬操縱功能(透明操縱方式)：通過改變腳蹬的位置和方向控制直升機的航向變化。當操作結束后將保持在新的飛行航向上?？账?、氣壓高度、巡航無線電高度保持功能。自動導航、總槳距預控、紊流抑制等其他功能。2.2 控制增穩(wěn)系統(tǒng)組成及結構控制增穩(wěn)系統(tǒng)組成結構如圖1所示。圖1 控制增穩(wěn)系統(tǒng)組成結構圖由圖1可見，控制增穩(wěn)系統(tǒng)包括以下幾個主要組成部分：(1)傳感器部分傳感器部分主要由陀螺地平儀、速率陀螺、側向加速度計、總距

5、位置傳感器、腳蹬位置傳感器、周期桿位置傳感器和航向拉桿開關等組成。(2)計算放大部分由控制增穩(wěn)計算機、大氣數(shù)據(jù)計算機和伺服放大器組成。(3)控制部分由操縱臺、耦合器操縱臺，周期桿、總距桿、腳蹬以及相應的按鈕電門組成。(4)執(zhí)行機構執(zhí)行機構為電動操縱舵機，按其功能及結構可分為并聯(lián)（配平）舵機和串聯(lián)舵機。2.3 控制增穩(wěn)系統(tǒng)工作原理控制增穩(wěn)系統(tǒng)接收到航姿系統(tǒng)提供的姿態(tài)角及航向角信號、速率陀螺提供的俯仰和傾斜角速度信號、側向加速度計提供的側向加速度信號等，由信號放大部分進行綜合放大處理，控制電動操縱舵機工作，對直升機進行控制，實現(xiàn)控制增穩(wěn)功能?？刂圃龇€(wěn)功能由增穩(wěn)回路和增控通道兩部分組成，增控通道由桿

6、位移傳感器和指令模型構成。駕駛員進行桿操縱時，通過桿位移傳感器直接將桿操縱轉換成電信號加到增穩(wěn)回路前，由電動舵機經(jīng)過助力器直接作用于直升機自動傾斜器，克服增穩(wěn)回路的阻尼作用，增強直升機的機動性。以俯仰軸為例，工作原理如圖2所示。橫滾和偏航軸與俯仰軸的工作原理相似，偏航通道的控制增穩(wěn)僅用于腳蹬轉彎工作方式。圖2 控制增穩(wěn)系統(tǒng)工作原理圖3 故障分析與排除3.1 控制增穩(wěn)系統(tǒng)自檢測根據(jù)故障現(xiàn)象已經(jīng)判斷出故障部位可能為控制增穩(wěn)系統(tǒng)，因此利用控制增穩(wěn)系統(tǒng)自檢測功能進行故障檢測。若檢測結果顯示為“0”，則說明系統(tǒng)正常，若為“1-7”中某個或多個數(shù)字，則可通過故障分析手冊查找故障原因。但該機返回地面后進行控

7、制增穩(wěn)系統(tǒng)通電自檢測結果顯示“0”，表明系統(tǒng)自檢測無故障。3.2 進一步分析對直升機進行通電檢查，接通控制增穩(wěn)系統(tǒng)。當?shù)庞叶鏁r系統(tǒng)工作平穩(wěn)，無異常情況。但蹬左舵時，有輕微的卡滯感覺。再觀察航向串聯(lián)舵機，當?shù)庞叶鏁r不工作，當?shù)抛蠖鏁r航向串聯(lián)舵機在不斷的伸縮變化，說明航向通道沒有斷開。而對航向通道接通和斷開進行控制的是航向拉桿開關。其功能是探測由駕駛員操縱腳蹬引起的任何人為的航向操縱位移，此時回路2處于同步方式。偏航通道的二個回路單純的工作在阻尼狀態(tài)，以及產(chǎn)生的航向操縱腳蹬的載荷同轉動的速率成正比。其結構如圖3所示。對航向拉桿微動開關的動作間隙進行調(diào)整，結果發(fā)現(xiàn)無論如何調(diào)整故障均不能排除。隨后將航

8、向拉桿微動開關拆下檢查發(fā)現(xiàn)，觸動微動開關搖臂上的滾柱不在中立位置。由此造成了當拉桿受到推力（4.8公斤）時可斷開航向通道的控制，但拉桿開關受到拉力時航向通道不能斷開。從而造成當控制增穩(wěn)系統(tǒng)接通時，飛行員蹬左蹬試圖使直升機進入左轉彎，而控制增穩(wěn)系統(tǒng)卻通過航向拉桿阻止直升機進入左轉彎狀態(tài)。兩個互斥的力作用于直升機上使直升機發(fā)生抖動。圖3 航向拉桿開關拉桿1航向操縱連接的配合端頭 2微動開關滾柱 3電氣插座 4微動開關安裝螺釘 5微動開關調(diào)整螺釘 6微動開關支架安裝螺釘 7帶螺紋的拉桿 8彈簧 9開口（非載荷位置） 10開口調(diào)整螺母3.3 故障排除對航向開關拉桿的結構和開關間隙的配合調(diào)整，使拉桿的推

9、、拉力達到4.8公斤時均能斷開航向通道的控制。然后將直升機恢復后通電檢查，故障消失。4 總結和建議（1）發(fā)生此類故障時不能盲目相信控制增穩(wěn)系統(tǒng)自檢測結果。某型直升機上控制增穩(wěn)系統(tǒng)的自檢測系統(tǒng)在檢測過程中，由于航向拉桿微動開關為常閉開關，因此對于航向開關拉桿不論推、拉，只要能夠閉合，檢測就通過，即：顯示為正常。若盲目相信自檢測結果則故障無法進一步進行分析。（2）日常維護過程中，除了注意檢查航向開關拉桿的外觀及動作外，還應該注意檢查其在不同情況下的通斷情況，發(fā)現(xiàn)問題及時排除。參 考 文 獻1 ××型直升機部隊培訓教材（儀表電氣分冊）M. 北京：總參××

10、15;局，2007Flight jittering fault analysis and elimination of certain helicoptersCao Xuefeng1 Zhang Hongbin1 Zhao Peng2 Li Chunhong1(1. Department of Airborne Equipment, Army Aviation Institute, Beijing 101123, China)(2. No.71906 PLA, Liaocheng 252000, China)Abstract: Certain helicopter flight appears jittering when the left rudder was treaded, but the phenomenon disappeared when the right rudder was treaded. This fault phenomenon is analyzed in this paper. The fault part is the heading switch lever of control augmentation system by judging through fault phenomen