某型飞机偏出跑道飞行事故征候原因分析

胡奎福 张常胜 万剑波/凌云科技集团有限责任公司

1 故障情况

某型飞机昼间飞行时发生一起偏出跑道飞行事故征候，相关部门组成联合调查组，开展故障原因调查。

地面检查过程中发现，前轮转弯系统由手动转舵控时，手动左转到极限位置或者任意位置时，转舵控后前轮均可正常回到中立位置；手动右转到极限位置时，转舵控后前轮也可正常回到中立位置，但当手动右转到非极限的任意位置时，转舵控后前轮却不能正常回到中立位置。根据这一故障现象，逐步排查相关附件，最后查明故障是由一件分配转换活门引起的。将该分配转换活门返厂检查，发现内漏量严重超标。分解检查发现其分流活门衬筒上有两个密封胶圈破损失效（见图1）。

2 工作原理

2.1 前轮转弯操纵系统工作原理

如图2 所示，前轮转弯系统是一个机械随动系统。操纵机构运动时，机轮跟随转动；操纵机构停止时，机轮转到相对应的位置也停止。前轮转弯有两种操纵状态，分别为滑行操纵状态和起飞着陆操纵状态。

当转动前轮操纵手轮时，通过滑轮的钢索带动差动装置，通过差动装置驱动，使压力油经控制活门、分配转换活门进入节流活门。在油压作用下，节流活门内部的滑阀移动，首先切断节流活门内沟通作动筒两腔的节流通道，从而沟通了进入转弯作动筒的油路。此时，压力油便经节流活门进入转弯作动筒的一腔，使前轮转动。作动筒另一腔的油液经节流活门、分配转换活门、手操纵控制活门回油。当向相反方向转动手轮时，手操纵控制活门中的滑阀向相反方向运动，机轮也就向相反方向转动。

操纵方向舵脚蹬板使方向舵转动的同时，方向舵操纵系统的拉杆带动舵板活门摇臂转动，使舵板活门内的分流活门转动，接通了油路，压力油经过舵板活门、分配转换活门进入节流活门。在油压作用下，节流活门内部的滑阀移动，首先切断节流活门内沟通作动筒两腔的节流通道，从而沟通了进入转弯作动筒的油路。此时，压力油便经节流活门进入转弯作动筒的一腔，使前轮转动。作动筒另一腔的油液经节流活门、分配转换活门、舵板活门回油。向相反方向蹬动方向舵脚蹬板时，舵板活门中的分流活门向相反方向转动，机轮也就向相反方向转动。

图1 分流活门衬套胶圈

不使用前轮转弯操纵系统时，前轮的稳定距使前轮处于中立位置，节流活门内的节流通道把转弯作动筒的两个腔连接起来，和转弯作动筒一起组成减摆装置。

手控左转、手控右转、舵控左转、舵控右转时的系统油路走向见 图3。

2.2 分配转换活门工作原理

分配转换活门的功用是当用手轮操纵前轮转弯改为用舵板操纵前轮转弯时，在压力作用下，分配活门自动将手轮操纵油路转换为舵板操纵油路，使前轮处在起飞着陆操纵状态。

图2 前轮转弯操纵系统原理图

图3 不同状态时的系统油路走向

分配转换活门主要由壳体、衬套、分流活门和弹簧等组成。壳体上有6 个接管嘴，接管嘴A 和E 与手操纵活门两个输出管嘴相连，接管嘴D 和F 与舵板活门的两个输出管嘴相连，接管嘴В 和C 与节流活门的两个输入接管嘴 相连。

手操纵状态时，分配转换活门中的分流活门在弹簧作用下处于左极限位置，接管嘴A 和В 相通，E 和C 相通，如图4 所示。舵控状态时，压力油从接管嘴D 或F 输入活门，油压克服弹簧力使分流活门移动到右极限位置，此时接管嘴F 和В 相通，D 和C 相通，如图5所示。手控左转、手控右转、舵控左转、舵控右转时的分配转换活门油路走向见图6。

图4 分配转换活门手操纵状态

3 偏出跑道飞行事故征候原因分析

3.1 分配转换活门失效对系统的影响分析

图5 分配转换活门舵控状态

手操纵前轮转弯时，分配转换活门中的分流活门在弹簧作用下处于左极限位置，接管嘴A 和В 相通，E 和C 相通。虽然分流活门衬套上的中间和靠弹簧一侧各有一个胶圈破损，但此时无论是左转还是右转，压力油都不对分流活门产生向右的推力，分流活门在弹簧作用下仍处于左极限位置，油路走向正常。虽然因胶圈破损导致来油路向回油路有少量泄漏，来油路压力会下降，转弯的效率也会因此降低，但是转弯功能基本可以实现。

手操纵转舵控时，如果分配转换活门不存在胶圈破损故障，压力油从接管嘴D 或F 输入活门，油压克服弹簧力使分流活门移动到右极限位置，此时接管嘴F 和В 相通，D 和C 相通。

舵控右转时，压力油从D 管嘴进入，油压克服弹簧力使分流活门右移，由于C 管嘴两边胶圈完好，压力油稳定通向C 管嘴，因此舵控右转功能完全 正常。

舵控左转时，压力油从F 管嘴进入，由于分流活门衬套上的中间和靠弹簧一侧各有一个胶圈破损，压力油会向回油腔和A 管嘴同时泄漏，压力急剧下降，不足以克服弹簧力使分流活门右移到极限位置，油路转换功能可能失效，失效程度取决于胶圈破损程度和操纵状态，如图7 所示。

图6 不同状态的分配转换活门油路走向

图7 胶圈破损时分配转换活门油路走向

图8 手操纵活门

3.2 手动右转到任意位置时转舵控后不能回到中立位置原因分析

检查过程中，发现前轮转弯系统由手动转舵控时，手动右转到极限位置时，转舵控后可以回到中立位置，但是手动右转到任意位置时，转舵控后却不能回到中立位置。这一差异源于手操纵活门在这两种操纵状态的工作差 异。

如图8 所示，手操纵转弯时，手操纵活门的手柄转到任意角度时，手轮停止转动，带有小齿轮的轴12也停止转动，通过拨杆3 将滑阀18 返回到中立位置，使进入转弯系统的油路切断，因而前轮停止偏转，保持在与手轮相对应的角度位置上。手操纵活门的手柄转到最大角度时，手轮停止转动，前轮转到极限位置，手操纵活门的分流活门此时并不回中立，在转舵控时手操纵活门还在继续供油（至E 管嘴）。

手操纵右转前轮到极限位置转舵控时，E 管嘴还有来自手操纵活门的高压油，从F 管嘴来的高压油向E、C 腔的泄漏受阻，只有向A 低压腔的泄漏，因此，F 与A 的压差还可以克服弹簧力使分流活门右移，实现舵控左转功 能。

手操纵右转前轮到任意位置转舵控时，E 管嘴没有来自手操纵活门的高压油，E、C 腔、A 腔均为低压腔，从F管嘴来的高压油同时向EC 腔和A 腔泄漏，因此，F 与A 的压差已不能克服弹簧力使分流活门右移，舵控左转功能失效。

4 结论

从返厂检查结果和理论分析可以看出，该起飞机偏出跑道飞行事故征候原因是由分配转换活门的分流活门衬筒上的两个密封胶圈破损引起，该处密封胶圈破损对系统产生的影响与飞行故障现象和地面检查发现的异常现象完全吻合。