飛機故障分析及預防案例

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1故障現象

某型飛機在外場飛行期間，共出現2起襟副翼根部下前緣與尾梁3號隔板蒙皮發生干涉裂紋故障的情況。一起為空某旅的該型號雙座飛機在執行新作訓大綱中的大機動飛行，在第二次起落著陸后檢查中發現飛機固定于右尾梁34～35框處3號隔板下部壁板蒙皮裂紋長約8mm，在第3架次飛行著陸后發現該處裂紋擴展至35mm，裂紋故障。另一起為該型號單座飛機飛行后，檢查發現左襟副翼運動時根部下前緣與尾梁3號隔板蒙皮相干涉，導致隔板蒙皮擠壓變形。

2初步分析

發生干涉故障的部位為飛機襟副翼靠近機身內側下前緣與尾梁34～35框處3號隔板下部壁的對接部位結構蒙皮[1]，襟副翼為飛機橫向操縱活動舵面。在飛行過程中，襟副翼上下偏轉，實現飛機橫向操縱。其中，襟副翼在放下襟翼狀態的最大向下偏轉角度為27°，向上偏轉最大角度為20°。該型飛機單雙座襟副翼根部下前緣與尾梁3號技術性能指標相同。查看2架飛機進廠修理狀態記錄可知，進廠襟副翼和尾梁板片狀態良好，并實施過襟副翼結構方面的修理。首先，檢查發生干涉故障飛機襟副翼與機翼的安裝固定情況。結果顯示該部位結構技術狀態良好，未發現存在因松動產生的活動間隙和結構變形等異?，F象。從現場飛機裂紋故障情況來看，初步分析發生干涉故障的直接原因是襟副翼自上向下偏轉時襟副翼振動較大，導致其根部下前緣與尾梁下壁板發生接觸碰撞[2]。其次，故障排查分析，給飛機地面供壓，操縱襟副翼在偏轉過程中檢查襟副翼部下前緣與尾梁3號隔板下蒙皮之間的活動間隙有無接觸干涉情況。檢查結果顯示，襟副翼根部下前緣與尾梁隔板蒙皮之間的間隙，在襟副翼向上和向下偏轉最大角度極限位置時增大，在中立位置時最小，測得右襟副翼根部下前緣與板片在中立位置間隙最小為7mm，未發現有干涉碰撞現象。最后，檢查另一邊襟副翼根部下前緣與隔板蒙皮間隙為10～11mm。因此，分析推斷飛機執行大機動飛行任務時飛行過載大，導致右外翼向上彎曲變形量和振動增大，襟副翼振動幅度較大。由于右側該處活動間隙變小，在襟副翼自上向下偏轉時，襟副翼根部下前緣插入到尾梁隔板蒙皮下方與蒙皮板片發生干涉碰撞。因為隔板蒙皮強度低于襟副翼前緣蒙皮，所以板片固定蒙皮被襟副翼下前緣撕裂。經咨詢，飛機從未在飛行中出現干涉裂紋故障，此次故障出現的原因是飛機未開展新大綱的作訓大過載飛行訓練，飛行強度過載較小。

3技術要求和現狀

查閱該型飛機襟副翼設計圖樣可知[3]，對襟副翼蒙皮下前緣與后緣對接蒙皮后緣在中立位置的間隙要求為100+2mm。襟副翼工作運動偏轉時繞固定交點軸線轉動。對在廠修理3架該型飛機（代號J）和國外引進3架飛機（代號S）襟副翼與尾梁根部壁板蒙皮的間隙，在襟副翼舵面自然下垂狀態、中立位置及偏轉過程中3個位置的最小間隙進行測量對比分析。襟副翼與尾梁根部壁板蒙皮之間的間隙在自然下垂狀態時比偏轉時小，襟副翼在偏轉活動時間隙變大。J機型原機該部位間隙普遍比S機型間隙大，S-03架飛機間隙最小為5mm，在中立位置和向上偏轉到最大角度時間隙變大。此型飛機經過前2次大修后使用效果良好，未出現蒙皮干涉現象。對在修的J型飛機和S型飛機襟副翼與外翼安裝第一懸掛點到內側蒙皮之間的距離進行再次測量。J型飛機和JS型飛機比S型飛機襟副翼與外翼安裝第一懸掛點到內側蒙皮之間的距離偏大約20mm。飛機在大機動飛行大過載情況下，飛機襟副翼根部形變量變大，更容易出現襟副翼下前緣與尾梁隔板蒙皮出現碰撞干涉的問題。

4故障機理分析

查閱2起發生碰撞干涉故障飛機的進廠修理卷宗，未紀錄該部位干涉損傷痕跡的信息。外翼、襟副翼以及蒙皮保持飛機的原機安裝狀態，未開展針對性的修理，且在修理過程中不會改變此處間隙。此外，工廠以前大修過的俄制飛機也從未出現此類干涉故障。飛行中飛行員左右偏轉駕駛桿時，襟副翼舵面向上、向下偏轉[4]。當襟副翼舵面向下偏轉時，襟副翼蒙皮下前緣向上偏轉運動，始終處于外翼對接下蒙皮上方，在航向方向上，向前超出外翼下蒙皮。此時其與尾梁下壁板蒙皮間隙減小，外翼翼面向上彎曲形變。當飛機進行大過載飛行時，襟副翼靠近機身內側一端向下偏移。雖然活動間隙變小，但是襟副翼前緣下蒙皮始終在尾梁隔板蒙皮上方，不會因振動較大插入尾梁隔板板蒙皮下方發生交叉干涉。在襟副翼舵面向上偏轉時，襟副翼蒙皮下前緣向下偏轉運動。當偏轉到一定角度時，在航向方向上，向后會超出外翼下蒙皮后緣，此時該處間隙減小。當飛機大過載飛行時，加上外翼向上彎曲形變，會使襟副翼靠近機身內側一端向下偏移。偏移量較大時，襟副翼蒙皮下前緣可能向下超出尾梁隔板蒙皮并插入其下方，發生交叉干涉。因襟副翼蒙皮下前緣強度較高而尾梁隔板的隔板蒙皮強度低，襟副翼偏轉振動幅度過大時，會導致尾梁隔板蒙皮損壞撕裂或變形。綜上分析，該型飛機發生2起襟副翼與尾梁3號隔板蒙皮發生干涉裂紋故障和變形故障[5]，是因為飛機在大過載飛行狀態下，外翼變形量增大和襟副翼偏轉過程中的振動幅度變大，造成該處活動間隙余量不足，導致蒙皮之間發生交叉干涉而出現蒙皮變形和撕裂故障的現象。

5故障排除及預防

對發生2起干涉的裂紋和變形部位進行整形，對裂紋實施修理貼補加強。依據設計圖樣中的技術要求，驗證飛機襟副翼偏轉過程中的活動間隙，在中立位置檢查襟副翼與板片間隙是否滿足100+2mm的要求。將該隔板蒙皮進行挫修，控制最小間隙不小于10mm。修理后進行飛行驗證，跟蹤30h的飛行訓練，顯示該部位技術狀態良好，未再出現碰撞干涉損傷[6-9]。為避免后續再次出現蒙皮干涉損壞問題，將襟副翼與隔板蒙皮最小間隙控制相關要求及檢查控制內容補充到修理工藝文件中。在修理中增加對該處間隙的檢查控制要求，做好修理檢查記錄，當檢查間隙不符合技術要求時及時進行挫修修理。同時，做好外場飛行中該部位間隙控制的跟蹤檢查，保證飛機在新的飛行作訓任務下能夠正常使用。

6結語

該干涉故障在飛機進廠大修前的飛行訓練中未曾發生過，而是在飛機新的作訓大綱科目下發生的，暴露出原飛機在制造中一些不能適應新作訓大綱的問題。因此，需要加強對飛行訓練相關故障問題的收集，緊貼作訓要求，提高修理保障能力和水平，做好新形勢下飛行訓練的維修保障服務。

參考文獻

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[5]黃明俊，羅雁.電動機構卡滯導致襟副翼放下位置指示燈不亮故障分析[J].科技視界，2019（36）：131-132.

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作者：王蹦蹦 齊鵬 單位：國營蕪湖機械廠