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摘 要 本文根据PA-44-180飞机近年来起落架系统的维修数据和故障信息，按照该机起落架系统的结构特点、功能和故障类型对故障信息进行统计、分类和分析，并结合维护实际，给出行之有效的预防措施和维护要求，对于减少起落架系统故障，防止起落架系统失效，保证飞行安全有重要意义。
关键词 PA-44-180飞机；起落架；故障分析
中图分类号 V2 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）15-0017-02
起落架系统是飞机的重要系统之一，它主要支撑着飞机在地面停放、滑行、起飞着陆滑跑并吸收着陆撞击的动能，其工作状态的好坏将直接影响到飞机起飞、着陆性能和安全。
PA-44-180飞机是由美国Piper飞机制造公司生产的双发活塞式飞机，该机装配有液压收放前三点式、油气式减震支柱的起落架。在实际飞行训练中，该机起降频繁，而且飞行学员的机型理论知识和飞行技术不够扎实，特别随着部分飞机进入老龄化阶段，起落架系统各种故障频出，给飞行安全带来了极大的隐患。如何防止该机起落架系统失效，是保证飞行安全的关键环节之一。
本文根据近年来该机群起落架系统的维修数据和故障信息，按故障类型进行统计和分析，并给出行之有效的预防措施和维护要求，对于减少起落架系统故障，防止起落架系统失效，保证飞行安全有重要意义。
1 PA-44-180飞机起落架结构与系统组成
根据PA-44-180飞机起落架系统的结构特点、功能和故障类型，可将起落架系统分为承力子系统、减震子系统、收放子系统（包括液压系统和操纵控制系统）、舱门子系统、前轮转弯子系统、应急系统以及机轮和刹车子系统等。
2 PA-44-180飞机起落架系统故障分析
2.1 承力减震结构系统故障分析
PA-44-180飞机作为训练用机，起降非常频繁，平均每1个小时飞行时间内约有1.4次起落，在起落和收放起落架过程中，起落架的主要承力结构件将承受较大的冲击载荷，再加上部分飞机进入老龄化，起落架承力结构件极易出现疲劳损伤、磨损、腐蚀等异常状况，承力结构件的失效将直接影响飞行安全。承力结构件主要包括：起落架安装支板及其固定螺栓、支板轴承及枢轴连接螺栓、起落架接耳及其衬套、斜撑杆及连接接头和螺栓、防扭臂及其连接螺栓、减震支柱及其壳体等。
起落架固定支板及螺栓损伤主要承载起落架垂直方向上的载荷，是主要承力件。飞机静止时的自重，飞机滑跑时因道面不平而造成的冲击以及着陆瞬间的巨大冲击载荷，使固定支板及其连接螺栓承受较大的剪切和挤压，易造成损伤。
起落架斜撑杆在受访起落架及在起落架放下锁定过程中，需要承受较大的载荷，其连接部位以及连接螺栓和衬套易发生磨损和疲劳裂纹。
起落架油气式减震支柱主要由支柱外筒（壳体）、支柱内筒、上部轴承、下部轴承、限流管和密封胶圈组成，在飞机着陆和滑行过程中，减震支柱要承受較大的冲击载荷和弯矩，使支柱内、外筒相接处（上部轴承及下部轴承）的地方产生较大的摩擦力，使减震支柱的密封装置容易磨损，其工作性能也受到较大的影响。支柱内的密封胶圈因恶劣的工作环境（冲击载荷行程的高压强、飞机着陆时能量转化产生的高油温和液压油的腐蚀性）而产生压力变形和热变形，再加上橡胶材质的密封胶圈易随时间推移发生老化，因而引发了因密封胶圈的损伤而渗油故障的发生。
前起落架支柱壳体裂纹可能原因：飞机重着陆；落地时，前起落架接地速度过大；飞机转弯过猛，造成壳体上防扭臂接耳过载断裂。
2.2 舱门系统故障分析
起落架收上时，起落架舱门关闭，起落架放下时，舱门则打开，频繁的起降也就造成了舱门频繁的关闭和打开，舱门的活动部位和主要承力件易出现磨损和疲劳损伤。舱门铰链磨损超标、舱门拉杆部位及其轴承磨损超标和断裂以及复位弹簧断裂是较为常见的故障形式，除了起落架收放而带来的舱门开关频繁，复位弹簧反复拉伸，易造成活动部位磨损和复位弹簧疲劳断裂外，在实际维护中对活动部位的维护润滑和检查不够到位也是主要因素。
2.3 收放系统故障分析
收放作动筒失效或渗漏是收放系统中经常出现的故障，主要是由于收放工作频繁，且负荷大，连杆要承受或传递交的功率，导致液压油压强很大，密封胶圈易发生扭曲、损伤和老化，进而发生渗油。
液压泵是PA-44-180飞机起落架收放系统中的关键部件，其主要故障故障有系统内漏和外漏、管路气塞及活门和压力电门失效等。内漏和外漏，是由于内部密封胶圈扭曲变形、损伤和老化引起的。管路气塞是指当管路中存在空气时，而系统又不能通过液压油的自身循环排出空气，从而造成管路内液压油不能全流量循环的现象，解决管路气塞关键是在维护时排除液压系统内部的空气。
收放电门及指示灯故障主要是由于电门位置改变、连接处污染及自身性能退化等引起的。
下位锁弹簧由于频繁工作，而造成弹性下降或疲劳损伤等。
收放锁机构故障主要是指锁机构的连接和活动部分（如螺栓、衬套、销钉等）在工作中易出现磨损和疲劳损伤。
2.4 转弯系统故障分析
转弯弹簧筒性能变差，转弯摇臂间隙大，转弯摇臂及其连接螺栓和衬套磨损，防扭臂连接处及其连接螺栓和衬套磨损，减摆器及其连接螺栓和衬套磨损等是转弯系统常见故障，主要原因是由于以上部件在执行转弯时使用频繁，连接处受力较大，维护润滑不良等原因造成的磨损、锈蚀和疲劳损伤。减摆器性能变差，连接处间隙过大（主要由于磨损或螺帽松动二引起的）是引起机轮摆振的主要诱因之一。
2.5 机轮和刹车系统故障分析
机轮方面常见的故障主要由轮胎异常龟裂、磨损，前轮轴异常磨损、锈蚀，飞机运行时出现异响等。轮胎故障除了轮胎生产缺陷外，主要由刹车过猛轮而造成的局部磨损超标，道面的不平整也会引起轮胎异常损伤，前机轮轮轴异常磨损和锈蚀主要是由于轮轴润滑不良、润滑脂甩出、水分和杂质进入等原因引起的。
刹车系统故障主要包括刹车作动筒故障，刹车管路进入气体，刹车活塞组件渗漏，液压油不足而造成刹车疲软，刹车背板组件变形、松动及其固定销磨损等。刹车作动筒故障常见原因有密封胶圈扭曲变形或损伤和回复弹簧磨损超标或断裂。
2.6 起落架应急放下系统故障分析
起落架应急系统常见故障主要有应急放泄活门故障，辅助放下弹簧性能下降等。辅助放下弹簧性能下降是由于弹簧长期在拉伸状态下而引起的。
3 预防和维护措施
精心维护和详细检查是防止和减少起落架系统故障的有效手段，主要包括以下几方面：
1）严格按照各级维护要求和规定进行精心的维护、检查和保养，着重对主要承力件、连接处和活动部位进行检查和润滑，收放起落架测试时应严格程序对起落架系统进行全面的收放测试和检查。2）飞行部门应制定合理的教学计划和训练方法，逐步提高学员的飞机操纵技能，特别是在起飞和着陆阶段，避免重着陆和过猛刹车。3）当出现重着陆或起落架接地速度过大时，必须对支柱壳体等起落架各主要承力构件进行详细检查，可借助适当的无损检测手段；必要时应将起落架各构件送权威做全面分解、探伤检查。4）加强对历史数据进行可靠性分析、研判和信息交流，做到有效预防和尽早发现故障。
参考文献
[1]杨秀峰.PA-44-180飞机培训教材[M].四川：西南交通大学出版社，2015.
[2]郝劲松.活塞发动机飞机结构与系统[M].北京：兵器工业出版社，2007.
[3]杨东，段维祥.西门诺尔飞机前起落架故障模式、影响及致命性分析[J].中国民航飞行学院学报，2012（3）：
32-37.
[4]PA-44-180 SEMINOLE AIRPLANE PARTS CATALOG（761-891）.PIPER AIRCRAFT，INC.2015.
关键词 PA-44-180飞机；起落架；故障分析
中图分类号 V2 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）15-0017-02
起落架系统是飞机的重要系统之一，它主要支撑着飞机在地面停放、滑行、起飞着陆滑跑并吸收着陆撞击的动能，其工作状态的好坏将直接影响到飞机起飞、着陆性能和安全。
PA-44-180飞机是由美国Piper飞机制造公司生产的双发活塞式飞机，该机装配有液压收放前三点式、油气式减震支柱的起落架。在实际飞行训练中，该机起降频繁，而且飞行学员的机型理论知识和飞行技术不够扎实，特别随着部分飞机进入老龄化阶段，起落架系统各种故障频出，给飞行安全带来了极大的隐患。如何防止该机起落架系统失效，是保证飞行安全的关键环节之一。
本文根据近年来该机群起落架系统的维修数据和故障信息，按故障类型进行统计和分析，并给出行之有效的预防措施和维护要求，对于减少起落架系统故障，防止起落架系统失效，保证飞行安全有重要意义。
1 PA-44-180飞机起落架结构与系统组成
根据PA-44-180飞机起落架系统的结构特点、功能和故障类型，可将起落架系统分为承力子系统、减震子系统、收放子系统（包括液压系统和操纵控制系统）、舱门子系统、前轮转弯子系统、应急系统以及机轮和刹车子系统等。
2 PA-44-180飞机起落架系统故障分析
2.1 承力减震结构系统故障分析
PA-44-180飞机作为训练用机，起降非常频繁，平均每1个小时飞行时间内约有1.4次起落，在起落和收放起落架过程中，起落架的主要承力结构件将承受较大的冲击载荷，再加上部分飞机进入老龄化，起落架承力结构件极易出现疲劳损伤、磨损、腐蚀等异常状况，承力结构件的失效将直接影响飞行安全。承力结构件主要包括：起落架安装支板及其固定螺栓、支板轴承及枢轴连接螺栓、起落架接耳及其衬套、斜撑杆及连接接头和螺栓、防扭臂及其连接螺栓、减震支柱及其壳体等。
起落架固定支板及螺栓损伤主要承载起落架垂直方向上的载荷，是主要承力件。飞机静止时的自重，飞机滑跑时因道面不平而造成的冲击以及着陆瞬间的巨大冲击载荷，使固定支板及其连接螺栓承受较大的剪切和挤压，易造成损伤。
起落架斜撑杆在受访起落架及在起落架放下锁定过程中，需要承受较大的载荷，其连接部位以及连接螺栓和衬套易发生磨损和疲劳裂纹。
起落架油气式减震支柱主要由支柱外筒（壳体）、支柱内筒、上部轴承、下部轴承、限流管和密封胶圈组成，在飞机着陆和滑行过程中，减震支柱要承受較大的冲击载荷和弯矩，使支柱内、外筒相接处（上部轴承及下部轴承）的地方产生较大的摩擦力，使减震支柱的密封装置容易磨损，其工作性能也受到较大的影响。支柱内的密封胶圈因恶劣的工作环境（冲击载荷行程的高压强、飞机着陆时能量转化产生的高油温和液压油的腐蚀性）而产生压力变形和热变形，再加上橡胶材质的密封胶圈易随时间推移发生老化，因而引发了因密封胶圈的损伤而渗油故障的发生。
前起落架支柱壳体裂纹可能原因：飞机重着陆；落地时，前起落架接地速度过大；飞机转弯过猛，造成壳体上防扭臂接耳过载断裂。
2.2 舱门系统故障分析
起落架收上时，起落架舱门关闭，起落架放下时，舱门则打开，频繁的起降也就造成了舱门频繁的关闭和打开，舱门的活动部位和主要承力件易出现磨损和疲劳损伤。舱门铰链磨损超标、舱门拉杆部位及其轴承磨损超标和断裂以及复位弹簧断裂是较为常见的故障形式，除了起落架收放而带来的舱门开关频繁，复位弹簧反复拉伸，易造成活动部位磨损和复位弹簧疲劳断裂外，在实际维护中对活动部位的维护润滑和检查不够到位也是主要因素。
2.3 收放系统故障分析
收放作动筒失效或渗漏是收放系统中经常出现的故障，主要是由于收放工作频繁，且负荷大，连杆要承受或传递交的功率，导致液压油压强很大，密封胶圈易发生扭曲、损伤和老化，进而发生渗油。
液压泵是PA-44-180飞机起落架收放系统中的关键部件，其主要故障故障有系统内漏和外漏、管路气塞及活门和压力电门失效等。内漏和外漏，是由于内部密封胶圈扭曲变形、损伤和老化引起的。管路气塞是指当管路中存在空气时，而系统又不能通过液压油的自身循环排出空气，从而造成管路内液压油不能全流量循环的现象，解决管路气塞关键是在维护时排除液压系统内部的空气。
收放电门及指示灯故障主要是由于电门位置改变、连接处污染及自身性能退化等引起的。
下位锁弹簧由于频繁工作，而造成弹性下降或疲劳损伤等。
收放锁机构故障主要是指锁机构的连接和活动部分（如螺栓、衬套、销钉等）在工作中易出现磨损和疲劳损伤。
2.4 转弯系统故障分析
转弯弹簧筒性能变差，转弯摇臂间隙大，转弯摇臂及其连接螺栓和衬套磨损，防扭臂连接处及其连接螺栓和衬套磨损，减摆器及其连接螺栓和衬套磨损等是转弯系统常见故障，主要原因是由于以上部件在执行转弯时使用频繁，连接处受力较大，维护润滑不良等原因造成的磨损、锈蚀和疲劳损伤。减摆器性能变差，连接处间隙过大（主要由于磨损或螺帽松动二引起的）是引起机轮摆振的主要诱因之一。
2.5 机轮和刹车系统故障分析
机轮方面常见的故障主要由轮胎异常龟裂、磨损，前轮轴异常磨损、锈蚀，飞机运行时出现异响等。轮胎故障除了轮胎生产缺陷外，主要由刹车过猛轮而造成的局部磨损超标，道面的不平整也会引起轮胎异常损伤，前机轮轮轴异常磨损和锈蚀主要是由于轮轴润滑不良、润滑脂甩出、水分和杂质进入等原因引起的。
刹车系统故障主要包括刹车作动筒故障，刹车管路进入气体，刹车活塞组件渗漏，液压油不足而造成刹车疲软，刹车背板组件变形、松动及其固定销磨损等。刹车作动筒故障常见原因有密封胶圈扭曲变形或损伤和回复弹簧磨损超标或断裂。
2.6 起落架应急放下系统故障分析
起落架应急系统常见故障主要有应急放泄活门故障，辅助放下弹簧性能下降等。辅助放下弹簧性能下降是由于弹簧长期在拉伸状态下而引起的。
3 预防和维护措施
精心维护和详细检查是防止和减少起落架系统故障的有效手段，主要包括以下几方面：
1）严格按照各级维护要求和规定进行精心的维护、检查和保养，着重对主要承力件、连接处和活动部位进行检查和润滑，收放起落架测试时应严格程序对起落架系统进行全面的收放测试和检查。2）飞行部门应制定合理的教学计划和训练方法，逐步提高学员的飞机操纵技能，特别是在起飞和着陆阶段，避免重着陆和过猛刹车。3）当出现重着陆或起落架接地速度过大时，必须对支柱壳体等起落架各主要承力构件进行详细检查，可借助适当的无损检测手段；必要时应将起落架各构件送权威做全面分解、探伤检查。4）加强对历史数据进行可靠性分析、研判和信息交流，做到有效预防和尽早发现故障。
参考文献
[1]杨秀峰.PA-44-180飞机培训教材[M].四川：西南交通大学出版社，2015.
[2]郝劲松.活塞发动机飞机结构与系统[M].北京：兵器工业出版社，2007.
[3]杨东，段维祥.西门诺尔飞机前起落架故障模式、影响及致命性分析[J].中国民航飞行学院学报，2012（3）：
32-37.
[4]PA-44-180 SEMINOLE AIRPLANE PARTS CATALOG（761-891）.PIPER AIRCRAFT，INC.2015.