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【摘 要】B737NG飞机机身抖动在我司波音机队中时有发生,这个问题严重影响了飞机的运行状态和旅客舒适度,增加了机组的操作难度和疲劳度[1]。并且在排除过程中难度大,排故时间较长,经常影响航班的正常运行。本文通过对历史故障和系统原理的分析,深入研究了过去遇到此类问题的解决思路和方法,最终给出了机身抖动排故的实际操作方法。
【关键词】B737NG;机身抖动;前轮抖动;排故
引言
飞机的稳定性是飞机设计中衡量飞行品质的重要参数,它表示飞机在受到扰动之后是否具有回到原始状态的能力。如果飞机受到扰动(如突风)之后,在飞行员不进行任何操纵的情况下仍能回到初始状态,则称飞机是稳定的,反之则称飞机是不稳定的。飞机的稳定性包括纵向稳定性(飞机的俯仰)、航向稳定性(飞机的偏航)和横向稳定性(飞机的滚转)。[2] 机身抖动会破坏飞机的稳定性,是一种故障发生的征兆,同时也可成为我们诊断飞机运行状态的一种有效手段。机身抖动往往暗示着飞机部件或系统应该及时进行维护。此时,如未进行任何维护措施,可能导致部件或系统快速磨损、疲劳乃至失效。
1. B737NG飞机机身抖动现象的分析
B737NG飞机机身结构紧凑,相比A320系列飞机,机身抖动故障出现的记录较少,研究比较困难,我们从机身抖动的特点、原因和历史故障记录等三个方向分析机身抖动现象。
1.1 机身抖动的特点
机身抖动故障一般都是机组反映,对于抖动的现象和特点描述不尽相同。在机身抖动的排故过程中,常会遇到“飞机在巡航阶段机身抖动”类似的故障描述。[3]然而实际上机身抖动故障的现象和特点是多样的。根据抖动发生的阶段不同,抖动的区域不同,抖动的方向不同,抖动的频率和振幅的不同,以及某些系统在某种飞行状态下是否工作,机身抖动的故障源也不尽相同,所以,我们应该首先研究清楚机身抖动的特点。
机身抖动的特点:
(1)机身抖动发生的阶段:要明确机身抖动发生在滑行、起飞、爬升、巡航、下降或着陆的哪个阶段,还是所有飞机阶段。
(2)机身抖动时,能明显感觉到机身抖动的区域:驾驶舱、前厨房、前客舱、客舱中部(大翼根部)、客舱后部,后厨房,具体哪些区域。
(3)机身抖动的方向:确定是横向或垂直方向。
(4)机身抖动时,抖动的频率和振幅:确定是低频震动还是高频震动。20HZ以下,能明显感觉或观察到的震动为低频震动。25HZ以上,只能感觉到震动,有时候伴随抖动声。
(5)机身抖动时,某些系统在该飞行阶段是否工作:如襟翼、PTU、液压系统、刹车系统、备用/正常设备冷却风扇等等。
1.2 导致机身抖动的原因
针对B737NG飞机,导致机身抖动的原因多种多样,按其特点,可分为飞行舵面导致的机身抖动、飞机局部部件/系统导致的机身局部抖动,以及颠簸导致的机身抖动。颠簸导致的机身抖动是由外部条件导致,无需排故,不在本文研究范围内。
(1)飞行舵面导致的机身抖动
可导致机身抖动的飞行舵面有:方向舵、升降舵及调整片、水平安定面、副翼及调整片、襟翼、扰流板等。
(2)飞机局部部件/系统导致的机身局部抖动
可导致飞机局部抖动的部件/系统有:气象雷达、前轮、客舱门、起落架舱门、发动机(伴随发动机振动值高或N1跳动)、后缘襟翼整流罩、液压系统部件、刹车系统部件、再循环风扇、设备冷却风扇及其他部件/系统旋转部件不平衡或运动部件卡滞。
(3)颠簸导致的机身抖动(该项不在本文研究范围内)
飞机颠簸是指飞机在飞行中突然出现的忽上忽下、左右摇晃及机身振颤等现象。飞机颠簸主要是由于飞机飞入扰动气流区,扰动气流使作用在飞机上的空气动力和力矩失去平衡,飞行高度、飞行速度和飞行姿态等发生突然变化而引起的。在排除机身抖动故障时,首先应该排除该类抖动现象。
1.3 深航机队机身抖动历史数据分析
通过统计分析深航波音机队过去五年的机身抖动历史数据,得出如下结论:共计报告机身抖动45起,由于前轮抖动导致的驾驶舱抖动31起。由于颠簸导致的机身抖动(误报)7起;由于飞行舵面导致的机身抖动2起,该两起飞行舵面导致的机身抖动故障源分别为:副翼定中凸轮和4号扰流板作动筒;由于后缘襟翼整流罩导致的机身抖动2起;由于气象雷达马达导致的驾驶舱抖动1起;由于刹车系统的刹车防滞活门导致的客舱抖动1起;由于发动机震动导致机身抖动1起。如图1深航B737NG飞机五年内机身抖动历史数据统计(2016.9-2021.9)所示。
2. B737NG飞机机身抖动故障的排除方法
在接收到B737NG机身抖动的故障报告时,应第一时间向机组了解更多的信息,如抖动发生的阶段、能明显感受到抖动的区域、抖动的方向、抖动的幅度、以及抖动时某些系统的工作情况。根据这些信息有效排除颠簸导致的飞机机身抖动,并进一步尽力排除故障,如信息不足,可安排人员跟机。
跟机人员参照AMM05-51-67-280-801 手册中的要求和图表,记录后续航段出现振动的阶段,高度,舵面位置,发动机振动值,N1有无跳动,发生区域(驾驶舱,前舱或后舱),根据记录的数据,有效寻找机身抖动的故障源。具体步骤可参照工卡TASK 05-51-67-280-801 AIRFRAME VIBRATION CONDITION。
3. B737NG飞机典型机身抖动案例分析——前轮抖动
根据相应AMM、FIM手冊及所涉及的服务通告等资料得知,引起飞机在滑行、起落架收上时出现前轮抖动/摆动的原因有:前轮磨损不均、或两前轮磨损程度不一致;扭力臂间隙过大;前轮转弯操纵环、操纵作动筒衬套等操纵机构部件因磨损而间隙过大。 通过统计分析深航波音机队过去五年的前轮抖动历史数据,发现大部分的前轮抖动都是由前轮气压不足或前轮磨损不均导致,当然也有一些特殊案例如下:
案例一:
飞机在高速滑跑、起飞或降落时反映前轮抖动,首先检查前轮轮胎压力是否合标(具体数值参见航线起落架航前工卡),其次检查两个轮胎磨损是否均匀,若磨损均匀则进一步检查轮胎结构是否有损伤,若轮胎正常,则需检查防扭臂的间隙是否正常,一个直接而又简单的方法是用手轻轻晃动防扭臂,感觉是否有松动的感觉,若有则表明防扭臂间隙过大,此时可在防扭臂的上、中、下衬套处加装垫片。若加装垫片仍有抖动,则必须进一步检查前轮转弯卡套是否过度磨损,例如某飞机就是一个实例,在加装垫片无效时最后更换前轮转弯卡套(检查发现卡套磨损较多并且前轮转弯作动筒耳轴处衬套也磨损较多)。另外,当上述检查均正常时,可检查前起减震支柱的伸长量是否正常,因为不恰当的前起减震支柱伸长量也会导致前轮抖动。
案例二:
飞机在收前轮时反映前轮抖动,这种情况与机轮触地时反映抖动有所不同,因此应区别对待。一般来讲可能原因主要有:前轮转弯钢索张力太松需调节,前轮转弯作动筒连接耳轴较松,左右前轮的安装螺帽力矩太低,前轮轴承安装不正确或有损伤等,前轮收上刹车片磨损不均匀,前轮磨损不均匀,前轮轮胎结构有损伤。因此针对这些可能原因,可逐一进行检查。例如某飞机曾反映在收轮时有抖动,首先检查前轮收上刹车片,发现左右刹车片磨损有些不均匀,因此更换刹车片,但此后故障依旧,按维护手册检查钢索张力正常,转弯机构正常,轮胎结构正常,检查左右前轮安装螺帽力矩时检查发现右轮的安装力矩偏低,重新按标准力矩装轮后此故障未再反映。
4. 结语
随着排故经验的积累和机身抖动历史数据的分析研究,飞机机身抖动的预防、识别与故障排除工作取得很大进展。能有效降低故障排除的难度、缩短故障排除的时间,以保障航班的正常运行。
参考文献:
[1]张磊. A320系列飞机空中机身抖动的分析与研究. 科技资讯,2015(7).
[2]徐仲浩. A320系列飞机机身抖动现象浅析[J]. 航空维修与工程,2011(4).
[3]黄春义. B737飞机抖动问题探讨. 适航与维修,2008(3).
[4]波音B737-600/700/800/900 AMM手冊[M].
【关键词】B737NG;机身抖动;前轮抖动;排故
引言
飞机的稳定性是飞机设计中衡量飞行品质的重要参数,它表示飞机在受到扰动之后是否具有回到原始状态的能力。如果飞机受到扰动(如突风)之后,在飞行员不进行任何操纵的情况下仍能回到初始状态,则称飞机是稳定的,反之则称飞机是不稳定的。飞机的稳定性包括纵向稳定性(飞机的俯仰)、航向稳定性(飞机的偏航)和横向稳定性(飞机的滚转)。[2] 机身抖动会破坏飞机的稳定性,是一种故障发生的征兆,同时也可成为我们诊断飞机运行状态的一种有效手段。机身抖动往往暗示着飞机部件或系统应该及时进行维护。此时,如未进行任何维护措施,可能导致部件或系统快速磨损、疲劳乃至失效。
1. B737NG飞机机身抖动现象的分析
B737NG飞机机身结构紧凑,相比A320系列飞机,机身抖动故障出现的记录较少,研究比较困难,我们从机身抖动的特点、原因和历史故障记录等三个方向分析机身抖动现象。
1.1 机身抖动的特点
机身抖动故障一般都是机组反映,对于抖动的现象和特点描述不尽相同。在机身抖动的排故过程中,常会遇到“飞机在巡航阶段机身抖动”类似的故障描述。[3]然而实际上机身抖动故障的现象和特点是多样的。根据抖动发生的阶段不同,抖动的区域不同,抖动的方向不同,抖动的频率和振幅的不同,以及某些系统在某种飞行状态下是否工作,机身抖动的故障源也不尽相同,所以,我们应该首先研究清楚机身抖动的特点。
机身抖动的特点:
(1)机身抖动发生的阶段:要明确机身抖动发生在滑行、起飞、爬升、巡航、下降或着陆的哪个阶段,还是所有飞机阶段。
(2)机身抖动时,能明显感觉到机身抖动的区域:驾驶舱、前厨房、前客舱、客舱中部(大翼根部)、客舱后部,后厨房,具体哪些区域。
(3)机身抖动的方向:确定是横向或垂直方向。
(4)机身抖动时,抖动的频率和振幅:确定是低频震动还是高频震动。20HZ以下,能明显感觉或观察到的震动为低频震动。25HZ以上,只能感觉到震动,有时候伴随抖动声。
(5)机身抖动时,某些系统在该飞行阶段是否工作:如襟翼、PTU、液压系统、刹车系统、备用/正常设备冷却风扇等等。
1.2 导致机身抖动的原因
针对B737NG飞机,导致机身抖动的原因多种多样,按其特点,可分为飞行舵面导致的机身抖动、飞机局部部件/系统导致的机身局部抖动,以及颠簸导致的机身抖动。颠簸导致的机身抖动是由外部条件导致,无需排故,不在本文研究范围内。
(1)飞行舵面导致的机身抖动
可导致机身抖动的飞行舵面有:方向舵、升降舵及调整片、水平安定面、副翼及调整片、襟翼、扰流板等。
(2)飞机局部部件/系统导致的机身局部抖动
可导致飞机局部抖动的部件/系统有:气象雷达、前轮、客舱门、起落架舱门、发动机(伴随发动机振动值高或N1跳动)、后缘襟翼整流罩、液压系统部件、刹车系统部件、再循环风扇、设备冷却风扇及其他部件/系统旋转部件不平衡或运动部件卡滞。
(3)颠簸导致的机身抖动(该项不在本文研究范围内)
飞机颠簸是指飞机在飞行中突然出现的忽上忽下、左右摇晃及机身振颤等现象。飞机颠簸主要是由于飞机飞入扰动气流区,扰动气流使作用在飞机上的空气动力和力矩失去平衡,飞行高度、飞行速度和飞行姿态等发生突然变化而引起的。在排除机身抖动故障时,首先应该排除该类抖动现象。
1.3 深航机队机身抖动历史数据分析
通过统计分析深航波音机队过去五年的机身抖动历史数据,得出如下结论:共计报告机身抖动45起,由于前轮抖动导致的驾驶舱抖动31起。由于颠簸导致的机身抖动(误报)7起;由于飞行舵面导致的机身抖动2起,该两起飞行舵面导致的机身抖动故障源分别为:副翼定中凸轮和4号扰流板作动筒;由于后缘襟翼整流罩导致的机身抖动2起;由于气象雷达马达导致的驾驶舱抖动1起;由于刹车系统的刹车防滞活门导致的客舱抖动1起;由于发动机震动导致机身抖动1起。如图1深航B737NG飞机五年内机身抖动历史数据统计(2016.9-2021.9)所示。
2. B737NG飞机机身抖动故障的排除方法
在接收到B737NG机身抖动的故障报告时,应第一时间向机组了解更多的信息,如抖动发生的阶段、能明显感受到抖动的区域、抖动的方向、抖动的幅度、以及抖动时某些系统的工作情况。根据这些信息有效排除颠簸导致的飞机机身抖动,并进一步尽力排除故障,如信息不足,可安排人员跟机。
跟机人员参照AMM05-51-67-280-801 手册中的要求和图表,记录后续航段出现振动的阶段,高度,舵面位置,发动机振动值,N1有无跳动,发生区域(驾驶舱,前舱或后舱),根据记录的数据,有效寻找机身抖动的故障源。具体步骤可参照工卡TASK 05-51-67-280-801 AIRFRAME VIBRATION CONDITION。
3. B737NG飞机典型机身抖动案例分析——前轮抖动
根据相应AMM、FIM手冊及所涉及的服务通告等资料得知,引起飞机在滑行、起落架收上时出现前轮抖动/摆动的原因有:前轮磨损不均、或两前轮磨损程度不一致;扭力臂间隙过大;前轮转弯操纵环、操纵作动筒衬套等操纵机构部件因磨损而间隙过大。 通过统计分析深航波音机队过去五年的前轮抖动历史数据,发现大部分的前轮抖动都是由前轮气压不足或前轮磨损不均导致,当然也有一些特殊案例如下:
案例一:
飞机在高速滑跑、起飞或降落时反映前轮抖动,首先检查前轮轮胎压力是否合标(具体数值参见航线起落架航前工卡),其次检查两个轮胎磨损是否均匀,若磨损均匀则进一步检查轮胎结构是否有损伤,若轮胎正常,则需检查防扭臂的间隙是否正常,一个直接而又简单的方法是用手轻轻晃动防扭臂,感觉是否有松动的感觉,若有则表明防扭臂间隙过大,此时可在防扭臂的上、中、下衬套处加装垫片。若加装垫片仍有抖动,则必须进一步检查前轮转弯卡套是否过度磨损,例如某飞机就是一个实例,在加装垫片无效时最后更换前轮转弯卡套(检查发现卡套磨损较多并且前轮转弯作动筒耳轴处衬套也磨损较多)。另外,当上述检查均正常时,可检查前起减震支柱的伸长量是否正常,因为不恰当的前起减震支柱伸长量也会导致前轮抖动。
案例二:
飞机在收前轮时反映前轮抖动,这种情况与机轮触地时反映抖动有所不同,因此应区别对待。一般来讲可能原因主要有:前轮转弯钢索张力太松需调节,前轮转弯作动筒连接耳轴较松,左右前轮的安装螺帽力矩太低,前轮轴承安装不正确或有损伤等,前轮收上刹车片磨损不均匀,前轮磨损不均匀,前轮轮胎结构有损伤。因此针对这些可能原因,可逐一进行检查。例如某飞机曾反映在收轮时有抖动,首先检查前轮收上刹车片,发现左右刹车片磨损有些不均匀,因此更换刹车片,但此后故障依旧,按维护手册检查钢索张力正常,转弯机构正常,轮胎结构正常,检查左右前轮安装螺帽力矩时检查发现右轮的安装力矩偏低,重新按标准力矩装轮后此故障未再反映。
4. 结语
随着排故经验的积累和机身抖动历史数据的分析研究,飞机机身抖动的预防、识别与故障排除工作取得很大进展。能有效降低故障排除的难度、缩短故障排除的时间,以保障航班的正常运行。
参考文献:
[1]张磊. A320系列飞机空中机身抖动的分析与研究. 科技资讯,2015(7).
[2]徐仲浩. A320系列飞机机身抖动现象浅析[J]. 航空维修与工程,2011(4).
[3]黄春义. B737飞机抖动问题探讨. 适航与维修,2008(3).
[4]波音B737-600/700/800/900 AMM手冊[M].