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摘要：2021年全球A320机型发生两起前起落架偏转90°着陆事件，该类故障对飞行安全产生较大影响。本文从A320起落架结构、转弯系统原理等方面开展分析，提出技术建议以避免该类事件的发生，为航空公司工程师提供参考。
关键词：前起落架；转弯故障；定中凸轮
Keywords：NLG；turning fault；centering cams
0 引言
2021年3月，国外某公司A320飞机在着陆滑跑阶段，地面维修人员发现前起落架区域起火且伴有浓烟（见图1）。飞机安全停稳后，地面检查确认前起落架偏转90°，左右两侧机轮爆胎，轮毂严重破损。
1 起落架构型及转弯系统原理介绍
1.1 起落架构型
A320飞机起落架系统为前三点式设计，前起落架配备转弯功能，主起落架为固定方向轮。前起落架组件由3个部件组成，分别为外筒组件、转弯筒组件、内筒组件。前起转弯系统使用黄液压系统驱动安装在外筒上的转弯作动筒，转弯作动筒活塞连着齿条驱动转弯筒旋转，由转弯筒的上扭力臂带动下扭力臂，从而驱动内筒旋转实现转弯功能。
1.2 转弯系统原理
A320飞机转弯系统包括指令输入、指令控制、执行机构和反馈机构（见图2）。指令输入包括驾驶舱脚踏板、转弯手轮等，指令控制包括BSCU计算机和液压控制组件，执行机构包括前起落架转弯作动筒，反馈机构包括指令监控反馈及实际转弯角度反馈。
BSCU接收输入信号，逻辑运算后输出信号至液压控制组件，液压控制组件控制液压油量驱动转弯作动筒，起落架内筒旋转且指令监控反馈及实际转弯角度反馈至BSCU计算机，实现输入信号与输出信号一致。
当任一部件出现异常时，系统将判定转弯系统失效，ECAM出现WHEEL N/W STRG FAULT信息，BSCU计算机将切断液压系统且液压控制组件进入阻尼模式。
2 定中功能设计
A320飞机前起落架定中功能设计如下。
1）液压系统定中设计：由BSCU计算机控制，使用黄液压系统压力，通过作动筒保持内筒在中立位。
2）凸轮定中设计：下凸轮通过上腔定位在外筒结构上，上凸轮定位在内筒上端。当前起落架内筒全伸出时，上下凸轮配合，内筒被保持在中立位。
3）几何设计定中：A320前起落架减震支柱前倾9°，轮轴中心点在减震支柱中心线靠后50mm。高速滑行时，转向力矩使前起落架内筒与滑行方向保持一致，实现定中。
当在地面高速滑行阶段，A320飞机使用几何定中及液压系统定中，保持内筒在中立位上。当在空中起落架全伸出阶段，A320使用凸轮定中及液压系统定中，保持内筒在中立位上。
3 系统故障技术分析
如上所述，A320飞机系统的定中功能包括液压系统定中、凸轮定中及几何定中三套功能。
在空中状态下，典型的前起落架偏转90°故障现象为：ECAM显示WHEEL N/W STRG FAULT及L/ G SHOCK ABSORB FAULT信息。当出现WHEEL N/W STRG FAULT信息时，液压系统被BSCU计算机关闭，液压定中功能失效；当出现L/G SHOCK ABSORB FAULT信息时，凸轮定中失效或凸轮被外力克服，内筒出现6°以上的偏转。在无液压系统定中的情况下，若凸轮定中失效或气动载荷产生的外力克服了凸轮定中，则内筒将会偏转。在内筒偏转后，在气动载荷及液压控制组件的阻尼作用下保持在最大偏转角90°。
在地面状态下，典型的前起落架偏转90°故障现象为：前起落架内筒上、下防扭臂脱开。当起落架内筒上、下防扭臂脱开，内筒不受转弯系统控制。在接地时，若前轮与着陆时的飞机速度方向存在夹角，则在接地时会被地面摩擦力快速偏转至90°。
综合以上信息，该事件的技术风险为前起落架结构可靠性风险及前起落架转弯系统可靠性风险。
4 技术风险及控制措施
4.1 技术风险
经分析，前起落架结构可靠性风险如下。
1）凸轮结构失效：固定下凸轮的防转接耳断裂，导致凸轮有旋转空间。
2）前起落架防扭臂连接销脱开：扭力臂连接销脱开后，前起落架内筒不受控。
3）气动载荷与保持力：起落架内筒气压不足，气动载荷作用在胎侧上，使凸轮上的垂直分力大于内筒自身重力以及内筒气压产生的向下压力，使凸轮定中被气动载荷克服。
经分析，前起落架系统可靠性风险如下。
1）BSCU计算机故障：BSCU计算机为转弯系统控制中心，故障后转彎系统失效。
2）液压控制组件故障：液压控制组件控制液压油量及转弯方向，阀芯卡阻导致转弯方向不受控，从而导致转弯系统失效。
3）指令监控及位置反馈传感器故障：信号错误，起落架位置与控制不一致导致转弯系统失效。
4）转弯指示系统设计缺陷：空中或地面运行，机组无法通过飞机系统判断前起落架转弯真实角度。
4.2 技术建议及措施
针对技术风险分析，建议制定以下措施：
1）参考维修方案项目，A320前起落架每隔10年执行大修，重点关注前起落架防转接耳及扭力臂连接销的检查状态，提高更换标准；
2）参考维修方案项目，A320前起落架扭力臂每隔2年执行检查，视情提高新构型连接销的检查级别为NDT检查标准；
3）参考维修方案项目，A320前起落架气压每隔2年执行检查，视情缩短气压检查间隔为冬春换季前检查；
4）BSCU计算机软件可靠性改进，BSCU计算机软件持续保持机队构型统一且为新版本；
5）指令监控（3GC）及位置监控（4GC）传感器可靠性，通过读取传感器电压值，监控传感器部件状态；
6）临近电门可靠性（FIN 24GA及25GA），通过定期测量电感及电阻，及时更换临近电门；
7）限制WHEEL N/W STRG FAULT的MMEL保留项目，提高该MMEL保留为不可放行项目；
8）建立ACARS监控报文，当出现前起落架转弯角度大于2°时，开展地面排故；
9）建立ACARS事件报告打印，当出现前起落架转弯角度大于6°时，自动打印前起落架转弯角度报告，且随着前起落架角度变化持续打印，及时告知机组起落架真实角度状态。
5 总结
A320前起落架偏转90°故障是典型的不安全事件，对航司运行影响极大。通过技术分析，需提高该系统的可靠性控制水平。本文从起落架结构可靠性及转弯系统可靠性两个方面制定措施，供航空公司工程师参考。
作者简介
温春辉，主管工程师，负责A320及B737机型机电系统工程管理工作。
关键词：前起落架；转弯故障；定中凸轮
Keywords：NLG；turning fault；centering cams
0 引言
2021年3月，国外某公司A320飞机在着陆滑跑阶段，地面维修人员发现前起落架区域起火且伴有浓烟（见图1）。飞机安全停稳后，地面检查确认前起落架偏转90°，左右两侧机轮爆胎，轮毂严重破损。
1 起落架构型及转弯系统原理介绍
1.1 起落架构型
A320飞机起落架系统为前三点式设计，前起落架配备转弯功能，主起落架为固定方向轮。前起落架组件由3个部件组成，分别为外筒组件、转弯筒组件、内筒组件。前起转弯系统使用黄液压系统驱动安装在外筒上的转弯作动筒，转弯作动筒活塞连着齿条驱动转弯筒旋转，由转弯筒的上扭力臂带动下扭力臂，从而驱动内筒旋转实现转弯功能。
1.2 转弯系统原理
A320飞机转弯系统包括指令输入、指令控制、执行机构和反馈机构（见图2）。指令输入包括驾驶舱脚踏板、转弯手轮等，指令控制包括BSCU计算机和液压控制组件，执行机构包括前起落架转弯作动筒，反馈机构包括指令监控反馈及实际转弯角度反馈。
BSCU接收输入信号，逻辑运算后输出信号至液压控制组件，液压控制组件控制液压油量驱动转弯作动筒，起落架内筒旋转且指令监控反馈及实际转弯角度反馈至BSCU计算机，实现输入信号与输出信号一致。
当任一部件出现异常时，系统将判定转弯系统失效，ECAM出现WHEEL N/W STRG FAULT信息，BSCU计算机将切断液压系统且液压控制组件进入阻尼模式。
2 定中功能设计
A320飞机前起落架定中功能设计如下。
1）液压系统定中设计：由BSCU计算机控制，使用黄液压系统压力，通过作动筒保持内筒在中立位。
2）凸轮定中设计：下凸轮通过上腔定位在外筒结构上，上凸轮定位在内筒上端。当前起落架内筒全伸出时，上下凸轮配合，内筒被保持在中立位。
3）几何设计定中：A320前起落架减震支柱前倾9°，轮轴中心点在减震支柱中心线靠后50mm。高速滑行时，转向力矩使前起落架内筒与滑行方向保持一致，实现定中。
当在地面高速滑行阶段，A320飞机使用几何定中及液压系统定中，保持内筒在中立位上。当在空中起落架全伸出阶段，A320使用凸轮定中及液压系统定中，保持内筒在中立位上。
3 系统故障技术分析
如上所述，A320飞机系统的定中功能包括液压系统定中、凸轮定中及几何定中三套功能。
在空中状态下，典型的前起落架偏转90°故障现象为：ECAM显示WHEEL N/W STRG FAULT及L/ G SHOCK ABSORB FAULT信息。当出现WHEEL N/W STRG FAULT信息时，液压系统被BSCU计算机关闭，液压定中功能失效；当出现L/G SHOCK ABSORB FAULT信息时，凸轮定中失效或凸轮被外力克服，内筒出现6°以上的偏转。在无液压系统定中的情况下，若凸轮定中失效或气动载荷产生的外力克服了凸轮定中，则内筒将会偏转。在内筒偏转后，在气动载荷及液压控制组件的阻尼作用下保持在最大偏转角90°。
在地面状态下，典型的前起落架偏转90°故障现象为：前起落架内筒上、下防扭臂脱开。当起落架内筒上、下防扭臂脱开，内筒不受转弯系统控制。在接地时，若前轮与着陆时的飞机速度方向存在夹角，则在接地时会被地面摩擦力快速偏转至90°。
综合以上信息，该事件的技术风险为前起落架结构可靠性风险及前起落架转弯系统可靠性风险。
4 技术风险及控制措施
4.1 技术风险
经分析，前起落架结构可靠性风险如下。
1）凸轮结构失效：固定下凸轮的防转接耳断裂，导致凸轮有旋转空间。
2）前起落架防扭臂连接销脱开：扭力臂连接销脱开后，前起落架内筒不受控。
3）气动载荷与保持力：起落架内筒气压不足，气动载荷作用在胎侧上，使凸轮上的垂直分力大于内筒自身重力以及内筒气压产生的向下压力，使凸轮定中被气动载荷克服。
经分析，前起落架系统可靠性风险如下。
1）BSCU计算机故障：BSCU计算机为转弯系统控制中心，故障后转彎系统失效。
2）液压控制组件故障：液压控制组件控制液压油量及转弯方向，阀芯卡阻导致转弯方向不受控，从而导致转弯系统失效。
3）指令监控及位置反馈传感器故障：信号错误，起落架位置与控制不一致导致转弯系统失效。
4）转弯指示系统设计缺陷：空中或地面运行，机组无法通过飞机系统判断前起落架转弯真实角度。
4.2 技术建议及措施
针对技术风险分析，建议制定以下措施：
1）参考维修方案项目，A320前起落架每隔10年执行大修，重点关注前起落架防转接耳及扭力臂连接销的检查状态，提高更换标准；
2）参考维修方案项目，A320前起落架扭力臂每隔2年执行检查，视情提高新构型连接销的检查级别为NDT检查标准；
3）参考维修方案项目，A320前起落架气压每隔2年执行检查，视情缩短气压检查间隔为冬春换季前检查；
4）BSCU计算机软件可靠性改进，BSCU计算机软件持续保持机队构型统一且为新版本；
5）指令监控（3GC）及位置监控（4GC）传感器可靠性，通过读取传感器电压值，监控传感器部件状态；
6）临近电门可靠性（FIN 24GA及25GA），通过定期测量电感及电阻，及时更换临近电门；
7）限制WHEEL N/W STRG FAULT的MMEL保留项目，提高该MMEL保留为不可放行项目；
8）建立ACARS监控报文，当出现前起落架转弯角度大于2°时，开展地面排故；
9）建立ACARS事件报告打印，当出现前起落架转弯角度大于6°时，自动打印前起落架转弯角度报告，且随着前起落架角度变化持续打印，及时告知机组起落架真实角度状态。
5 总结
A320前起落架偏转90°故障是典型的不安全事件，对航司运行影响极大。通过技术分析，需提高该系统的可靠性控制水平。本文从起落架结构可靠性及转弯系统可靠性两个方面制定措施，供航空公司工程师参考。
作者简介
温春辉，主管工程师，负责A320及B737机型机电系统工程管理工作。