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摘要：本文根据典型故障的排故过程，从液压系统工作原理以及电气控制原理等方面进行了细致的分析，针对可能产生起落架收放系统故障的各方面原因进行了详细阐述。除了对排故过程进行了系统性的分析，还有针对性的对工作量、故障可能性大小、排故手段的先后顺序安排等都进行分析论述。为Z9系列直升机起落架收放系统的排故确立科学合理的方案。对保障批生产试飞阶段、科研试飞阶段及长期使用的Z9系列直升机的维护具有重大意义。
关键词：起落架；故障分析；告警；运行灯燃亮；液压系统
一、前言
近年的批生产试飞过程中，Z9系列直升机起落架系统多次出现故障，影响生产进度和试飞安全。例如，Z9某型号直升机在试飞过程中出现起落架状态异常，直升机紧急返航；Z9某型号直升机在飞行过程中，起落架无法收起；Z9某型号直升机在试飞过程中，起落架收放功能故障，警告功能故障等多起起落架收放系统故障。起落架收放系统的故障涉及机上系统和控制单元较多，情形复杂，故障原因难以定位。因此，故障处理的难度较大。以一例典型故障的处理，系统的分析Z9起落架收放系统常见故障的排除方法。
1 故障现象特征：
1.1 在试飞中将起落架收放控制开关放到“收起”位置时，不能正常收起起落架，指挥员观察起落架未作动；
1.2 起落架状态指示灯 “黄色”运行灯燃亮，起落架下位锁打开，指示灯熄灭。
1.3“辅助液压（AUX.HYD）” 警告灯”在给出“收起”指令15秒后燃亮。
二、工作原理分析
起落架的收放包括起落架正常收放与起落架的应急收放两套系统。每套系统分为电气控制系统与液压作动系统两个部分。起落架的正常收放是通过辅助液压系统進行工作的，应急放下系统是通过应急液压系统工作的。我们分别对与起落架相关的液压系统的工作原理进行分析。
2.1 起落架收放液压系统原理（图一）
起落架收起：三位四通电磁阀（2）中的电磁线圈（A）通电，向收起腔供压；电磁经线圈（B）断电，将放下腔接到回油路。
起落架正常放下：液压分配正好相反。电磁线圈（B）通电，电磁线圈（A）断电。
1.旁通电磁阀 2.三位四通电磁阀 3.限流阀 4.换向阀
起落架应急放下：应急液压系统电动泵通过换向阀（4）给收放作动筒直接供压，此阀将“正常”和 “应急”系统分开。
起落架正常收放时间用限流阀（3）调整。
注：图示为三位四通电磁阀（2）断电，每个收放作动筒的两腔均与回油路相通。
2.2 辅助液压系统的工作原理（如图二）
2.2.1 收放起落架
当收起落架接通继电器（13.1），或放起落架接通继电器（13.2）时，使旁通电磁阀（6）通电而关闭，液压源向起落架作动筒提供动力。延时继电器（10）使得“辅助液压”（AUX·HYD）字幕仍然不出现。当起落架收放工作结束后，继电器（13.1或13.2）回到断开位置，旁通电磁阀（6）打开。
1. 油箱 2. 齿轮泵 3. 地面试验接嘴 4. 油滤 5. 调压器 6. 旁通电磁阀 7. 压力开关 8.“辅助液压系统断开液压源”开关 9.“辅助液压试验”按钮 10. 延时继电器 11. 辅助液压系统意外升压字幕 12. 主警告灯 13. 操纵起落架的继电器 14. 三位控制开关 15. 地面试验接嘴
2.2.2 卸荷
在起落架不工作的正常情况下，旁通电磁阀（6）断电而打开，从空载运转的泵里排出的全部油液，经旁道电磁阀（6）流回油箱，“辅助液压”（AUX·HYD）字幕不出现。假如在起落架不工作的情况下AUX.HYD字幕出现，这就表示旁通电磁阀（6）己经意外通电而关闭。液压油经调压器流回油箱并产生热量。此时必须用开关（8）使旁通电磁阀（6）断电。
2.3 应急液压系统工作原理（图三）
应急放起落架图示为应急放起落架（系统在工作中）图示为应急放起落架（系统在工作中），三位控制开关（10）置于“应急”（E）位置，电动泵工作；使起落架放下。当起落架完全放下后，系统压力上升，压力开关（7）闭合，L/G PUMP字幕出现，以提醒驾驶员将三位控制开关（10）置于正常（N）位置。
三、故障分析
从上述各系统及组件部件的工作原理可以看出，影响起落架正常收放的因素很多，几乎每个系统和控制环节都有可能是故障产生的原因。因此，我们选用排除法进行分析，将有疑点的地方找出来，再进行深入分析。
根据原理分析得到故障产生的可能原因以及可能性大小，依照从简单到复杂，从小工作量到大工作量从速解决的原则进行逐项排查。因辅助液压系统没有液压压力指示，增加了排故难度与复杂程度。可能性大小的确定是通过故障疑点在系统工作中的功用与多年直升机试飞的经验进行判断。
3.1 故障诊断1
根据起落架收放液压系统工作原理（图一）和辅助液压系统工作原理（图二）可以判断，系统流量不足是故障原因。引起此现象的可疑点有如下几点：
3. 1.1 主管路堵塞或泄露，直升机并不是第一次在飞行中收放起落架，并且每架次的航前、航后检查未见有液压系统泄露现象。因此，可能性较小；
3.1.2 液压泵损坏造成供油不足，可以通过化验油样来检查泵体磨损情况，但不能完全排除液压泵供油不足的可能性，较彻底的解决办法为更换液压泵飞行检查；
3.1.3 三位四通阀故障造成油路不通畅导致作动筒流量不足。三位四通阀不能完全工作到位，原理图一中，电磁继电器A控制的阀门没有全部打开或只打开很小，引起故障；
3.1.4 旁通阀关闭不严故障致使压力卸载，从而导致系统压力不足，供油不足，可能导致故障； 3.1.5 调压阀故障致使压力卸载，从而导致系统压力不足，供油不足，可能导致故障；
3.2 故障诊断2
根据起落架正常收放控制工作原理和故障现象，判断如下：
3.2.1 指示系统指示正常，与现象一致；
3.2.2 告警系统工作正常；
3.2.3 起落架下位锁开锁微动开关工作正常，从而前轮中立锁工作正常；
根据起落架空中操做现象，所有电气元件均有工作表现，其中可能工作不到位的有三位四通阀与泄压阀。
3.3 故障诊断3
根据作动筒工作原理分析
转换阀故障使辅助液压压力油不能正常进入工作腔，导致液压锁死现象。
3.4 故障诊断4
根据应急液压系统工作原理（图三）分析
若应急液压系统在工作，则作动筒工作原理中换向阀将辅助液压系统与应急液压系统联通。造成辅助液压系统与应急液压系统压力抵消。导致系统无法正常工作。产生这种情况的原因可能是应急液压系统意外工作，或者是到左液压系统的地面辅助试验电磁阀与单项活门同时故障。
四、故障处理措施
4.1 起落架地面收放试验
起落架收放系统功能正常；电路检查，工作正常；化验液压油样，数据符合要求。可做出如下判断：
在地面状态下，主管路油路通畅；三位四通阀、旁通阀、调压阀功能良好；作动筒转换阀工作正常。
虽然地面检查均正常，但在飞行中受到较大震动以及机体形变等影响，可能会工作不可靠。因此，不能完全排除上述部件在飞行中无故障的可能性，需要进一步确认。
4.2旁通电磁阀检查
旁通电磁阀在功能上是在液压系统压力无法正常释放，持续达到15秒，直升机主警告板（7α板）上“AUX.HYD”警告灯燃亮时，使用仪表板上的旁通开关，打开旁通电磁阀使系统泵后高压部分，直接与液压油箱连通，放卸系统内压力，保护液压系统元部件。
如果旁通电磁阀工作不可靠，在工作过程中关闭不严，导致系统压力部分放卸，影响液压系统工作效率，从而引起起落架收放速度过慢，超过15秒。
断开旁通电磁阀电气插头，断开旁通电磁阀进油管路，用塑料堵头堵住两端，并用塑料袋包好油管端部，防止液压油污染；断开出油管路，取下旁通电磁阀，安装新旁通电磁阀出油管路，连接新旁通电磁阀进油管路，连接电气插头。清点工具，清理多余物。
地面接通液压试验器，检查液压系统无渗漏情况。进行起落架收放试验，起落架收放功能正常。重复收放试验10次，收放功能均正常。
试飞检查着陆系统工作情况。故障现象依旧存在。
4.3 三位四通阀检查
断开三位四通阀检查电气插头，逐个断开三位四通阀进油管路，用塑料堵头堵住两端，并用塑料袋包好油管端部，防止液压油污染；逐个断开出油管路，取下三位四通阀，逐个安装新三位四通阀出油管路，逐个连接新三位四通阀进油管路，连接电气插头。清点工具，清理多余物。
地面接通液压试验器，检查液压系统无渗漏情况。液压系统循环排气10分钟。进行起落架收放试验，起落架收放功能正常。重复收放试验10次，收放功能均正常。
试飞检查着陆系统工作情况，故障现象依旧存在。
4.4 同轴泵检查
断开同轴泵进油管与出油管，并用堵头堵好。用扳手拆下同轴泵4个安装螺钉，拆下同轴泵。（可用木槌或塑料槌敲击安装处）更换新品，连接进油，通过盘动尾桨进行排气，直到出油管有液压油流出为止。连接出油管路。化验液压油样，数据符合要求。试飞检查着陆系统工作情况，故障现象依旧存在。
4.5 作动筒检查
断开前起落架作动筒电气插头，断开液压管路进油管与出油管，断开连接螺母，拆下下部连接螺栓，断开作动筒下部连接点；拆下上部连接螺栓，断开作动筒上部连接点，拆下前起落架作动筒。
用同样的方法拆下两个主起落架作动筒。
清点工具，清理多余物。
将作动筒做台架试验。试验数据结果正常。
检查作动筒微动开关与换向阀的工作可靠性，确认实在理想工作状态。
将作动筒重新装机。地面接通液压试验器，检查液压系统无渗漏情况。液压系统循环排气10分钟。进行起落架收放试验，起落架收放功能正常。重复收放试验10次，收放功能均正常。
试飞检查着陆系统工作情况，故障现象依旧存在。
4.6 应急系统与左液压系统交联情况检查
地面接通液压试验器，模拟辅助液压系统工作。将另一液压试验器压力管与左液压系统地面转接接嘴连接，将回油管与左液压系统回油管通过转接头连接，循环排气10分钟。进行起落架收放试验，起落架无法放下。故障现象复现。
检查应急液压系统与左液压系统交联情况。发现应急液压系统与左液压系统串油。引起故障的原因是地面辅助试验电磁阀和单向活门同时出现故障。导致此次故障。
五、结论
经过上述排查，正常收起落架时，液压油由B进入，经A回油。在试飞中由于主系统在工作，图三中“14”号件和单向活门同时失效，致使主系统液压油经应急管路由C进入。B和C两侧同时存在高压力液压油，使起落架无法正常收起。
更换地面辅助试验电磁阀和单向活门。更换后，地面接通液压试验器，检查液压系统无渗漏情况。液压系统循环排气10分钟。进行起落架收放试验，起落架收放功能正常。重复收放试验10次，收放功能均正常。
通过试飞检查，着陆系统工作情况，故障现象消失，着陆系统工作正常。
六、结束语
这个故障是出现几率极低，咨询多名Z9系列飞机维护和排故经验丰富的机师，专家，都未处理过类似故障，毫无经验借鉴。故障原因是应急系统与左液压系统油路意外连通，同一管路的电气元件与机械元件同时失效，导致系统无法正常工作。涉及应急系统与左液压系统以及辅助液压系统三个液压系统，情形复杂，故障分析难度很大。
很难通过地面检查复现这个故障。一般情况下是无法在地面试验中检查应急系统与左液压系统交联情况的。此次借助专用的转接设备，同时连接辅助液压系统与左液压系统，模拟飞行中辅助液压系统与左液压系统同时工作的状态进行检查，才复现了故障。
排查故障的顺序我们是依照一般的排故原则来进行的。從结论看，我们的排故顺序选择不理想的，工作量较大，发生小概率事件的情况是引起问题的最终原因，“墨菲定律”得到了验证。但是我们选择的工作程序是科学合理的，在通常状况下，可以成为解决起落架收放问题的通用手段方法。此次故障排除几乎包含了Z9系列直升机起落架工作的所有系统，可以为今后Z9系列直升机的故障分析与排除提供有力的借鉴。
关键词：起落架；故障分析；告警；运行灯燃亮；液压系统
一、前言
近年的批生产试飞过程中，Z9系列直升机起落架系统多次出现故障，影响生产进度和试飞安全。例如，Z9某型号直升机在试飞过程中出现起落架状态异常，直升机紧急返航；Z9某型号直升机在飞行过程中，起落架无法收起；Z9某型号直升机在试飞过程中，起落架收放功能故障，警告功能故障等多起起落架收放系统故障。起落架收放系统的故障涉及机上系统和控制单元较多，情形复杂，故障原因难以定位。因此，故障处理的难度较大。以一例典型故障的处理，系统的分析Z9起落架收放系统常见故障的排除方法。
1 故障现象特征：
1.1 在试飞中将起落架收放控制开关放到“收起”位置时，不能正常收起起落架，指挥员观察起落架未作动；
1.2 起落架状态指示灯 “黄色”运行灯燃亮，起落架下位锁打开，指示灯熄灭。
1.3“辅助液压（AUX.HYD）” 警告灯”在给出“收起”指令15秒后燃亮。
二、工作原理分析
起落架的收放包括起落架正常收放与起落架的应急收放两套系统。每套系统分为电气控制系统与液压作动系统两个部分。起落架的正常收放是通过辅助液压系统進行工作的，应急放下系统是通过应急液压系统工作的。我们分别对与起落架相关的液压系统的工作原理进行分析。
2.1 起落架收放液压系统原理（图一）
起落架收起：三位四通电磁阀（2）中的电磁线圈（A）通电，向收起腔供压；电磁经线圈（B）断电，将放下腔接到回油路。
起落架正常放下：液压分配正好相反。电磁线圈（B）通电，电磁线圈（A）断电。
1.旁通电磁阀 2.三位四通电磁阀 3.限流阀 4.换向阀
起落架应急放下：应急液压系统电动泵通过换向阀（4）给收放作动筒直接供压，此阀将“正常”和 “应急”系统分开。
起落架正常收放时间用限流阀（3）调整。
注：图示为三位四通电磁阀（2）断电，每个收放作动筒的两腔均与回油路相通。
2.2 辅助液压系统的工作原理（如图二）
2.2.1 收放起落架
当收起落架接通继电器（13.1），或放起落架接通继电器（13.2）时，使旁通电磁阀（6）通电而关闭，液压源向起落架作动筒提供动力。延时继电器（10）使得“辅助液压”（AUX·HYD）字幕仍然不出现。当起落架收放工作结束后，继电器（13.1或13.2）回到断开位置，旁通电磁阀（6）打开。
1. 油箱 2. 齿轮泵 3. 地面试验接嘴 4. 油滤 5. 调压器 6. 旁通电磁阀 7. 压力开关 8.“辅助液压系统断开液压源”开关 9.“辅助液压试验”按钮 10. 延时继电器 11. 辅助液压系统意外升压字幕 12. 主警告灯 13. 操纵起落架的继电器 14. 三位控制开关 15. 地面试验接嘴
2.2.2 卸荷
在起落架不工作的正常情况下，旁通电磁阀（6）断电而打开，从空载运转的泵里排出的全部油液，经旁道电磁阀（6）流回油箱，“辅助液压”（AUX·HYD）字幕不出现。假如在起落架不工作的情况下AUX.HYD字幕出现，这就表示旁通电磁阀（6）己经意外通电而关闭。液压油经调压器流回油箱并产生热量。此时必须用开关（8）使旁通电磁阀（6）断电。
2.3 应急液压系统工作原理（图三）
应急放起落架图示为应急放起落架（系统在工作中）图示为应急放起落架（系统在工作中），三位控制开关（10）置于“应急”（E）位置，电动泵工作；使起落架放下。当起落架完全放下后，系统压力上升，压力开关（7）闭合，L/G PUMP字幕出现，以提醒驾驶员将三位控制开关（10）置于正常（N）位置。
三、故障分析
从上述各系统及组件部件的工作原理可以看出，影响起落架正常收放的因素很多，几乎每个系统和控制环节都有可能是故障产生的原因。因此，我们选用排除法进行分析，将有疑点的地方找出来，再进行深入分析。
根据原理分析得到故障产生的可能原因以及可能性大小，依照从简单到复杂，从小工作量到大工作量从速解决的原则进行逐项排查。因辅助液压系统没有液压压力指示，增加了排故难度与复杂程度。可能性大小的确定是通过故障疑点在系统工作中的功用与多年直升机试飞的经验进行判断。
3.1 故障诊断1
根据起落架收放液压系统工作原理（图一）和辅助液压系统工作原理（图二）可以判断，系统流量不足是故障原因。引起此现象的可疑点有如下几点：
3. 1.1 主管路堵塞或泄露，直升机并不是第一次在飞行中收放起落架，并且每架次的航前、航后检查未见有液压系统泄露现象。因此，可能性较小；
3.1.2 液压泵损坏造成供油不足，可以通过化验油样来检查泵体磨损情况，但不能完全排除液压泵供油不足的可能性，较彻底的解决办法为更换液压泵飞行检查；
3.1.3 三位四通阀故障造成油路不通畅导致作动筒流量不足。三位四通阀不能完全工作到位，原理图一中，电磁继电器A控制的阀门没有全部打开或只打开很小，引起故障；
3.1.4 旁通阀关闭不严故障致使压力卸载，从而导致系统压力不足，供油不足，可能导致故障； 3.1.5 调压阀故障致使压力卸载，从而导致系统压力不足，供油不足，可能导致故障；
3.2 故障诊断2
根据起落架正常收放控制工作原理和故障现象，判断如下：
3.2.1 指示系统指示正常，与现象一致；
3.2.2 告警系统工作正常；
3.2.3 起落架下位锁开锁微动开关工作正常，从而前轮中立锁工作正常；
根据起落架空中操做现象，所有电气元件均有工作表现，其中可能工作不到位的有三位四通阀与泄压阀。
3.3 故障诊断3
根据作动筒工作原理分析
转换阀故障使辅助液压压力油不能正常进入工作腔，导致液压锁死现象。
3.4 故障诊断4
根据应急液压系统工作原理（图三）分析
若应急液压系统在工作，则作动筒工作原理中换向阀将辅助液压系统与应急液压系统联通。造成辅助液压系统与应急液压系统压力抵消。导致系统无法正常工作。产生这种情况的原因可能是应急液压系统意外工作，或者是到左液压系统的地面辅助试验电磁阀与单项活门同时故障。
四、故障处理措施
4.1 起落架地面收放试验
起落架收放系统功能正常；电路检查，工作正常；化验液压油样，数据符合要求。可做出如下判断：
在地面状态下，主管路油路通畅；三位四通阀、旁通阀、调压阀功能良好；作动筒转换阀工作正常。
虽然地面检查均正常，但在飞行中受到较大震动以及机体形变等影响，可能会工作不可靠。因此，不能完全排除上述部件在飞行中无故障的可能性，需要进一步确认。
4.2旁通电磁阀检查
旁通电磁阀在功能上是在液压系统压力无法正常释放，持续达到15秒，直升机主警告板（7α板）上“AUX.HYD”警告灯燃亮时，使用仪表板上的旁通开关，打开旁通电磁阀使系统泵后高压部分，直接与液压油箱连通，放卸系统内压力，保护液压系统元部件。
如果旁通电磁阀工作不可靠，在工作过程中关闭不严，导致系统压力部分放卸，影响液压系统工作效率，从而引起起落架收放速度过慢，超过15秒。
断开旁通电磁阀电气插头，断开旁通电磁阀进油管路，用塑料堵头堵住两端，并用塑料袋包好油管端部，防止液压油污染；断开出油管路，取下旁通电磁阀，安装新旁通电磁阀出油管路，连接新旁通电磁阀进油管路，连接电气插头。清点工具，清理多余物。
地面接通液压试验器，检查液压系统无渗漏情况。进行起落架收放试验，起落架收放功能正常。重复收放试验10次，收放功能均正常。
试飞检查着陆系统工作情况。故障现象依旧存在。
4.3 三位四通阀检查
断开三位四通阀检查电气插头，逐个断开三位四通阀进油管路，用塑料堵头堵住两端，并用塑料袋包好油管端部，防止液压油污染；逐个断开出油管路，取下三位四通阀，逐个安装新三位四通阀出油管路，逐个连接新三位四通阀进油管路，连接电气插头。清点工具，清理多余物。
地面接通液压试验器，检查液压系统无渗漏情况。液压系统循环排气10分钟。进行起落架收放试验，起落架收放功能正常。重复收放试验10次，收放功能均正常。
试飞检查着陆系统工作情况，故障现象依旧存在。
4.4 同轴泵检查
断开同轴泵进油管与出油管，并用堵头堵好。用扳手拆下同轴泵4个安装螺钉，拆下同轴泵。（可用木槌或塑料槌敲击安装处）更换新品，连接进油，通过盘动尾桨进行排气，直到出油管有液压油流出为止。连接出油管路。化验液压油样，数据符合要求。试飞检查着陆系统工作情况，故障现象依旧存在。
4.5 作动筒检查
断开前起落架作动筒电气插头，断开液压管路进油管与出油管，断开连接螺母，拆下下部连接螺栓，断开作动筒下部连接点；拆下上部连接螺栓，断开作动筒上部连接点，拆下前起落架作动筒。
用同样的方法拆下两个主起落架作动筒。
清点工具，清理多余物。
将作动筒做台架试验。试验数据结果正常。
检查作动筒微动开关与换向阀的工作可靠性，确认实在理想工作状态。
将作动筒重新装机。地面接通液压试验器，检查液压系统无渗漏情况。液压系统循环排气10分钟。进行起落架收放试验，起落架收放功能正常。重复收放试验10次，收放功能均正常。
试飞检查着陆系统工作情况，故障现象依旧存在。
4.6 应急系统与左液压系统交联情况检查
地面接通液压试验器，模拟辅助液压系统工作。将另一液压试验器压力管与左液压系统地面转接接嘴连接，将回油管与左液压系统回油管通过转接头连接，循环排气10分钟。进行起落架收放试验，起落架无法放下。故障现象复现。
检查应急液压系统与左液压系统交联情况。发现应急液压系统与左液压系统串油。引起故障的原因是地面辅助试验电磁阀和单向活门同时出现故障。导致此次故障。
五、结论
经过上述排查，正常收起落架时，液压油由B进入，经A回油。在试飞中由于主系统在工作，图三中“14”号件和单向活门同时失效，致使主系统液压油经应急管路由C进入。B和C两侧同时存在高压力液压油，使起落架无法正常收起。
更换地面辅助试验电磁阀和单向活门。更换后，地面接通液压试验器，检查液压系统无渗漏情况。液压系统循环排气10分钟。进行起落架收放试验，起落架收放功能正常。重复收放试验10次，收放功能均正常。
通过试飞检查，着陆系统工作情况，故障现象消失，着陆系统工作正常。
六、结束语
这个故障是出现几率极低，咨询多名Z9系列飞机维护和排故经验丰富的机师，专家，都未处理过类似故障，毫无经验借鉴。故障原因是应急系统与左液压系统油路意外连通，同一管路的电气元件与机械元件同时失效，导致系统无法正常工作。涉及应急系统与左液压系统以及辅助液压系统三个液压系统，情形复杂，故障分析难度很大。
很难通过地面检查复现这个故障。一般情况下是无法在地面试验中检查应急系统与左液压系统交联情况的。此次借助专用的转接设备，同时连接辅助液压系统与左液压系统，模拟飞行中辅助液压系统与左液压系统同时工作的状态进行检查，才复现了故障。
排查故障的顺序我们是依照一般的排故原则来进行的。從结论看，我们的排故顺序选择不理想的，工作量较大，发生小概率事件的情况是引起问题的最终原因，“墨菲定律”得到了验证。但是我们选择的工作程序是科学合理的，在通常状况下，可以成为解决起落架收放问题的通用手段方法。此次故障排除几乎包含了Z9系列直升机起落架工作的所有系统，可以为今后Z9系列直升机的故障分析与排除提供有力的借鉴。