尾撑未收上故障分析

刘龙攀

【摘  要】尾撑为飞机液压用户之一，其工作性能正常与否对飞机飞行安全起到相当重要的作用。尾撑系统工作原理较为复杂，若工作时发生故障，必须具备系统的理论知识、清晰的排故思路、丰富的工作经验，从而及时有效地应对尾撑系统故障。本文以尾撑的工作原理作支撑，建立故障树，逐一排查底事件，最终定位故障原因，为类似尾撑系统故障排除提供参考。

【关键词】尾撑，故障树，故障排除

一、引言

尾撑又称尾部稳定支柱，安装于飞机尾部，主要用于装卸货时支撑飞机尾部，防止因重心偏移导致机头翘起甚至机尾触地。紧急情况下尾撑可以辅助支撑飞机用于应急更换主轮胎。在飞机正常飞行过程中，为保证飞机气动外形，尾撑处于收上状态，尾撑舱门关闭。

进行尾撑收放系统试验时，将尾撑控制开关放至收上位时，发现尾撑未收上故障，具体过程为尾撑由放下伸长状态转变为缩短收回状态时，尾撑支柱作动筒缩短，待尾撑缩短至最短时，并未继续完成尾撑折叠收起工作。本文以上述故障现象为例，结合系统工作原理进行分析，建立故障树，定位故障原因。

二、组成及工作原理

尾撑主要结构为尾撑支柱，支柱侧撑杆，尾撑收放作动筒，上位锁及开锁机构，弹性机构以及尾撑舱门连杆。尾撑收放系统工作由电气系统控制，液压系统实现作动。

2.1 尾撑的放下和伸长

当尾撑放下时，手动打开左、右尾撑上位锁和尾撑截止阀，液压电磁阀1通电，供压管路与尾撑放下管路接通，同时尾撑收上管路与回油管路接通。高压液压油一路经节流阀及液压油锁1进入操纵作动筒的无杆腔，一路经换向活门换向，从而保证尾撑平稳放下。

当尾撑放下到位后，尾撑支柱放下电门工作，液压电磁阀1断电，同时液压电磁阀2通电。此时供压管路与尾撑支柱作动筒伸长管路接通，尾撑支柱作动筒缩短管路与回油管路接通。高压液压油经尾撑截止阀进入尾撑支柱作动筒的无杆腔，回油从有杆腔经协调活门和液压电磁阀2流回回油管路，尾撑支柱作动筒在油压作用下伸长。

当尾撑触地后，且指示尾撑伸长管路压力的液压压力表指示到达额定压力值时，手动关闭尾撑控制开关，液压电磁阀2断电。手动关闭尾撑截止阀，尾撑保持在放下伸长状态，尾撑的放下和伸长过程结束。

2.2 尾撑的缩短和收上

当尾撑收上时，先手动打开尾撑截止阀；液压电磁阀2通电。供压管路与尾撑缩短管路接通，同时尾撑伸长管路与回油管路接通。高压液压油进入尾撑支柱作动筒的有杆腔，回油从无杆腔经尾撑截止阀及液压电磁阀2流回回油管路，尾撑支柱作动筒在油压作用下移动并缩短。

当尾撑支柱作动筒缩短到位后，尾撑支柱全压缩电门工作，液压电磁阀2断电，同时液压电磁阀1通电。此时供压管路与尾撑收上管路接通，同时尾撑放下管路与回油管路接通。高压液压油经缓冲器、换向活门进入尾撑操纵作动筒的有杆腔，回油从无杆腔经液压油锁1、液压电磁阀1及节流阀流回回油管路。操纵作动筒的活塞在油压作用下移动并收上尾撑，当收上到位后尾撑由收上位置锁锁住。手动关闭尾撑截止阀，液压电磁阀1断电，尾撑缩短和收上过程结束。

尾撑收上后，协调活门依靠支柱收上后支柱作动筒压通（协调活门机械式换位），压通后实现高压油液与尾撑支柱作动筒有杆腔相通，回油管路与尾撑支柱作动筒无杆腔相通，液压系统工作时尾撑支柱始终处于供压缩短状态。

三、故障原因分析

针对尾撑收上试验过程中，尾撑支柱缩短到最短却未继续进行尾撑折叠收上动作的故障现象，结合尾撑收放的工作原理，分析造成该故障的原因为三个方面——电气控制系统故障、液压控制系统故障、尾撑收放机构故障。为进一步确定故障原因，建立以尾撑未收上为顶事件的故障树，如图1所示。

图1 尾撑未收上故障树

3.1 电气控制系统故障

电气控制原理包括三个主要部分：输入、处理和输出。输入部分一般指传感器，它们可以将机械设备的运动、能量等转换为电信号输入到控制系统中。处理部分主要由控制器、计算机等组成，它们接收输入信号，运用算法处理后产生控制信号，输出部分则是执行机构，例如电机气缸等，它们接收控制信号，执行相应的动作。由此分析，造成电气控制系统故障的原因为三方面，分别是传感器故障、远程采集处理装置故障、液压电磁阀故障。

X1: 传感器故障

控制尾撑折叠收上的传感器为尾撑支柱全压缩电门，当尾撑支柱作动筒压缩到最短时，该活门接通，传递输入信号，从而控制尾撑支柱折叠收上。首先检查该传感器的安装情况，发现安装间隙及安装位置均符合要求。其次测量传感器导通，发现电信号正常。故该底事件排除。

X2：远程采集处理装置故障

远程采集处理装置对输入信号进行逻辑计算后，将处理后的信号输出至执行机构。当尾撑支柱作动筒压缩到最短时，左右两个尾撑支柱全压缩电门信号为串联关系，当同时收到该电门信号后，经处理输出对液压电磁阀的控制信号。对远程采集处理装置连接处进行导通检查，验证该设备安装良好；通电检查远程采集处理装置工作状态，验证信号传输正常。故该底事件排除。

X3：液压电磁阀故障

液压电磁阀接收从远程采集处理装置输出的电信号后，控制电磁阀的阀位变换，从而控制供压及回油油路的切换。对液压电磁阀进行导通检查，验证电磁阀的电连接状态良好。离位检查液压电磁阀的通电工作，验证电磁阀工作性能良好。故该底事件排除。

3.2 液压系统故障

X4：缓冲器故障

缓冲器的作用是控制尾撑收上和放下过程缓慢，缓冲器的工作情况可通过尾撑收放速度来判断。由于尾撑放下时间符合要求，可知缓冲器工作状况良好。故该底事件排除。

X5：换向活门卡滞

尾撑收上时，高压油经缓冲器到换向活门，进而进入尾撑操纵作动筒有杆腔，控制尾撑折叠收上。对换向活门进行离位检查，发现换向活门阀芯换位不灵敏，放下一路供压正常，收上一路供压压力不足。进一步分解检查时，发现阀位换向卡滞。该底事件无法排除。

X6：节流阀堵塞

尾撑收上和放下时，高压油均优先经过节流阀，再流经液压电磁阀，通过液压电磁阀阀芯位置实现尾撑收上和放下。由于尾撑放下过程正常工作，表明节流阀工作状态良好，无堵塞。故该底事件排除。

3.3 尾撑收放机构故障

X7：操纵作动筒故障

尾撑放下时，高压油进入无杆腔，与有杆腔形成压力差，作动筒在压差作用下伸长运动；尾撑收上时，高压油进入有杆腔，与无杆腔形成压力差，作动筒在压差作用下缩短运动。离位检查操纵作动筒的工作情况，验证作动筒伸长和缩短工作过程均正常无卡滞。故该底事件排除。

X8：尾撑收放机构卡滞

外观检查尾撑收放机构，润滑良好，安装间隙符合要求，无干涉。断开机构端部接头，手动控制机构的运动，验证机构运动顺畅无卡滞。故该底事件排除。

综合上述底事件排查过程，可知换向活门卡滞导致尾撑未收上故障。

四、总结

本文针对尾撑未放下故障现象，结合尾撑收放工作原理，分析故障原因，建立以尾撑未收上为顶事件的故障树，从三方面考虑故障因素的分类，分别是电气控制系统故障、液压控制系统故障、尾撑收放机构故障，然后进一步逐个分析故障底事件。最终排查确定，因换向活门卡滞，高压油无法经换向活门到达尾撑操纵作动筒有杆腔，从而无法实现尾撑折叠收上动作。

由于尾撑收放工作为机电控制、液压作动，是一个复杂又精确的系统，因此排故难度大、故障因素多。想要快、稳、准地排查到故障原因，需要全面掌握该系统的工作原理，按照故障树逻辑，迅速理清故障排除思路，通过进一步排查工作，最终确定故障原因。

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