42-一起腳蹬卡滯引起的自動(dòng)駕駛儀航向系統(tǒng)故障的排除(楊振山).doc

第二十四屆（2008）全國(guó)直升機(jī)年會(huì)論文一起腳蹬卡滯引起的自動(dòng)駕駛儀航向系統(tǒng)故障的排除楊振山 趙洪彥 王光梓 甘學(xué)雷（四川宜賓61902部隊(duì)）摘要：本文針對(duì)Z-九型直升機(jī)自動(dòng)駕駛儀在試飛過(guò)程中出現(xiàn)的航向系統(tǒng)腳蹬卡滯，從原理上進(jìn)行了分析，并對(duì)故障發(fā)生的原因和排除故障的過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明。同時(shí)對(duì)自動(dòng)駕駛儀的使用、維護(hù)提出了建議，以確保飛行安全。關(guān)鍵詞：自動(dòng)駕駛儀 航向系統(tǒng) 腳蹬卡滯 1. 引言某部一架Z-九型直升機(jī)在完成“C”檢工作時(shí)，對(duì)自動(dòng)駕駛儀進(jìn)行了靜態(tài)和動(dòng)態(tài)測(cè)試。靜態(tài)調(diào)試時(shí)，自動(dòng)駕駛儀自檢測(cè)情況良好。動(dòng)態(tài)調(diào)試工作情況也正常。而在試飛過(guò)程中飛行人員蹬腳蹬感覺(jué)有卡滯現(xiàn)象，斷開(kāi)自動(dòng)駕駛儀，現(xiàn)象消失。隨后著陸進(jìn)行檢查。經(jīng)地面人員對(duì)自動(dòng)駕駛儀通電檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，自動(dòng)駕駛儀自檢時(shí)顯示 “3”，即說(shuō)明自動(dòng)駕駛儀航向系統(tǒng)可能有故障。并依此對(duì)故障進(jìn)行了排除。2. 自動(dòng)駕駛儀工作原理和航行系統(tǒng)的工作情況2.1自動(dòng)駕駛儀工作原理 該型號(hào)直升機(jī)自動(dòng)駕駛儀是一個(gè)三軸控制增穩(wěn)系統(tǒng)，既控制縱向周期通道（俯仰軸）、橫向周期通道（橫滾軸）和尾槳控制通道（偏航軸）。每個(gè)通道又分別由能夠進(jìn)行比較監(jiān)控的兩個(gè)子通道組成，這兩個(gè)獨(dú)立的相互監(jiān)控的回路相對(duì)于姿態(tài)基準(zhǔn)來(lái)控制俯仰和橫滾通道以保證故障的緩和，插入線路各點(diǎn)的比較器保證監(jiān)控功能，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)雙余度的增穩(wěn)控制。輸入自動(dòng)駕駛儀的飛行控制指令信號(hào)由自動(dòng)駕駛儀計(jì)算機(jī)和伺服放大器進(jìn)行處理，并將處理后的信號(hào)傳輸給操縱舵機(jī)來(lái)控制直升機(jī)的姿態(tài)和航向等。在駕駛員選定基準(zhǔn)值（ASE方式）或低幅運(yùn)動(dòng)阻尼（SAS方式）時(shí)，計(jì)算機(jī)提供姿態(tài)和航向保持或增穩(wěn)功能。當(dāng)雙回路同時(shí)工作時(shí)，串接安裝的操縱舵機(jī)用其全權(quán)限工作以保證在穩(wěn)定和耦合功能中的飛行控制。當(dāng)僅一個(gè)回路接通情況下，操縱舵機(jī)僅有一個(gè)電機(jī)工作，并且權(quán)限受到限制。配平舵機(jī)的響應(yīng)被延時(shí)，以保證不小于3.5s的發(fā)現(xiàn)時(shí)間。2.2航行系統(tǒng)的工作情況（圖1）2.2.1 航向穩(wěn)定和航向保持偏航回路1和2接通時(shí)，正常ASE方式的工作，回路2處理來(lái)自陀螺磁羅盤(pán)的比例信號(hào)和角速度信號(hào)?；芈?處理來(lái)自自動(dòng)駕駛儀計(jì)算機(jī)速率陀螺的角速率信號(hào)和使用來(lái)自回路2的比例信號(hào)以及來(lái)自側(cè)向加速度計(jì)的信號(hào)，以防止兩回路之間的任何不一致。在接通之前，偏航角信號(hào)與回路2靜態(tài)同步器同步，該同步器信號(hào)由正比于偏航角的正弦和余弦函數(shù)兩電壓構(gòu)成。回路2輸出一個(gè)航向零偏差信號(hào)，兩個(gè)回路輸出一個(gè)航向偏差速率信號(hào)。在伺服放大器輸入口處保持預(yù)置的偏航角，兩回路的信號(hào)與來(lái)自于電子配平裝置的信號(hào)相加，回路2的同步器保持作為航向基準(zhǔn)的預(yù)置偏航角。這個(gè)靜態(tài)同步器傳送航向偏差信號(hào)和偏航角速度信號(hào)（由偏差信號(hào)微分得到）。航向偏差信號(hào)和角速度信號(hào)（航向角信號(hào)的微分）相加且結(jié)果加在伺服放大器一個(gè)輸入端，航向偏差信號(hào)也與速率陀螺輸出信號(hào)相加且其結(jié)果信號(hào)加在伺服放大器的另一輸入端。駕駛員可隨時(shí)改變航向基準(zhǔn)。圖1 航向通道原理簡(jiǎn)圖2.2.2偏航通道自動(dòng)配平功能偏航通道的自動(dòng)配平功能是一個(gè)消除漂移和靜差的電子配平。以航向偏差，側(cè)向加速度，預(yù)操縱和腳蹬位置信號(hào)為基礎(chǔ)，給偏航串聯(lián)舵機(jī)輸入操縱指令。偏航配平舵機(jī)按相反的方向驅(qū)動(dòng)。3. 故障產(chǎn)生的原因及排故過(guò)程3.1可能產(chǎn)生的故障自動(dòng)駕駛儀自檢時(shí)顯示 “3”，根據(jù)自動(dòng)駕駛儀的控制原理，說(shuō)明自動(dòng)駕駛儀航向系統(tǒng)可能存在有故障。引起航向系統(tǒng)產(chǎn)生故障的主要原因有以下幾個(gè)方面：（1）、自動(dòng)駕駛儀控制盒故障；（2）、自動(dòng)駕駛儀計(jì)算機(jī)故障；（3）、航向配平舵機(jī)故障；（4）、航向電位計(jì)故障；（5）、舵機(jī)放大器故障；（6）、航向串連舵機(jī)故障；（7）、航向拉桿微動(dòng)開(kāi)關(guān)故障；（8）、自動(dòng)駕駛儀線路出現(xiàn)斷路或者短路的故障。3.2故障的排除過(guò)程從故障現(xiàn)象看，該機(jī)“C”檢后，自動(dòng)駕駛儀都進(jìn)行了靜態(tài)調(diào)試和動(dòng)態(tài)調(diào)試工作，并且檢查情況良好。但試飛時(shí)空中接通自動(dòng)駕駛儀，飛行員感到腳蹬卡滯，說(shuō)明駕駛儀航向系統(tǒng)中出現(xiàn)故障而導(dǎo)致，依據(jù)故障原因進(jìn)行了如下的故障排除工作：（1）針對(duì)故障現(xiàn)象，更換已經(jīng)校驗(yàn)良好的自動(dòng)駕駛儀控制盒（新件），地面通電檢查自動(dòng)駕駛儀，工作情況良好。開(kāi)車(chē)后試飛，空中接通自動(dòng)駕駛儀（空速74公里/小時(shí)），故障現(xiàn)象未改變。（2）更換已經(jīng)校驗(yàn)良好的自動(dòng)駕駛儀計(jì)算機(jī)后，地面通電檢查自動(dòng)駕駛儀，工作情況良好。開(kāi)車(chē)后試飛，空中接通自動(dòng)駕駛儀（空速74公里/小時(shí)），故障現(xiàn)象還未改變。（3）更換已經(jīng)校驗(yàn)良好的自動(dòng)駕駛儀舵機(jī)放大器后，地面通電檢查自動(dòng)駕駛儀，工作情況良好。開(kāi)車(chē)后試飛，空中接通自動(dòng)駕駛儀（空速74公里/小時(shí)），故障現(xiàn)象依然未改變。（4）用舵機(jī)試驗(yàn)儀檢查串連舵機(jī)和配平舵機(jī)以及航向電位計(jì)，情況良好。（5）用三用表反復(fù)測(cè)量調(diào)整航向拉桿微動(dòng)開(kāi)關(guān)也是良好的。（6）更換機(jī)載設(shè)備件，這是排除故障的最簡(jiǎn)捷方便的方法之一?，F(xiàn)在看來(lái)與機(jī)載設(shè)備件無(wú)關(guān)了。接下來(lái)應(yīng)當(dāng)檢查導(dǎo)通線路，參照自動(dòng)駕駛儀布線圖冊(cè)對(duì)所有與該系統(tǒng)有關(guān)的插頭、導(dǎo)線進(jìn)行了導(dǎo)通和絕緣測(cè)試，均良好。從以上排故的過(guò)程看，與自動(dòng)駕駛儀相關(guān)聯(lián)的機(jī)載設(shè)備存在故障的可能性已經(jīng)排除。能夠引起腳蹬卡滯的現(xiàn)象肯定有其他的原因，于是對(duì)自動(dòng)駕駛儀相關(guān)聯(lián)的機(jī)械操縱系統(tǒng)進(jìn)行檢查。3.3故障的排除當(dāng)檢查機(jī)械專業(yè)航向摩擦鎖、操縱傳動(dòng)桿以及腳蹬的摩擦力時(shí)，經(jīng)分解檢查發(fā)現(xiàn)，與航向配平舵機(jī)（20）相連的航向摩擦鎖（圖2）沒(méi)有裝配倒位，而且凸形墊片裝反，造成摩擦鎖在接通自動(dòng)駕駛儀后摩擦力變化不定，從而導(dǎo)致航向系統(tǒng)腳蹬卡滯。將航向摩擦鎖分解后重新進(jìn)行正確安裝，將凸形墊片調(diào)整為正確安裝位置，并按維修工藝的要求定好力矩。地面通電檢查自動(dòng)駕駛儀，工作情況良好。開(kāi)車(chē)后試飛，空中接通自動(dòng)駕駛儀，故障現(xiàn)象消失。至此腳蹬卡滯的故障現(xiàn)象得以最終排除。4. 結(jié)論針對(duì)自動(dòng)駕駛儀在使用過(guò)程中出現(xiàn)的各種故障現(xiàn)象，提出以下幾點(diǎn)維護(hù)建議：（1）地面無(wú)液壓情況下，禁止接通自動(dòng)駕駛儀，更不能硬式提放總距桿，以免損壞總距電位計(jì)。（2）不必每次使用前都進(jìn)行自動(dòng)駕駛儀的自檢測(cè)。（3）空中飛行時(shí)禁止進(jìn)行自動(dòng)駕駛儀的自檢測(cè)。當(dāng)空速74公里/小時(shí)的飛行速度時(shí)，不要接通自動(dòng)駕駛儀總距預(yù)控功能，即使接通，此功能也被禁止。（4）該故障的排除或許能為外場(chǎng)飛行訓(xùn)練單位在遇到類似故障時(shí)提供參考和借鑒，這樣可以少走彎