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通用飞机常见机械故障的处置方法初探

来源:民航资源网 作者:蔡国忠 2015-01-07 13:37:53 我来说两句(0)

专业分类通用航空 文章编号】38-2015-0007

  

  2014年12月29日英国维珍航空公司的波音747飞机在执飞英国伦敦到美国洛杉矶的飞行中,发生主起落架单边放不下的机械故障,机长空中耗油4小时对飞机减重后实施成功着陆。事后,有网友评价说:终于听到航空界的好消息,给脆弱的神经一丝安慰。如大家所知,2014年对航空界来说,是很不好的一年,一度让乘坐飞机出行的人们心理上蒙上了阴影。

  国内方面,奥凯和幸福航空新舟60飞机使用过程中也发生过落架无法放下、滑行中前起落架自动收起的故障。刚刚取证的ARJ700型号飞机,也被网友质疑,给高速成长的中国制造带来了不小的压力。

  通用航空方面,中航通飞珠海公司前几年也曾发生过塞斯纳208发动机停车场外迫降的飞行事故。2014年刚刚修改的民航61部执照系统规定,航校取得商照必须要有收放起落架和涡轮增压复杂类飞机的训练,有民营机构问:“作为单发商照,国内没有单发可收放起落架的飞机啊,目前只能用多发飞机来代替,这不是直接增加了训练成本吗?”但实际上国产小鹰500飞机就可以。可见,随着局方61部规则的重新修订,小鹰500飞机越来越多的被用到培训、观光、体验飞行等新型通用航空项目中来。2014年6月,中航通飞华北公司塞斯纳合资公司塞斯纳208型飞机成功下线,还有水上型海鸥300,蛟龙600等型号的飞机也正逐渐走向一线营运市场。可以预见,未来随着低空开放,祖国的天空上会有越来越多的中航通用飞机公司的飞机承担各类通用航空飞行活动。笔者现任中航通飞华北公司飞行部飞行员,前身在空军服役24年,飞过6种型号的国产教练机、歼击机、通用类飞机,遇到过起落架放不下来、发动机震动、襟翼放不下、发动机间歇性停车等机械故障。客观的说,作为中国制造的飞机,机械故障一直在一个较高的万时率上(万时率:每飞行一万小时坠毁数目),安全形势不容乐观。在制造厂家努力改进的同时,作为飞行人员掌握机械故障的处置方法进而保证飞行安全也是非常必要的。下面笔者就结合自己处置一起起落架放不下故障为例,跟大家共同探讨一下通用类飞机常见机械故障的处置方法。

一、起落架放不下来

  处置实例:

  时间:1993年3月

  地点:第四飞行学院藁城机场

  机型:初教六

  天气:能见度0.8公里,南东风3-4米

  故障类型:右主起落架放不下

  当日飞行科目为仪表综合大航线单飞,所以在0.8公里的能见度条件下实施,这个能见度给指挥员和笔者处置特情带来了极大的困难。笔者当时总飞行时间50余小时,属于起落单飞后,仪表大航线飞行考核后的第一次单飞。当笔者通过远距导航台放下起落架,发现起落架收放指示器显示右主轮放好绿色信号灯未亮,想机翼观察起落架收放指示杆伸出一半。判断为右起落架未完全放好,无法进行放下位置上锁。进行了检查,发现冷气压力下降为零。初步判断是收放系统动作筒裂开或漏气。笔者就这一情况向指挥员进行了报告,指挥员指挥笔者继续进近,进行低高度通场,以便于塔台观察起落架收放情况。

  笔者打开暗舱罩下降高度,至跑到头下降到高度10米,尽量靠近塔台一侧的实施通场。指挥员观察到起落架情况后指挥:右起落架未完全放出,上升高度,进行俯冲跃升大载荷甩出。笔者加满油门,上升至500米,做较小的航线转了一圈,再次通场,在跑道上空连续进行了2次俯冲跃升,再次观察起落架指示杆和指示器,发现并没有甩出来。就请示指挥员用横滚动作甩出来。指挥员指挥:可以,向右做横滚。笔者没有进行思索,回答:明白。然后再次沿小航线转过来通场,在跑道上空连做2个向右的横滚,改平飞后,发现起落架依然没有放下来。这时候,指挥员口气开始急促,笔者头上开始冒汗,机场气氛仿佛凝重起来。笔者上升高度一转弯稍晚,决定做正常航线,在第三边,开始思索究竟哪里没有做正确,一个闪念在笔者脑海里一晃,指挥员理解为像扳手腕一般向右做滚转,定可以甩出起落架。但是这样右侧起落架作为滚转来说,是走的旋转的内圈,那么其离心力就要比左侧小的多。正确的做法应该是想左做横滚才对。笔者想到这里马上询问指挥员:“我是不是滚转方向错误了?我做个左横滚试试?”

  指挥员口气严厉的说:“没有错,通场后继续做右横滚。”

  笔者这时候开始着急,直接说:“我做左横滚试试!”

  指挥员无奈的说:“好吧!”

  再次通场后,笔者连着做了2个左横滚。改平坡度后,惊喜的发现起落架放好绿色指示灯亮了,观察机翼指示杆完全伸出。遂向指挥员报告:起落架已经放好,请示着陆。

  指挥员指挥道:再次低空通场,塔台观察放好后再实施着陆。

  于是笔者再次进行了10米通场,通过塔台,指挥员指挥:起落架放好,建立小航线着陆。

  笔者着陆滑跑过程中由于没有冷气,用杆和舵保持方向,滑跑后段,打开应急冷气瓶,应急刹车,转弯脱离跑道,脱离跑道后,为防止应急冷气瓶冷气漏光,停止滑跑后进行了关车,打开座舱盖,自行出了座舱。半个小时候,笔者换了另外一架飞机完成了该次单飞。

  成功经验:笔者心理素质过硬,处理这起起落架放不下来的机械故障时年仅19岁,飞行时间为50小时,在特技带飞中学过横滚动作,以初生牛犊不怕虎的勇气大胆实施了横滚处置。着陆滑跑过程中打开应急冷气瓶,实施刹车,避免冲出跑道。

  不足之处:由于飞行小时数较少,在指挥员指挥过程中,不能够正确思考,在做横滚特技动作时,高度为500米,高度较低,应该上升到800米。第二就是没有及时检查油量情况,幸亏是飞仪表大航线第一架次单飞,属于加满油状态,所以能支撑航线上转了5圈。第三,处置办法单一和不够成熟。起落架放不下来,为了让起落架承受较大的离心力和载荷,单纯的俯冲跃升动作不如急上升转弯,急上升转弯可以使起落架承受7个以上的载荷,其载荷持续应该大于横滚。另外也可以做左大坡度盘旋以获得较大的载荷和离心力。还有一种更为有效的方法,但不是一个学员所能掌握的技术,那就是以大于着陆20-30公里/小时的速度进行前轮和左轮在跑道上重接触,飞机触跑道随即弹起,利用瞬间外力,震出右边起落架,但是这动作需要极高的目测技术水平,一般飞行员无法完成这个动作。另外,除轻型机以外,不建议使用,以防飞机受力太重,造成飞机大梁变形和机体受损变形。

二、发动机故障

  出于经济性的考虑,通用类飞机基本上都有螺旋桨类的活塞或涡桨发动机,其加速性较好,能较为轻松的完成起降、特技、短途运输和各类型的作业任务。相对于涡轮和涡扇发动机其也有故障率较高,维护困难等因素。那么我们下面就活塞和涡桨发动机常见的发动机震动和发动机间歇性停车等常见故障来做探讨和分析。

  1、发动机震动

  现象:

  (1)、发动机包皮震动明显,飞机呈“摇头”状态。

  (2)、功率下降,速度减小。

  原因:

  (1)、过贫油或过富油。

  (2)、点火系统故障。

  (3)、汽缸头温度或汽化器温度过低。

  (4)、发动机部分机件损坏(如排气门座脱落、涨圈磨损、汽缸头裂纹等)。

  处置:

  (1)、起飞滑跑过程中,发动机震动,应收光油门停止起飞。

  (2)、空中发动机震动,报告飞行指挥员。

  (3)、调整油门变距至震动最小位置。

  (4)、查明原因,按规定进行处置。

  (5)、处置无效时,立即转向机场小航线着陆,去就近机场或迫降场迫降。

  2、发动机间歇性停车

  原因:

  (1)、排气门杆膨胀。

  (2)、汽化器过脏,油路瞬间堵塞或油路气塞,造成短时间不供油。

  (3)、汽缸头温度过低,加油门动作粗。

  (4)、高空杆使用不当。

  处置:

  (1)、检查汽油压力和汽缸头温度。

  (2)、活动油门和打手摇泵。

  (3)、干笑鱼鳞板。

  (4)、将高空杆拉至最后。

  (5)、处置无效后,去就近机场着陆或迫降。

  3、螺旋桨飞转

  现象:

  (1)、转速超过机型最高设计转速。

  (2)、螺旋桨发生尖锐刺耳的声音。

  (3)、拉力减小,高度下降。

  原因:

  (1)、调速器分油活门被卡在下位。

  (2)、调速器弹簧被压缩过紧。

  处置:

  (1)、起飞滑跑过程中,螺旋桨飞转时,应停止起飞。

  (2)、空中飞转,迅速拉回变距杆,同时收小油门,若转速不能恢复正常,迅速活动几次变距杆。

  (3)、处置无效时,立即着陆。

  从上面几种常见的发动机部分故障来看,基本上集中在点火系统、汽化器、滑油系统等部位,如果不掌握其原理,就难以正确判断故障类别,就不能正确进行处置。中航通用飞机公司小鹰500选用美国莱康明(TEXTRONLYCOMING)公司生产的6缸水平对置气冷活塞式发动机。该发动机可靠性高,有性能优良、技术先进、耗油低、操纵简单、维护方便等特点。螺旋桨为美国哈策尔(HARTZELL)公司生产的全金属、恒速、变距、不可顺桨的两叶螺旋桨。塞斯纳208和国产运12则采用了加拿大普惠公司的PT6A系列发动机。滨州钻石公司前期生产的DA20训练机型在蔚蓝航校使用过程中,发生数次空中停车故障,后来滨州钻石公司对发动机进行了升级,换装了涡桨的发动机。而加拿大普惠公司的PT6A系列发动机也曾多次发生空气/滑油冷气系统的热交换活门故障。所以说,无论何种飞机,安全是相对的,作为飞行人员一定研究透其原理,对保证安全是很有帮助的。

  故障高发的点火系统是由磁电机、电咀和磁电机开关等组成,它主要解决两个问题,一个是适时地产生高压电,另一个是在高压电的条件下保证产生电火花。高压导线用来传导高压电,如果受到高温、摩擦等影响,或在云、雨中飞行渗入水分,高压导线的绝缘体就易被高压电击穿而发生漏电,从而影响到电咀的正常跳火。中航通飞华南公司处在亚热带的南部,一年之中有除了冬季以外,基本上是较为潮湿的气象条件下飞行,而且海拔较低,起飞或者空中飞行都很少使用满功率,时间长了,电咀也容易受潮、挂油或积碳,这是点火系统故障的主要原因。飞行员每次飞行结束后关车前应该退油门至额定烧一下电咀,机务人员也应该对电咀进行定期清除积碳和电咀间隙的调整。

  滑油系统是降低发动机内各部件相对运动时产生的摩擦受损程度的系统,另外兼顾螺旋桨桨叶角的调整。发动机工作时,滑油箱内的滑油被滑油进油泵抽出、加压,经过滑油滤过滤后,进入发动机。在发动机内部,滑油通过专门的油路进入各摩擦面之间去润滑。润滑后的滑油从各处汇集到机匣下部的收油池内,然后再由滑油回油泵抽出,经滑油散热器降低温度后,送回滑油箱,就这样不断循环完成润滑和降温任务。通过对原理的了解,那么滑油系统最容易出现问题的就是滑油箱内滑油过少,滑油泵损坏,调压弹簧调整不当、失效或调压活门被阻在打开位置,这就造成滑油无法完成整个循环,无法对发动机机件进行润滑,造成发动机温度过高,也无法对螺旋桨进行变距调节,造成飞转。飞行员上飞机前一定要询问机务人员关于滑油加载情况,空中飞行观察滑油温度表、压力表,如果温度过高、滑油压力明显降低,那就可以判明滑油系统故障,随后按规定进行处置。在冬季飞行,也要防止滑油散热器内滑油冻结,造成滑油无法完成循环,中航通飞华北公司、呼伦贝尔公司尤其注意这一点。

  活塞发动机汽化器和涡桨发动机的燃气燃烧室是燃油系统最主要的附件,其最主要故障和工作不稳定是混合燃气比,各机型的飞行手册上都有具体的参数,在飞行中飞行员定时扫视这些参数,一旦发现异常,那么就要正确判断,然后根据原因进行处置。

  三、迫降的方法和注意事项

  通用类飞机大部分活动在低空,这是其飞行性能和作业特点决定的,一旦发生机械故障,故障解除尚可返场着陆,如果护长无法处置,那么最后一招就是做好场外迫降。场外迫降处置的成功与否,直接关系着整个机组和飞机的安全。

  操纵程序:

  1、保持该机型有利速度下滑,选好迫降场,迅速操纵飞机以30度的坡度转向迫降场。

  2、通知机组人员打开舱门,安置好乘机人员,投掉无固定的货物,系好安全带,作好迫降准备。

  3、根据地形、风向,确定迫降方向(尽可能逆风着陆)。

  4、目测留有备份高度,若目测过高,可用增放襟翼或侧滑下降的方法修正(夜间迫降时,应参考无线电高度表的指示,判断高度,高度100米以上打开机上着陆灯)。

  5、高度50米,关闭油箱、发动机、蓄电瓶开关(夜间不关蓄电瓶开关)。

  6、高度10---8米开始拉平,操纵飞机以较大的仰角和较小的速度接地。

  7、接地后迅速脱离飞机。

  注意事项:

  1、迫降场应尽量选在地势平坦、开阔和靠近公路、村庄的地带;夜间要避开灯光点。

  2、一定要投掉无固定的货物,防止在迫降过程中,由于无固定的货物冲撞,造成人员受伤或起火。

  3、高度100米以下,发动机停车,通场应该照直迫降,尽量不要转弯,以防止下降高度过快,来不及做迫降动作。并注意观察地形,避免与障碍物相撞。

  4、在稻田、湿软地带或狭小的场地上进行迫降时,接地前应用力蹬出单舵,使飞机侧滑接地(通用类飞机一般翼展宽度大于机身长度),以免与障碍物相撞或拿大顶。

  5、在庄稼地迫降时,应以农作物梢部当做地面进行迫降;在耕地迫降时,应顺着垄沟迫降。

  6、在森林或灌木丛林迫降时,应尽量选择在树木矮小的稠密地带,以树梢当地面进行迫降。

  7、在丘陵、山地或谷底进行迫降时,应选择较为平坦的地带(如浅河床)使飞机由低到高方向接地。

  8、在上水迫降时,一般应逆风迫降。如水面有涌浪而风速不超过8米/秒时,则可不考虑风向,横涌浪传播方向迫降。迫降时,如果能抛掉座舱盖的尽量抛掉,不放襟翼,不开舱门。

  综上所述,通用类飞机在低空的航空活动,特殊情况往往在最意想不到的时候发生,其情况往往比较复杂,可供处置的时间短,如果按照航线飞行员翻阅手册进行处置,往往错过最佳的处置时机。这就要求飞行员一定要熟练掌握处置常见特情的本领,只要进行了正确的判断和处置,就能尽最大可能的把损害降到最低。笔者在部队飞行的时候,见证了三次场外迫降,都保证了人机安全,所以飞行员遇到低空机械故障时,一定要对自己充满信心,勇气和技术直接决定最终的结果,这是我们应该重视的。

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