陈子嵘

(东航工程技术公司,上海 200335)

747-400F货舱机头门系统原理及故障分析

陈子嵘

(东航工程技术公司,上海 200335)

747-400F全货机机有一套不同于其他飞机的系统,就是货舱机头门系统,这套系统是为了满足超长货板装卸而特别设计的一套工作系统,本文基于这一工作系统,结合机型手册,实际工作,就该系统的工作原理和航线故障进行分析和整理。

全货机 机头门系统 装载 故障

1 货舱机头门系统的工作原理

1.1 概述

货舱机头门系统主要包含以下主要部件:(1)推拉凸轮作动器。(2)21个锁装置。(3)电动驱动组件。(4)2个驱动软轴。(5)2个线性作动器。(6)可调节整流罩。(如图1所示)

当货舱机头门在锁定位置时,货舱机头门是利用16个电动的锁销和5个固定的锁销固定在飞机的机身结构上的。机头门在开关操作是在主货舱的灯光和控制面板上进行控制的。机头门的锁定信号指示面板就位于控制面板下方,机头门关闭信号面板位于锁定信号指示面板下方,在机身的右侧还有锁作动筒测试面板,机头门控制设备组件。

图1

1.2 工作原理

1.2.1 机头门锁系统

机头门锁系统在机头前缘上包括21个锁销机构,为了方便识别这些锁销机构,分为左侧1号到10号锁销机构,右侧1号到10号锁销机构,还有一个单独的11号锁销机构位于机头顶部。左右两侧1号到8号锁销机构是由电动作动筒驱动的,左右两侧的9号、10号,以及11号锁销及结构是固定式的。(如图2所示)

图2

每个电动锁销机构都包括一个与机头紧密配合的机构(PORTAL LATCH FITTING),一个由电马达驱动的锁销,马达刹车,过载保护器,减速齿轮系。在作动器的内部有位置限制电门,用来控制作动器的伸长和收缩量,它的三相交流电是由主货舱操作汇流条供给的。同时该作动器也可以采用人工控制的方法驱动(MANUAL DRIVE INPUT),人工驱动轴上装有剪切销用来防止驱动力过大造成作动器的损坏。

图3

1.2.2 机头门推拉凸轮作动器

推拉凸轮作动器(PUSH-PULL CAM ACTUATOR)的作用是,当机头门关闭时将机头门拉回到关闭位,使锁作动器将机头门锁住。当机头门打开时,将机头门推离结构封严大约1．3英寸(3．3厘米),使机头门可以顺利打开。(如图3所示)

推拉凸轮作动器的电源是有主货舱操作汇流条供给的。作动器包括了一个直流马达,热敏过载保护器,一个齿轮箱,控制伸出和收回的位置极限电门。当机械到达极限位置时,作动器自动停止,如果极限电门损坏或故障,我们还可以采用人工操控(M ANU AL DRIVE)的方式进行操作。

1.2.3 机头门提升系统

机头门提升系统主要包括一个电源驱动组件(DRIVE UNIT),2根驱动软轴(FLEXIBLE DRIVE SHAFT),2个线性的作动器(LINEAR ACTUATOR)。注:电源驱动组件同时驱动2个线性作动器。(如图4所示)

图4

电源驱动组件的三相电源是由主货舱货舱操作汇流条供给的,驱动组件主要包括了一个交流马达,位置极限电门,过载保护装置。

线性作动器包括一个旋转的蜗杆,它通过万向接头连接在机头门的结构件上,蜗杆是由电源驱动组件驱动,通过旋转涡轮来控制机头门的开度。位置极限电门是包含在提升驱动组件中的,因此在软轴脱开后需要重新校准才能保证2根软轴的同步性。在更换软轴,人工驱动组件和更换驱动组件时通常会发生这种情况。

1.2.4 机头门的信号指示和测试系统

机头门的控制是通过位于飞机左侧装载中心的H121面板实现的,面板主要包括系统的电源开关,门的控制开关,4个电源指示灯和灯的测试开关。(如图5所示)

机头门锁指示面板H449就位于面板H121下方,H449面板有16个绿色和琥珀色相间的指示灯,当绿色灯( LATCHED)亮时表示门的锁销完全伸出,当琥珀色灯(NOT LCHD)亮起时表示门的锁销没有完全伸出,机头门尚未锁好。

机头门关闭指示面板H548也位于装载中心,在机头门的底部有2个临近电门,临近电门指示灯也是有绿色和琥珀色相间的。当绿色灯(CLOSED)亮时,临近电门感应到机头门已经关闭,当琥珀色灯(NOT CLOSED)亮时,临近电门感应机头门没有关闭。

门锁测试面板H482位于机身的右侧,可以用来判断16锁作动器的故障。旋钮开关和2个绿色指示等可以帮忙你判断每个所作动器的工作状态。

1.2.5 机头门的操作控制

机头门的控制面板H12 1位于机身左侧,电门(SYSTEM POWER)利用弹簧力保持在中立位,按压该电门使机头门电路接通有电,在操作机头门开和关时,必须保持电门在ON的位置。机头门的位置指示是通过2个灯表示的,当门完全打开到最大位置时,蓝色指示灯(DOOR UP)亮起,当门完全锁到位且16个电动锁销锁好时,绿色指示灯(LATCHES CLOSED)亮起。当电门(SYSTEM POWER)按压至OFF位时,灯(LOCK-OUT ENGAGED)是用来确认门的控制电路完全断电。按压电门(LAMP TEST)可以对控制面板进行灯光测试。(如图5所示)

图5

当操作机头门时,实际上是将上述部件:驱动组件,推拉作动器和16个电动锁销组合起来。按压电门(SYSTEM POWER),指示灯(POWER ON)灯亮,门锁作动筒开始解锁,每个锁销都有个位置极限电门,当所有16个锁销琥珀色指示灯(NOT LCHD)亮时,说明所有锁销解锁到位,这时推拉作动器有电,将机头门向前推出约1．3英尺,当推拉作动器完全伸长时,电动驱动组件有电,操作机头门打开,当机头门到最大开度时,驱动组件内的极限电门使驱动组件停下来的同时出发灯(DOOR UP)亮起。完全打开机头门大概需要90秒的时间。在完全打开机头后需要让驱动组件冷却大约4分钟后才能关闭机头门防止驱动组件出现超温停转现象。

在飞机起飞前切记将电门(SYSTEM POWER)按压至关闭位,确认灯(LOCKOUT ENGAGED)亮起,释放电门,这时机头门系统完全失电,所有指示灯均熄灭,如果系统仍然有电,在EICAS显示器上会出现机头门警告。

2 故障与分析

2.1 故障描述

机头货舱门打开到最大时,门开指示灯不亮,关闭机头门所有锁销确认锁定后,EICAS状态页依然显示DOOR NOSE CARGO信息,CMC中除了有机头门故障信息外无其他相关故障信息。如图6所示。

图6

2.2 维修动作

(1)检查CMC52章只有DOOR NOSE CARGO故障信息。(2)怀疑机头门提升作动器的极限位置电门故障,更换提升作动器,提升工作正常,故障依旧,机头门开到最大灯依然不亮(已更换新灯泡)。(3)更换面板继电器R761机头门开灯依然不亮。(4)根据AMM重新校装机头门两侧线性作动器,机头门开到最大后,门开指示灯亮,关闭并锁定机头门后,故障信息依旧。(5)测量面板导线D6137P(pin8)到D3139P(pin16)正常,无短路。(6)更换MAWEA卡(YWXA002)后,信息消失,故障排除。

2.3 故障分析

(1)从SSM中可以看出门开灯不亮最有可能的是继电器R761(红圈)没有吸合,但是更换继电器后指示灯仍旧亮,于是向下游寻找接地点,没有接地点指示灯也是不亮的。如图7所示。

图7

(2)查看SSM中的门警告系统中,接地点是在门的提升作动筒内部的,所以更换提升作动筒,更换后门开指示灯依然不亮,这是想到对机头门线性作动器进行校装,图中关闭机头门直到驱动马达不转后安装校装销ND-2,如果不能安装需要脱开软轴直到可以将校装销插入,此时拔出校装销,操作机头门在全开再全关,观察检查孔,确保作动筒的轴在孔内可以看到25%到75%,校装结束后,再次操作机头货舱门全开,门开指示灯亮,但是机头门EICAS状态页依然有DOOR NOSE CARGO故障信息。

(3)测量面板导线D6137P(pin8)到D3139P(pin16)正常,无短路现象。再次翻阅S SM分析得出,EI C AS状态页警告信息是由MAWEA卡架的YWXA002 SCID CARD 3给到EUI显示的,更换YWXA002卡后,故障信息消失,至此故障全部排除。

3 结语

本文对B747-400F飞机机头门系统进行了一番梳理。一方面,对机头门的系统进行了介绍,另一方面,应该更深入地结合系统原理和故障现象进行合乎逻辑的推理,做到“有的放矢”的排故,从而减少盲目更换部件来判断故障的排故习惯。排故不仅局限于更换部件和系统测试,尤其是对飞机重要系统有故障时要更加慎重和严谨处理。在严格遵循FIM 手册的排故程序的基础上,我们还需要要充分掌握系统原理、结构和控制逻辑关系,进行故障隔离和故障判断。