李青

【摘 要】水平安定面是飞机关键舵面，其卡阻故障直接影响飞机的飞行安全，因此对水平安定面卡阻的故障分析具有重要的现实意义。本文是根据G550故障实例，结合飞机维修手册AMM及维修经验做出的故障分析。

【关键词】水平安定面作动筒；襟翼/水平安定面控制组件

1 故障描述

某架湾流G550飞机在定检后执行调机任务期间，起飞收起襟翼手柄时水平安定面无法作动，同时显示器上出现琥珀色STABILIZER FAILED信息和蓝色FLAP/STAB MAINT REQD A-B信息，飞行员按下EMER STAB电门，断开襟翼和水平安定面联动后襟翼工作正常，水平安定面单向运动最终卡阻在-4.6°位置。

2 原理分析

湾流G550飞机的水平安定面操作分为两种模式：正常操作模式和应急操作模式。（1）正常操作模式下，机组操作中央操作台上的襟翼手柄，把襟翼手柄设置到某一位置，水平安定面会遵循襟翼/水平安定面控制组件（FCU）存储的襟翼/水平安定面内部逻辑移动到相应位置。（2）应急操作模式下（EMER STAB按钮在ARM位），机组只能通过主副驾操作杆上的配平电门操作水平安定面上下作动，这时升降舵配平片的电动配平是脱开的，同时襟翼和水平安定面联动也是脱开的。当水平安定面从应急模式转成正常模式时，水平安定面会在FCU的控制下自动匹配襟翼手柄位置。

如图1所示，整个水平安定面操作由襟翼手柄或配平电门发送命令，襟翼/水平安定面控制组件（FCU）接受命令并接受MAU（模块化航空电子设备组件）提供的空速/大气数据等飞行数据，再根据与襟翼相配平的水平安定面位置数据，输出115V三相交流电驱动电动马达，最后操作水平安定面作动筒（HSA）运动到相应位置。HSA上的反馈装置给FCU反馈作动筒实际位置，最终通过MAU（模块化航空电子设备组件）指示在显示器上。

FCU为整个系统的大脑，它接受襟翼手柄/配平电门位置、大气数据/空速等飞行数据后通过内部储存的逻辑程序驱动和控制水平安定面作动筒达到操作水平安定面的目的。在操作水平安定面和襟翼作动筒期间，FCU不断监控操作过程并自测，确保系统工作正常。水平安定面作动筒是飞行控制系统的重要组成部分，是飞机安全飞行的重要装置。它主要实现两大功能：（1）驱动水平安定面绕其转轴转动，实现飞机的纵向配平；（2）为水平安定面提供支撑，抵消气动载荷产生在安定面转轴上的铰链力矩。G550飞机HSA作动筒主要由电动马达装置、HSA上下连接件、滚珠丝杠螺母组件、防逆转机构、齿轮箱组件、齿轮箱基座和反馈机构组成。当丝杠在电动马达经齿轮组件带动下旋转时，滚珠丝杠螺母在丝杠上做轴线运动，从而带动和HSA连接的水平安定面转动。

HSA抵消气动载荷产生在安定面转轴上的力矩主要是由防逆转机构实现。防逆转机构的结构主要是由推力轴承、棘轮、弹簧爪等部件组成，大约提供400磅的恒定负载用于防止丝杠非正常运动.例如作动筒伸长运动时，外加载荷为压缩载荷时，防逆转机构不参与工作；当外加载荷为拉伸载荷时，防逆转载荷参与工作。而作动筒收缩运动时，外加载荷为压缩载荷时，防逆转机构参与工作；外加载荷为拉伸载荷时，防逆转机构不参与工作。当载荷过大，主弹簧爪失效无法连接棘轮，次级弹簧爪连接棘轮，驱动作动筒运动至基座机械止挡位并锁定，从而锁定水平安定面，此时HSA下基座的指示手柄将在弹簧力的作用下弹至tripped位。

3 排故过程及分析

按工作原理可知，水平安定面卡阻有以下几种可能：襟翼控制手柄故障（命令错误）；FCU故障（控制故障）；HSA故障（作动故障）和电缆故障（传输故障）。飞机落地后经检查，水平安定面位置指示和驾驶舱指示一致，均为-4.6°，并且襟翼控制手柄工作正常；重置FCU跳开关并试车，故障依旧；打开接近面板观察HSA时发现tripped指示手柄在tripped位。后续按照手册重置手柄并校装测试，水平安定面工作正常。

之后翻查定检记录，定检中有一项水平安定面作动筒润滑工作。工卡步骤（b）和（e）中有先把tripped手柄扳到tripped位，润滑后重置手柄至NO tripped位的要求。虽然手册中有重置要求，但是重置过程要求不清，图表中也未标识正确位置指示线；工作结束时未曾要求全行程操作水平安定面数次或者要求水平安定面的操作测试。虽然这次故障不一定是由于工作时重置不当造成，但手册中工作要求不严，程序不妥当确实埋下了一个安全隐患。在此事件后，立即向湾流厂家要求修改手册：（1）工作程序中增加多次全行程操作水平安定面，操作测试的步骤；（2）在工作程序中标明手柄复位后具体位置。之后湾流在接到手册改版要求后，核实信息并表示会尽快修订手册。

4 总结

湾流G550飞机水平安定面操作为电控电操作，不像空客等大型飞机为电控液压操作，所以水平安定面卡阻故障一般可以分为：襟翼控制手柄故障（命令错误）；FCU故障（控制故障）；HSA故障（作动故障）和电缆故障（传输故障）。但是，由于小型飞机的手册没有波音、空客等大型机那么完善，因此，就算完全按照手册维修的情况下也会埋下安全隐患。对工作原理的良好理解和对手册中一些重要步骤的注意，将是故障排除的良好工具，当然把手册中的错误和改进方法告知制造厂家，将是帮助后人的有效办法。

【参考文献】

[1]蔡满意.飞行控制系统[M].国防工业出版社出版，2007.

[2]李幼兰.空气动力学和维护技术基础[M].兵器工业出版社，2006.

[3]湾流G550飞机维护手册[S].24版（2015）.

[责任编辑：王楠]