（中航西飞民用飞机有限责任公司，陕西 西安 710089）

0 前言

飞机降落，高速滑行，在跑道长度有限的情况下，刹车系统正常工作是保证飞机安全的重要前提[1]。据统计， 国产某型飞机在降落滑跑中刹车时，多次出现刹车压力极不稳定的现象，飞机剧烈颠簸，造成安全隐患，同机型在飞行过程中多次出现液压低压告警的情况，影响飞行安全。查找故障原因，进行有效性的故障预防和改进，十分急迫，也是机务人员的职责。

1 飞机液压刹车系统典型故障分析

据统计，飞机刹车系统故障，多表现为刹车失效、刹车压力偏低、机轮“抱死”等现象[2]，根据飞机液压刹车系统原理，导致以上3 种情况的原因均为液压系统压力不稳定所致，经检查发现导致飞机液压系统压力不稳定的原因是刹车管路排气不净。另外，检查发现液压系统油液中也混有气体。那么，是否因为气体的混入导致故障的发生，需进一步研究。

1.1 飞机刹车系统原理

飞机的刹车原理如图1 所示，压力源（主液压泵或应急液压泵）给液压系统供压，刹车管路将压力传递至刹车分配器，通过左、右脚蹬的控制将压力传递到机轮上的活塞腔，在压力作用下，活塞压紧刹车盘，从而达到刹车的目的。由于刹车管路工作时充满油液，正常刹车时回油管路处于关闭状态，所以刹车管路中的油液一般不流动，油液只起传递压力的作用。基于刹车管路的“死腔”特点，为了使管路充满油液，必须在机轮上的放气咀处排油，排掉管路中的气体。连接在管路上的蓄压器的主要作用是在压力源停止工作时储存一定压力，为停机刹车供压。

1.2 刹车系统故障原因分析

经检查发现，该型机刹车系统系列故障的共同特点是刹车系统甚至整个液压系统油液中混有大量的气体。

从有关文献资料可以看出在一定压强下油液夹带1%气体时，其体积弹性增加35.6%。在常温、常压下，空气在液压油中的溶解度一般约为10%，而由于刹车系统的高压性及密封性特点，空气的溶解度远远超过10%，这意味着油液的弹性将大大增大。弹性增大将使油液更易于压缩。在进行刹车时，刹车分配器活门开启，管路中的油液便要从一种稳态向另一种稳态过渡，压强也随之发生变化，同时含气油液如弹簧那样不断交替贮存和释放由机轮传递来的能量，从而形成冲击、振荡（油液中含气量越多，油液越易压缩，振荡越剧烈），外在表现为刹车压力不断变化，极不稳定。

图1 液压系统原理图

由此可见，对该型机而言，造成刹车故障的原因是由于系统中充满大量气体所致。要想解决该问题，必须查找系统的气体来源。由导管连接的飞机液压系统，如图1 所示，该系统的组成具有密封性及循环性。对于一架新飞机，在系统未加液压油之前，整个液压系统的空管路中会充满气体，在给油箱加满液压油后，油箱的出油口与回油口便形成密封，在静止状态下，导管中的气体很难顺利、快速的排出，并会导致大量气体与油液混合。想要排除导管中的气体，唯一的方法就是各分系统进行工作，例如图1 中的前轮转弯系统、起落架收放系统、襟翼收放系统。只有各系统工作，导管中的油液才能形成流动，混有气体的油液回流油箱并静置，油液中的气体才可排于油箱上部空间。MA60 飞机液压油箱带有增压系统，冷气瓶中存储的气压会使油箱中始终具有一定的大气压力，因为油液中空气的溶解量正比于绝对压强，所以油箱中的高气压无形中提高了油液中气体含量，同时也减缓了油气的分离速度。如果系统继续工作，分离不彻底的油气重又进入管路，从而造成管路中仍旧存在气体。

刹车管路上连接有活塞式蓄压器，如图2 所示，在高气压下气体容易从活塞密封处泄漏，从而进入管路。如果在油箱未加油或管路中未充满油的情况下给蓄压器充压，因蓄压器中油液少，活塞密封处没有油液润滑，气体很可能会被压入刹车管路。因此，即使刹车管路中的气体被一次排净，如果蓄压器活塞密封不好，相隔一段时间之后，活塞处的泄漏也能导致管路中重新进入气体。

图2 蓄压器

基于以上2 个方面的气体来源，要想彻底排出系统中的气体，必须使整个液压系统充分工作，尽可能地使油液回流油箱。另外在系统停止工作之后，应放掉油箱中的气压，静置一段时间，使溶于油液中的气体得以充分分离。针对蓄压器漏气可能，要不定期检查蓄压器的压力，以确定蓄压器内部密封良好。

3 刹车系统排气改进

3.1 传统刹车排气方法

刹车系统排气，常用的方法是给系统打压，分别在每个机轮上的排气活门处间断排气，若排气过程中油箱油量减少为15 L 时，用地面加油车给油箱补加油后继续排气，直到没气为止。在日常工作中，因为工作繁忙，操作者往往会忽略这样做或者工作做得不彻底，尤其是在首次系统加油后，系统没有充分静置，各分系统也没有充分工作，加之油箱增压形成的系统缺陷（油箱增压本身就导致油气分离困难，而且油箱中增压气体直接与油液接触，没有隔离措施），在该种状态下，开始进行刹车系统排气，刹车系统排气的目的是排掉刹车管路中的气体，但由于整个液压系统中充满气体，没有放掉油箱气压进行油液静置使其充分分离，这样就导致充满气体的系统液压油不断流入刹车管路，表现为刹车排气不净，用该方法排气经常要耗掉整个油箱（27 L~28 L）甚至于2 倍油箱的油量，并且效果不好。没有彻底排净气体的系统，在飞行中系统剧烈工作时，尤其在降落过程中放下襟翼和放下起落架，容易导致液压泵气塞，刹车压力波动。飞行后不得不重新进行排气。重复的工作既费时又费力（往往需要用几个工作日来排气），造成了大量不必要的油液浪费（加入飞机的液压油必须经过长时间地过滤，排出的油液由于污染而不能重复使用）。

3.2 刹车系统排气方法改进

综合以上分析，建议在做刹车系统排气工作时，按7 个规定执行。1）将刹车系统排气工序安排在本专业其他工序之后（例如前轮转弯试验、起落架收放试验、襟翼收放试验）。各系统的充分工作有利于整个液压系统管路中有气油液充分回流油箱进行分离，同时注意在系统停止工作时及时放掉液压油箱中的气压，确保油气的充分分离。2）油箱加满油在前，蓄压器充压在后。间隔一段时间检查蓄压器中气体压力，用来判断活塞是否漏气。如果蓄压器漏气严重则必须更换。3）排气前检查管路的密封，最好提前一个工作日给加油车和油箱加满液压油，尽量降低油液中的气体含量。4）排气之前24 h 液压系统应停止工作。5）排气前先踩刹车， 使系统管路中的气体充分回流油箱，从而减少排气时油液浪费。6）在刹车排气过程中，需要及时补充油箱中的油液（不能少于15 L），否则气体会进入系统，油箱补加油时应放掉油箱气压，补加油液之后最好等待0.5 h 或更长时间再继续排气。7）间断式排气时，尽量减少每次的排油量，可防止定量器关闭造成不必要的麻烦，每次平缓、少量的排油有利于排气。

3.3 日常维护的工作

日常工作中要注意对刹车系统的维护工作，更换刹车导管及刹车附件时，必须及时进行排气。考虑到管路的渗漏也会造成外部的气体进入系统，例如刹车管路部分，在不刹车时，刹车分配器切断了压力源与刹车管路的连通，刹车管路形成死腔，管路中的油液失去压力，如果此时管路不密封出现渗漏，在失去部分油液之后管路中形成真空腔，在环境压力作用下，外部的空气便可能会进入管路[3]，所以日常要对刹车导管的渗漏故障及时处理。另外，考虑到该型机发动机上的液压泵高于液压油箱的特点，飞行前多转动螺旋桨，防止主液压泵发生气塞现象。