47某型直升机飞行抖动故障分析与排除曹学峰5

1、第二十八届（2012）全国直升机年会论文某型直升机飞行抖动故障分析与排除曹学峰1 张宏斌1 赵 鹏2 李春虹1（1.陆军航空兵学院机载设备系，北京 101123； 2. 71906部队 ，山东聊城 252000）摘 要：本文针对某型直升机在飞行过程中蹬左舵时直升机出现抖动，而蹬右舵时故障消失的故障现象进行了分析，并根据故障现象及相关测试判断故障部位为控制增稳系统的航向开关拉杆。通过对航向开关拉杆调整消除了故障。本文对此类故障的排除具有一定参考价值。关键词：直升机；抖动；控制增稳系统；航向开关拉杆1 故障现象及初步判断陆航某团某型直升机在一次飞行训练中，蹬右舵直升机进入右转弯，飞行正常。但当飞行

2、员蹬左舵，试图驾驶直升机进行左转弯时，直升机开始出现航向抖动。随后直升机也进入了左转弯，但是抖动并没有停止，而当退出转弯或切断控制增稳系统后，抖动停止。通过以上现象可以发现，出现故障的关键有两点：一是进入左转弯时故障发生，而当退出左转弯或做右转弯时无故障现象；二是控制增稳系统的通断，当接通控制增稳系统时故障出现，而断开后故障消失。因此，通过以上分析可以初步判断故障部位为控制增稳系统。为了进一步查清故障原因，排除故障，需要对某型直升机的控制增稳系统做详细了解。 2 控制增稳系统结构及工作原理2.1 控制增稳系统功能及特点某型直升机控制增稳系统是一个三轴系统，即能够控制纵向周期通道（俯仰轴）、横向

3、周期通道（横滚轴）以及尾桨控制通道（偏航轴）1。飞行前，在地面上可以利用操纵台进行增稳系统的自检测，根据检测结果可以判别增稳系统工作是否正常。飞行中增稳系统可以根据比较监控结果自动断开故障通道，并发出告警信息。其主要功能如下：(1)接通控制增稳系统之前，利用周期变距杆上的比普按钮进行俯仰和横滚轴的人工电气配平，可以通过相应的并联舵机人工控制卸除驾驶杆上的载荷。(2)接通控制增稳系统之后，可完成以下功能：俯仰、横滚和航向通道的控制增稳、保持和自动配平功能。透明操纵方式下，俯仰、横滚通道比普控制、比普加杆控制、杆断开操纵功能。即：当操作结束后将保持新的姿态基准。俯仰、横滚通道的杆操纵功能人工超控驾

4、驶(透明操纵方式)：不按压驾驶杆上的杆力释放按钮（DBM），不卸掉俯仰和横滚并联舵机产生的预应力所进行的带杆力的人工操纵方式。当操作结束后将自动恢复到初始的、操作之前的飞行姿态基准上。航向通道的脚蹬操纵功能(透明操纵方式)：通过改变脚蹬的位置和方向控制直升机的航向变化。当操作结束后将保持在新的飞行航向上。空速、气压高度、巡航无线电高度保持功能。自动导航、总桨距预控、紊流抑制等其他功能。2.2 控制增稳系统组成及结构控制增稳系统组成结构如图1所示。图1 控制增稳系统组成结构图由图1可见，控制增稳系统包括以下几个主要组成部分：(1)传感器部分传感器部分主要由陀螺地平仪、速率陀螺、侧向加速度计、总距

5、位置传感器、脚蹬位置传感器、周期杆位置传感器和航向拉杆开关等组成。(2)计算放大部分由控制增稳计算机、大气数据计算机和伺服放大器组成。(3)控制部分由操纵台、耦合器操纵台，周期杆、总距杆、脚蹬以及相应的按钮电门组成。(4)执行机构执行机构为电动操纵舵机，按其功能及结构可分为并联（配平）舵机和串联舵机。2.3 控制增稳系统工作原理控制增稳系统接收到航姿系统提供的姿态角及航向角信号、速率陀螺提供的俯仰和倾斜角速度信号、侧向加速度计提供的侧向加速度信号等，由信号放大部分进行综合放大处理，控制电动操纵舵机工作，对直升机进行控制，实现控制增稳功能。控制增稳功能由增稳回路和增控通道两部分组成，增控通道由杆

6、位移传感器和指令模型构成。驾驶员进行杆操纵时，通过杆位移传感器直接将杆操纵转换成电信号加到增稳回路前，由电动舵机经过助力器直接作用于直升机自动倾斜器，克服增稳回路的阻尼作用，增强直升机的机动性。以俯仰轴为例，工作原理如图2所示。横滚和偏航轴与俯仰轴的工作原理相似，偏航通道的控制增稳仅用于脚蹬转弯工作方式。图2 控制增稳系统工作原理图3 故障分析与排除3.1 控制增稳系统自检测根据故障现象已经判断出故障部位可能为控制增稳系统，因此利用控制增稳系统自检测功能进行故障检测。若检测结果显示为“0”，则说明系统正常，若为“1-7”中某个或多个数字，则可通过故障分析手册查找故障原因。但该机返回地面后进行控

7、制增稳系统通电自检测结果显示“0”，表明系统自检测无故障。3.2 进一步分析对直升机进行通电检查，接通控制增稳系统。当蹬右舵时系统工作平稳，无异常情况。但蹬左舵时，有轻微的卡滞感觉。再观察航向串联舵机，当蹬右舵时不工作，当蹬左舵时航向串联舵机在不断的伸缩变化，说明航向通道没有断开。而对航向通道接通和断开进行控制的是航向拉杆开关。其功能是探测由驾驶员操纵脚蹬引起的任何人为的航向操纵位移，此时回路2处于同步方式。偏航通道的二个回路单纯的工作在阻尼状态，以及产生的航向操纵脚蹬的载荷同转动的速率成正比。其结构如图3所示。对航向拉杆微动开关的动作间隙进行调整，结果发现无论如何调整故障均不能排除。随后将航

8、向拉杆微动开关拆下检查发现，触动微动开关摇臂上的滚柱不在中立位置。由此造成了当拉杆受到推力（4.8公斤）时可断开航向通道的控制，但拉杆开关受到拉力时航向通道不能断开。从而造成当控制增稳系统接通时，飞行员蹬左蹬试图使直升机进入左转弯，而控制增稳系统却通过航向拉杆阻止直升机进入左转弯状态。两个互斥的力作用于直升机上使直升机发生抖动。图3 航向拉杆开关拉杆1航向操纵连接的配合端头 2微动开关滚柱 3电气插座 4微动开关安装螺钉 5微动开关调整螺钉 6微动开关支架安装螺钉 7带螺纹的拉杆 8弹簧 9开口（非载荷位置） 10开口调整螺母3.3 故障排除对航向开关拉杆的结构和开关间隙的配合调整，使拉杆的推

9、、拉力达到4.8公斤时均能断开航向通道的控制。然后将直升机恢复后通电检查，故障消失。4 总结和建议（1）发生此类故障时不能盲目相信控制增稳系统自检测结果。某型直升机上控制增稳系统的自检测系统在检测过程中，由于航向拉杆微动开关为常闭开关，因此对于航向开关拉杆不论推、拉，只要能够闭合，检测就通过，即：显示为正常。若盲目相信自检测结果则故障无法进一步进行分析。（2）日常维护过程中，除了注意检查航向开关拉杆的外观及动作外，还应该注意检查其在不同情况下的通断情况，发现问题及时排除。参 考 文 献1 ××型直升机部队培训教材（仪表电气分册）M. 北京：总参××

10、15;局，2007Flight jittering fault analysis and elimination of certain helicoptersCao Xuefeng1 Zhang Hongbin1 Zhao Peng2 Li Chunhong1(1. Department of Airborne Equipment, Army Aviation Institute, Beijing 101123, China)(2. No.71906 PLA, Liaocheng 252000, China)Abstract: Certain helicopter flight appears jittering when the left rudder was treaded, but the phenomenon disappeared when the right rudder was treaded. This fault phenomenon is analyzed in this paper. The fault part is the heading switch lever of control augmentation system by judging through fault phenomen