B737NG飞机机身抖动问题研究获奖科研报告

B737NG飞机机身抖动问题研究获奖科研报告【摘要】B737NG飞机机身抖动在我司波音机队中时有发生，这个问题严重影响了飞机的运行状态和旅客舒适度，增加了机组的操作难度和疲劳度[1]。并且在排除过程中难度大，排故时间较长，经常影响航班的正常运行。本文通过对历史故障和系统原理的分析，深入研究了过去遇到此类问题的解决思路和方法，最终给出了机身抖动排故的实际操作方法。

【关键词】B737NG;机身抖动;前轮抖动;排故

引言

飞机的稳定性是飞机设计中衡量飞行品质的重要参数，它表示飞机在受到扰动之后是否具有回到原始状态的能力。如果飞机受到扰动（如突风）之后，在飞行员不进行任何操纵的情况下仍能回到初始状态，则称飞机是稳定的，反之则称飞机是不稳定的。飞机的稳定性包括纵向稳定性（飞机的俯仰）、航向稳定性（飞机的偏航）和横向稳定性（飞机的滚转）。[2]机身抖动会破坏飞机的稳定性，是一种故障发生的征兆，同时也可成为我们诊断飞机运行状态的一种有效手段。机身抖动往往暗示着飞机部件或系统应该及时进行维护。此时，如未进行任何维护措施，可能导致部件或系统快速磨损、疲劳乃至失效。

1.B737NG飞机机身抖动现象的分析

B737NG飞机机身结构紧凑，相比A320系列飞机，机身抖动故障出现的记录较少，研究比较困难，我们从机身抖动的特点、原因和历史故障记录等三个方向分析机身抖动现象。

1.1机身抖动的特点

机身抖动故障一般都是机组反映，对于抖动的现象和特点描述不尽相同。在机身抖动的排故过程中，常会遇到“飞机在巡航阶段机身抖动”类似的故障描述。[3]然而实际上机身抖动故障的现象和特点是多样的。根据抖动发生的阶段不同，抖动的区域不同，抖动的方向不同，抖动的频率和振幅的不同，以及某些系统在某种飞行状态下是否工作，机身抖动的故障源也不尽相同，所以，我们应该首先研究清楚机身抖动的特点。

机身抖动的特点：

（1）机身抖动发生的阶段：要明确机身抖动发生在滑行、起飞、爬升、巡航、下降或着陆的哪个阶段，还是所有飞机阶段。

（2）机身抖动时，能明显感觉到机身抖动的区域：驾驶舱、前厨房、前客舱、客舱中部（大翼根部）、客舱后部，后厨房，具体哪些区域。

（3）机身抖动的方向：确定是横向或垂直方向。

（4）机身抖动时，抖动的频率和振幅：确定是低频震动还是高频震动。20HZ以下，能明显感觉或观察到的震动为低频震动。25HZ以上，只能感觉到震动，有时候伴随抖动声。

（5）机身抖动时，某些系统在该飞行阶段是否工作：如襟翼、PTU、液压系统、刹车系统、备用/正常设备冷却风扇等等。

1.2导致机身抖动的原因

针对B737NG飞机，导致机身抖动的原因多种多样，按其特点，可分为飞行舵面导致的机身抖动、飞机局部部件/系统导致的机身局部抖动，以及颠簸导致的机身抖动。颠簸导致的机身抖动是由外部条件导致，无需排故，不在本文研究范围内。

（1）飞行舵面导致的机身抖动

可导致机身抖动的飞行舵面有：方向舵、升降舵及调整片、水平安定面、副翼及调整片、襟翼、扰流板等。

（2）飞机局部部件/系统导致的机身局部抖动

可导致飞机局部抖动的部件/系统有：气象雷达、前轮、客舱门、起落架舱门、发动机（伴随发动机振动值高或N1跳动）、后缘襟翼整流罩、液压系统部件、刹车系统部件、再循环风扇、设备冷却风扇及其他部件/系统旋转部件不平衡或运动部件卡滞。

（3）颠簸导致的机身抖动（该项不在本文研究范围内）

飞机颠簸是指飞机在飞行中突然出现的忽上忽下、左右摇晃及机身振颤等现象。飞机颠簸主要是由于飞机飞入扰动气流区，扰动气流使作用在飞机上的空气动力和力矩失去平衡，飞行高度、飞行速度和飞行姿态等发生突然变化而引起的。在排除机身抖动故障时，首先应该排除该类抖动现象。

1.3深航机队机身抖动历史数据分析

通过统计分析深航波音机队过去五年的机身抖动历史数据，得出如下结论：共计报告机身抖动45起，由于前轮抖动导致的驾驶舱抖动31起。由于颠簸导致的机身抖动（误报）7起;由于飞行舵面导致的机身抖动2起，该两起飞行舵面导致的机身抖动故障源分别为：副翼定中凸轮和4号扰流板作动筒;由于后缘襟翼整流罩导致的机身抖动2起;由于气象雷达马达导致的驾驶舱抖动1起;由于刹车系统的刹车防滞活门导致的客舱抖动1起;由于发动机震动导致机身抖动1起。如图1深航B737NG飞机五年内机身抖动历史数据统计（2016.9-2021.9）所示。

2.B737NG飞机机身抖动故障的排除方法

在接收到B737NG机身抖动的故障报告时，应第一时间向机组了解更多的信息，如抖动发生的阶段、能明显感受到抖动的区域、抖动的方向、抖动的幅度、以及抖动时某些系统的工作情况。根据这些信息有效排除颠簸导致的飞机机身抖动，并进一步尽力排除故障，如信息不足，可安排人员跟机。

跟机人员参照AMM05-51-67-280-801手册中的要求和图表，记录后续航段出现振动的阶段，高度，舵面位置，发动机振动值，N1有无跳动，发生区域（驾驶舱，前舱或后舱），根据记录的数据，有效寻找机身抖动的故障源。具体步骤可参照工卡TASK05-51-67-280-801AIRFRAMEVIBRATIONCONDITION。

3.B737NG飞机典型机身抖动案例分析——前轮抖动

根据相应AMM、FIM手冊及所涉及的服务通告等资料得知，引起飞机在滑行、起落架收上时出现前轮抖动/摆动的原因有：前轮磨损不均、或两前轮磨损程度不一致;扭力臂间隙过大;前轮转弯操纵环、操纵作动筒衬套等操纵机构部件因磨损而间隙过大。

通过统计分析深航波音机队过去五年的前轮抖动历史数据，发现大部分的前轮抖动都是由前轮气压不足或前轮磨损不均导致，当然也有一些特殊案例如下：

案例一：

飞机在高速滑跑、起飞或降落时反映前轮抖动，首先检查前轮轮胎压力是否合标（具体数值参见航线起落架航前工卡），其次检查两个轮胎磨损是否均匀，若磨损均匀则进一步检查轮胎结构是否有损伤，若轮胎正常，则需检查防扭臂的间隙是否正常，一个直接而又简单的方法是用手轻轻晃动防扭臂，感觉是否有松动的感觉，若有则表明防扭臂间隙过大，此时可在防扭臂的上、中、下衬套处加装垫片。若加装垫片仍有抖动，则必须进一步检查前轮转弯卡套是否过度磨损，例如某飞机就是一个实例，在加装垫片无效时最后更换前轮转弯卡套（检查发现卡套磨损较多并且前轮转弯作动筒耳轴处衬套也磨损较多）。另外，当上述检查均正常时，可检查前起减震支柱的伸长量是否正常，因为不恰当的前起减震支柱伸长量也会导致前轮抖动。

案例二：

飞机在收前轮时反映前轮抖动，这种情况与机轮触地时反映抖动有所不同，因此应区别对待。一般来讲可能原因主要有：前轮转弯钢索张力太松需调节，前轮转弯作动筒连接耳轴较松，左右前轮的安装螺帽力矩太低，前轮轴承安装不正确或有损伤等，前轮收上刹车片磨损不均匀，前轮磨损不均匀，前轮轮胎结构有损伤。因此针对这些可能原因，可逐一进行检查。例如某飞机曾反映在收轮时有抖动，首先检查前轮收上刹车片，发现左右刹车片磨损有些不均匀，因此更换刹车片，但此后故障依旧，按维护手册检查钢索张力正常，转弯机