B737NG飛機機身抖動問題研究獲獎科研報告

B737NG飛機機身抖動問題研究獲獎科研報告【摘要】B737NG飛機機身抖動在我司波音機隊中時有發(fā)生，這個問題嚴(yán)重影響了飛機的運行狀態(tài)和旅客舒適度，增加了機組的操作難度和疲勞度[1]。并且在排除過程中難度大，排故時間較長，經(jīng)常影響航班的正常運行。本文通過對歷史故障和系統(tǒng)原理的分析，深入研究了過去遇到此類問題的解決思路和方法，最終給出了機身抖動排故的實際操作方法。

【關(guān)鍵詞】B737NG;機身抖動;前輪抖動;排故

引言

飛機的穩(wěn)定性是飛機設(shè)計中衡量飛行品質(zhì)的重要參數(shù)，它表示飛機在受到擾動之后是否具有回到原始狀態(tài)的能力。如果飛機受到擾動（如突風(fēng)）之后，在飛行員不進行任何操縱的情況下仍能回到初始狀態(tài)，則稱飛機是穩(wěn)定的，反之則稱飛機是不穩(wěn)定的。飛機的穩(wěn)定性包括縱向穩(wěn)定性（飛機的俯仰）、航向穩(wěn)定性（飛機的偏航）和橫向穩(wěn)定性（飛機的滾轉(zhuǎn)）。[2]機身抖動會破壞飛機的穩(wěn)定性，是一種故障發(fā)生的征兆，同時也可成為我們診斷飛機運行狀態(tài)的一種有效手段。機身抖動往往暗示著飛機部件或系統(tǒng)應(yīng)該及時進行維護。此時，如未進行任何維護措施，可能導(dǎo)致部件或系統(tǒng)快速磨損、疲勞乃至失效。

1.B737NG飛機機身抖動現(xiàn)象的分析

B737NG飛機機身結(jié)構(gòu)緊湊，相比A320系列飛機，機身抖動故障出現(xiàn)的記錄較少，研究比較困難，我們從機身抖動的特點、原因和歷史故障記錄等三個方向分析機身抖動現(xiàn)象。

1.1機身抖動的特點

機身抖動故障一般都是機組反映，對于抖動的現(xiàn)象和特點描述不盡相同。在機身抖動的排故過程中，常會遇到“飛機在巡航階段機身抖動”類似的故障描述。[3]然而實際上機身抖動故障的現(xiàn)象和特點是多樣的。根據(jù)抖動發(fā)生的階段不同，抖動的區(qū)域不同，抖動的方向不同，抖動的頻率和振幅的不同，以及某些系統(tǒng)在某種飛行狀態(tài)下是否工作，機身抖動的故障源也不盡相同，所以，我們應(yīng)該首先研究清楚機身抖動的特點。

機身抖動的特點：

（1）機身抖動發(fā)生的階段：要明確機身抖動發(fā)生在滑行、起飛、爬升、巡航、下降或著陸的哪個階段，還是所有飛機階段。

（2）機身抖動時，能明顯感覺到機身抖動的區(qū)域：駕駛艙、前廚房、前客艙、客艙中部（大翼根部）、客艙后部，后廚房，具體哪些區(qū)域。

（3）機身抖動的方向：確定是橫向或垂直方向。

（4）機身抖動時，抖動的頻率和振幅：確定是低頻震動還是高頻震動。20HZ以下，能明顯感覺或觀察到的震動為低頻震動。25HZ以上，只能感覺到震動，有時候伴隨抖動聲。

（5）機身抖動時，某些系統(tǒng)在該飛行階段是否工作：如襟翼、PTU、液壓系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)、備用/正常設(shè)備冷卻風(fēng)扇等等。

1.2導(dǎo)致機身抖動的原因

針對B737NG飛機，導(dǎo)致機身抖動的原因多種多樣，按其特點，可分為飛行舵面導(dǎo)致的機身抖動、飛機局部部件/系統(tǒng)導(dǎo)致的機身局部抖動，以及顛簸導(dǎo)致的機身抖動。顛簸導(dǎo)致的機身抖動是由外部條件導(dǎo)致，無需排故，不在本文研究范圍內(nèi)。

（1）飛行舵面導(dǎo)致的機身抖動

可導(dǎo)致機身抖動的飛行舵面有：方向舵、升降舵及調(diào)整片、水平安定面、副翼及調(diào)整片、襟翼、擾流板等。

（2）飛機局部部件/系統(tǒng)導(dǎo)致的機身局部抖動

可導(dǎo)致飛機局部抖動的部件/系統(tǒng)有：氣象雷達(dá)、前輪、客艙門、起落架艙門、發(fā)動機（伴隨發(fā)動機振動值高或N1跳動）、后緣襟翼整流罩、液壓系統(tǒng)部件、剎車系統(tǒng)部件、再循環(huán)風(fēng)扇、設(shè)備冷卻風(fēng)扇及其他部件/系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)部件不平衡或運動部件卡滯。

（3）顛簸導(dǎo)致的機身抖動（該項不在本文研究范圍內(nèi)）

飛機顛簸是指飛機在飛行中突然出現(xiàn)的忽上忽下、左右搖晃及機身振顫等現(xiàn)象。飛機顛簸主要是由于飛機飛入擾動氣流區(qū)，擾動氣流使作用在飛機上的空氣動力和力矩失去平衡，飛行高度、飛行速度和飛行姿態(tài)等發(fā)生突然變化而引起的。在排除機身抖動故障時，首先應(yīng)該排除該類抖動現(xiàn)象。

1.3深航機隊機身抖動歷史數(shù)據(jù)分析

通過統(tǒng)計分析深航波音機隊過去五年的機身抖動歷史數(shù)據(jù)，得出如下結(jié)論：共計報告機身抖動45起，由于前輪抖動導(dǎo)致的駕駛艙抖動31起。由于顛簸導(dǎo)致的機身抖動（誤報）7起;由于飛行舵面導(dǎo)致的機身抖動2起，該兩起飛行舵面導(dǎo)致的機身抖動故障源分別為：副翼定中凸輪和4號擾流板作動筒;由于后緣襟翼整流罩導(dǎo)致的機身抖動2起;由于氣象雷達(dá)馬達(dá)導(dǎo)致的駕駛艙抖動1起;由于剎車系統(tǒng)的剎車防滯活門導(dǎo)致的客艙抖動1起;由于發(fā)動機震動導(dǎo)致機身抖動1起。如圖1深航B737NG飛機五年內(nèi)機身抖動歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計（2016.9-2021.9）所示。

2.B737NG飛機機身抖動故障的排除方法

在接收到B737NG機身抖動的故障報告時，應(yīng)第一時間向機組了解更多的信息，如抖動發(fā)生的階段、能明顯感受到抖動的區(qū)域、抖動的方向、抖動的幅度、以及抖動時某些系統(tǒng)的工作情況。根據(jù)這些信息有效排除顛簸導(dǎo)致的飛機機身抖動，并進一步盡力排除故障，如信息不足，可安排人員跟機。

跟機人員參照AMM05-51-67-280-801手冊中的要求和圖表，記錄后續(xù)航段出現(xiàn)振動的階段，高度，舵面位置，發(fā)動機振動值，N1有無跳動，發(fā)生區(qū)域（駕駛艙，前艙或后艙），根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，有效尋找機身抖動的故障源。具體步驟可參照工卡TASK05-51-67-280-801AIRFRAMEVIBRATIONCONDITION。

3.B737NG飛機典型機身抖動案例分析——前輪抖動

根據(jù)相應(yīng)AMM、FIM手冊及所涉及的服務(wù)通告等資料得知，引起飛機在滑行、起落架收上時出現(xiàn)前輪抖動/擺動的原因有：前輪磨損不均、或兩前輪磨損程度不一致;扭力臂間隙過大;前輪轉(zhuǎn)彎操縱環(huán)、操縱作動筒襯套等操縱機構(gòu)部件因磨損而間隙過大。

通過統(tǒng)計分析深航波音機隊過去五年的前輪抖動歷史數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)大部分的前輪抖動都是由前輪氣壓不足或前輪磨損不均導(dǎo)致，當(dāng)然也有一些特殊案例如下：

案例一：

飛機在高速滑跑、起飛或降落時反映前輪抖動，首先檢查前輪輪胎壓力是否合標(biāo)（具體數(shù)值參見航線起落架航前工卡），其次檢查兩個輪胎磨損是否均勻，若磨損均勻則進一步檢查輪胎結(jié)構(gòu)是否有損傷，若輪胎正常，則需檢查防扭臂的間隙是否正常，一個直接而又簡單的方法是用手輕輕晃動防扭臂，感覺是否有松動的感覺，若有則表明防扭臂間隙過大，此時可在防扭臂的上、中、下襯套處加裝墊片。若加裝墊片仍有抖動，則必須進一步檢查前輪轉(zhuǎn)彎卡套是否過度磨損，例如某飛機就是一個實例，在加裝墊片無效時最后更換前輪轉(zhuǎn)彎卡套（檢查發(fā)現(xiàn)卡套磨損較多并且前輪轉(zhuǎn)彎作動筒耳軸處襯套也磨損較多）。另外，當(dāng)上述檢查均正常時，可檢查前起減震支柱的伸長量是否正常，因為不恰當(dāng)?shù)那捌饻p震支柱伸長量也會導(dǎo)致前輪抖動。

案例二：

飛機在收前輪時反映前輪抖動，這種情況與機輪觸地時反映抖動有所不同，因此應(yīng)區(qū)別對待。一般來講可能原因主要有：前輪轉(zhuǎn)彎鋼索張力太松需調(diào)節(jié)，前輪轉(zhuǎn)彎作動筒連接耳軸較松，左右前輪的安裝螺帽力矩太低，前輪軸承安裝不正確或有損傷等，前輪收上剎車片磨損不均勻，前輪磨損不均勻，前輪輪胎結(jié)構(gòu)有損傷。因此針對這些可能原因，可逐一進行檢查。例如某飛機曾反映在收輪時有抖動，首先檢查前輪收上剎車片，發(fā)現(xiàn)左右剎車片磨損有些不均勻，因此更換剎車片，但此后故障依舊，按維護手冊檢查鋼索張力正常，轉(zhuǎn)彎機