CESSNA 172 飛機襟翼控制系統故障分析及維護

洪常軍

（中國民用航空飛行學院新津分院，四川 新津 611431）

CASSNA172 飛機是一款在國內廣泛應用的初教機，襟翼在飛機起飛和降落時提高升力或阻力，襟翼系統是非常關鍵的系統。但是襟翼系統也是故障率非常高的系統，常見的故障現象比如無法收上放下，襟翼位置指示與實際位置不一致，襟翼收放時出現無線電干擾等，一般來說導致故障的原因不外乎襟翼電機、襟翼電門。本文總結了一些常見故障出現的原因以及解決過程中一些規范的維護方式，使故障能夠得到快速的解決，提高飛機的安全可靠性。

1 襟翼系統構成及工作原理

1.1 襟翼結構與構造

CESSNA172 的襟翼系統的主要部件包括操縱手柄，指示指針、電門托架、凸輪、微動電門、電機、蝸桿、極限電門、驅動滑輪、推拉桿、鋼索和相關隨動控制系統。襟翼的功用是通過改變機翼截面形狀、增大中弧線彎曲度來提高機翼的最大升力系數減小起飛離地速度和著陸接地速度，縮短起飛或著陸滑跑距離。Cessna 172R 型飛機為后退開縫襟翼，位于機翼后緣內側。它的特點有：（1）襟翼在向下偏轉增大中弧線彎曲度的同時向后滑動，增大機翼面積，使翼型的最大升力系數提高；（2）在向下偏轉增大中弧線彎曲度的同時，襟翼的前緣與機翼后緣之間會形成縫隙，通過縫隙的氣流能使機翼上表面氣流速度增大，延遲氣流分離，因此它的增升效能較高。這種襟翼結構簡單，便于制造和維護。襟翼由前梁、翼肋和V 形波紋狀鋁合金蒙皮組成，其前緣由一整塊蒙皮構成，襟翼內沒有平衡配重塊[1]。

1.2 襟翼操縱手柄

襟翼位置由位于儀表板上的襟翼操縱手柄控制，在襟翼操縱手柄的左側設置有襟翼位置指針和刻度盤，用于指示襟翼當前位置。向上或向下扳動襟翼操縱手柄至期望位置，即可將襟翼置于期望的位置。Cessna 172 飛機襟翼有0°、10°、20°和30°四個位置，并且在襟翼操縱手柄運動槽內有位置止擋，向右扳動操縱手柄便可以解除位置阻擋并對襟翼位置進行調整。

1.3 襟翼位置指示

襟翼指示系統由隨動鋼索（位置反饋鋼索)、位置指針及微動電門組成。隨動鋼索一端與襟翼微動電門托架相連，另一端與襟翼的導向鋼索相連（位于后座艙區域)，襟翼操縱鋼索運動帶動隨動鋼索，從而拉動微動電門托架，帶動襟翼位置指針指示襟翼位置。襟翼收、放時指針與襟翼同步運動，當凸輪抵壓微動電門時，襟翼電動機斷電，襟翼停在選擇位。

1.4 襟翼系統的調節

襟翼隨動和指示系統調節：從開關安裝支架處斷開彈簧。襟翼和襟翼手柄在全收上位，保持襟翼位置，與儀表板開口頂端有0.03 英寸的最大間隙，拉出襟翼隨動鋼索中的中間那根以便消除松弛，通過夾緊螺栓穿過鋼索。在開關安裝支架上連接好彈簧，再安裝支架槽孔調節開關，直到凸輪位于開關滾輪中間。在一邊襟翼安裝好傾斜儀并設置到0°，打開主電門，襟翼手柄調節到10°位。襟翼停止時觀察角度儀讀數，按需要調節襟翼放下微動電門，讓襟翼在10°行程位調節襟翼收上微動電門，要讓襟翼放下微動點電門剛好在10°位松開時，收上微動電門和凸輪為正向間隙。在20°襟翼位時重復以上步驟。襟翼應該是20°行程位操作襟翼到全放下位（30°，0°或-2°），確保當停轉襟翼時，襟翼放下微動電門保持在壓住。

襟翼控制系統調整測試：在駕駛艙/座艙區域，拆下頭頂的接近蓋板。襟翼在收上位，拆下U 形夾，斷開隨動鋼索。拆下保險，放松鋼索，斷開松緊螺套，斷開兩邊機翼上傳動桿，輕輕放下右邊襟翼。調節桿端軸承中間和鎖緊螺帽兩端之間的傳動桿到8.83 英寸（+0.12 英寸）。在開關致動環和傳輸組件之間用手對著傳輸方向擰致動桿0.12 英寸（+0.05 英寸）。松開致動桿固定調節螺釘，當右邊襟翼收起時讓卡圈保持0.12 英寸（+0.05 英寸），如有必要調節致動桿進出量。使用密封劑在調節螺釘螺紋上，調節扭矩到60 英寸磅。斷開滑輪傳動桿以便在滑輪上連接致動桿。人工保持右邊襟翼在全放下位，重新調節傳動桿在滑輪上的連接孔，連接傳動桿，擰緊鎖緊螺帽。襟翼在全收上位，松開調節螺釘，向上滑動限位電門調節塊到正好作動電門,以便在此位置正好關斷電機電源，擰緊調節螺釘。人工保持襟翼在全收上位，連上松緊螺套控制鋼索，取下先前的標簽。襟翼在全收上位，調節松緊螺套讓每根鋼索張力保持30～40 磅，首先調節收上鋼索。斷開左邊滑輪傳動桿。讓電機轉動，襟翼放下大概20°左右，檢查每根襟翼鋼索張力。襟翼全收起。人工保持左邊襟翼在全收上位，重新調節傳動桿。連上傳動桿，擰緊鎖緊螺帽。安裝右邊襟翼傾斜儀，調節到0°。襟翼全放下，調節下位電門斷開電機，襟翼保持在30°，0°或-2°，重新檢查左邊襟翼，收放襟翼幾次重新檢查限位電門。

1.5 襟翼系統的工作原理

Cessna 172 飛機襟翼系統的控制主要由襟翼電動機，調節螺釘、蝸桿螺套、曲柄、推拉桿等隨動系統和電門托架、傳送組織、微動電門和極限電門等指示系統組成。襟翼系統電機啟動是由飛行操作者推動控制手柄至目標位置，利用手柄上帶動隨動指示系統中的凸輪，利用凸輪下壓微動電門，遂將襟翼系統中的電路接通，襟翼電機開始啟動[2]。

1.5.1 襟翼系統機械傳動原理

飛行操作者利用控制手柄接通襟翼電機系統。當襟翼操縱開關置于放下(收上)位置，電磁繼電器開始工作，電動機構內電機開始轉動，隨后按下離合器。離合器工作后，電機工作利用隨動系統控制襟翼的角度。當飛機處于起飛狀態時，將襟翼的角度調整到19°～23°范圍之間，增大起飛升力。當飛機降落狀態時，將襟翼角度調整至30°的位置，增加飛機阻力，縮短滑跑距離。當飛機處于巡航狀態時，此時收起襟翼角度至0°。由此看出，通過襟翼電氣控制系統和機械傳動系統的配合工作，當飛機處于不同狀態時，將襟翼放下至所需角度，為飛機提供升力或阻力。

1.5.2 襟翼收上/放下控制系統

收上過程：向上扳動手柄時凸輪按壓收上微動電門，電路接通，電機工作帶動襟翼運動，同時將彈簧歸位拖動電機工作帶動襟翼運動，同時位置反饋鋼索拖動托架向下，直到放下微動電門被釋放，襟翼停止運動。放下過程：向下扳動手柄時凸輪按壓放下微動電門，電路接通，電機工作帶動襟翼運動，同時位置反饋鋼索拖動電門托架向上運動，直到放下微動電門被釋放，襟翼停止運動，但是無論是在0°還是30°時候，止動過程都是對應的收上或放下電門沒有被釋放，而是相應的收上或放下極限電門被壓下。

在非收上和放下的極限位置區域內，襟翼停止運動是由于襟翼到位后凸輪松開微動電門，電路斷開而停止，并非在電機位置按住了收上或放下極限位置電門而停止。而當襟翼手柄在全收上或者全放下位置時，凸輪會一直持續按住收上或放下微動電門，襟翼的停止運動就是襟翼電機蝸桿上的凸輪壓住收上或放下極限電門由襟翼端切斷電路而停止?？偨Y就是襟翼停止運動的時候，非極限位置時手柄端的微動電門和電機端的極限電門均未被壓??；極限位置處時對應兩端的電門都是處于被壓住的狀態[3]。

2 襟翼系統常見故障現象及原因分析

襟翼系統若出現故障直接關系到飛行員的生命安全，維修工作人員在工作中對襟翼系統的研究尤為重視。所以不可避免地需要了解其各種故障現象并做出準確分析，襟翼故障常見的故障現象如下。

2.1 襟翼的行程不夠

工作中我們遇到了一起非典型的故障，發現襟翼收到極限位置時候并不是處于標準0°位置，而是處于偏下一點的位置，然后測量整個襟翼的行程不滿足標準范圍28°～30°，由于飛機出廠后并未動過襟翼電機所以懷疑是襟翼的連桿端不標準，遂調節襟翼連桿后發現只能將襟翼整體上下移動并不能調節行程。后調節襟翼電機的放下極限電門，出現了卡死的狀態且也不能滿足標準范圍。最后當全收上后發現是襟翼端的收上極限電門并未被壓住，手柄端的收上微動電門似乎沒有被持續壓住，當人工按壓收上微動電門，襟翼繼續往上收上了一點，問題就出在兩端的電門沒有配合好，襟翼手柄全收上位置時候沒有壓住微動電門導致行程不夠。對于襟翼的這些問題，首先是要確保在全收上和全放下的時候，一定要確保對應的微動電門一直處于壓住狀態，然后整個行程的控制由襟翼電機端的極限電門控制。調節襟翼的連桿只能讓襟翼整體的上下移動并不能影響行程的多少。

2.2 襟翼收不上，襟翼放不下

這兩種情況故障原因類似，可能的原因有襟翼電機故障，襟翼收上/放下微動電門故障，收上/放下微動電門安裝位置不當。對于出現此類現象，一般來說收上/放下微動同時出現故障的概率非常的低（收上/放下極限電門同理），當按壓收上/放下微動電門，襟翼均沒有反應的時候更換襟翼電機，按壓其中一個微動電門，襟翼有反應的話，則更換另外一個微動電門。觀察移動襟翼手柄時，凸輪是否壓住了微動電門，如沒有壓住，則是微動電門的位置安裝不當，需要調節到合適的位置。

2.3 襟翼指示指針與襟翼手柄位置不對應

在這種情況下，一方面，襟翼手柄在長期使用過程中存在拉伸電門托架的彈簧松弛，拉力降低的情況。另一方面，維修人員在安裝電門托架時螺栓超荷，長期軸承過緊降低回彈度，此時利用潤滑可緩解狀況。無論遇到何種情況都可通過判斷襟翼位置與鋼索之間的夾緊長度，檢測襟翼指示與襟翼手柄是否處于理想位置。

2.4 襟翼出現扇扇子現象

襟翼位置手柄置于非收上和放下兩個極限位置的某個位置時，襟翼出現持續反復的上下擺動，在這種情況下，可以利用通電測試檢測兩個微動電門與凸輪間的位置變化，若凸輪的長度大于微動電門的距離，可判定位置間距離過于緊密。在一個微動電門還未完全松開時已經壓住另外一個微動電門。調整兩個微動電門與凸輪的相對位置，通電收放正常。在維修過程中時刻關注襟翼微動電門與凸輪的相對是否合適，若位置不合適，則會影響襟翼的收放運動。[4]

3 日常維護建議

針對以上襟翼系統常見故障現象，為此提出以下幾點建議：（1）機體100 小時定期維修：檢查襟翼收放行程操縱良好、襟翼運動平順，沒有出現卡阻現象，檢查襟翼位置指示器指示正確，檢查襟翼電動機構、止動電門、導線連接狀況良好，固定可靠，清潔、潤滑襟翼蝸桿螺紋，襟翼選擇指示器組件和電纜狀況良好，固定可靠[5]。（2）收放襟翼測試時，注意監聽無線電。之前多次發生襟翼電機干擾無線電的故障。潤滑襟翼蝸桿前，應先使用擦拭紙徹底清潔蝸桿。潤滑時使用適量的羅康363，避免過量的潤滑油進入極限電門內部，導致極限電門出現故障。微動電門在安裝固定時，力度要適中，力度過大可能造成電門外殼體裂紋。（3）收上/放下微動電門與凸輪的間隙要適當，間隙過大時會增加手柄空行程，間隙過小時可能出現“扇扇子”現象。收上/放下微動電門上連接的導線需注意螺絲是否松動，如果有松動會導致收上或放下出現時好時壞的情況，甚至出現跳火現象，且由于固定螺絲小，位置刁鉆，如果脫落只有將微動電門拆下才能恢復，非常費時，所以最好在100 小時定期維護時候檢查是否出現螺絲松動的情況并及時處理。

4 結語

CESSNA172 在國內主要是用于培養飛行學員的初級教練機，對于襟翼的使用又多用于起飛降落的關鍵階段。飛機的襟翼系統雖然非常簡單，但是出現故障的類型卻是呈現多樣化，通過本文介紹的整個襟翼系統的組成和工作原理，以及一些常見故障，方便維護人員能夠更加深入地認識到該機的襟翼系統，以及能夠在出現有關襟翼故障的現象時把握故障的本質，從而快速解決問題。最后，對于日常維護，只有做到平時好好維護，才能防患于未然，減少出現故障的次數，保證飛行安全。