某型飞机液压刹车停放串油现象探讨

王新波

摘要：飞机油箱串油现象是某型飞机在长时间停放过程中容易出现的一种系统故障。以某机型飞机为例,介绍了飞机整体油箱的布局;针对飞机液压油串油问题,对可能引发的各类不利影响进行了归纳和总结;并指出了飞机使用维护和维修中通常容易引发液压油箱串油渗漏问题的薄弱环节和常规检测手段;可为飞机维护相关从业人员提高对飞机液压油箱串油问题的认识提供参考。

关键词：飞机液压油箱;串油;影响

目前，大多数飞机通常采用整体油箱设计形式；即利用飞机机翼或机身结构的上下壁板（蒙皮）、前后梁和结构肋板等围成油箱结构，用于贮存航空油箱。在飞机长期使用维护中，油箱污染物沉积、油箱微生物滋生、密封胶老化、部件维护不及时等问题通常难以完全避免，由此可能会导致飞机相邻油箱之间发生油箱渗漏的现象。通常，将这种油箱从飞机油箱内的一侧油箱渗漏至相邻一侧油箱的现象叫作油箱串油现象，又叫油箱内漏现象。某型飞机在内外场停放过程中，经过长时间停放，刹车油箱向主油箱串油，主要是飞机停放时用液压进行刹车造成的，在停放过程中，避免用液压刹车停放飞机。

1串油现象

某型飞机在内外场停放过程中，经过长时间停放，刹车油箱向主油箱串油，主油箱油量表指示比停放前有所变化。停放前刹车系统压力一般在12～15MPa左右，经过停放后压力会下降。

2试验排查情况

①某架飞机在试飞站发现有串油现象，更换了两个应急起落架开关，更换了两次梭形活门，串油现象有所缓解，但不能完全解决。②某架飞机试飞站反映串油，一昼夜带压停放串油量1L左右。对三个梭形活门管路断开进行封堵，串油现象消失。

3原因分析

3.1液压原理分析

对某型飞机液压系统原理图进行分析，刹车液压系统和主液压系统的油路在10个附件上进行交联，即四个主起收放作动筒上的液压锁，三个起落架上位锁的梭形活门，一个前起收放作动筒分配器一个弹舱门收放作动筒分配器和后撑杆锁开锁作动筒。主供压部分的蓄压器很小，当充压至15MPa时，贮油量只有0.2L。发动机停车后，主液压泵就停止供压，压力很快就会泄漏完。但刹车供压部分的蓄压器比较大，充压至15MPa时，贮油量有7.2L。刹车泵停止供压后，其压力能保持很长时间。在刹车系统长时间带压的情况下，油液将经过应急收放起落架开关泄漏。起落架开关的结构如图所示，内部活门的密封采用间隙密封，试验条件允许一定量的内部泄漏。在飞机停放过程中按钮处于中立位置，此时来油与压力管路相通，去收、去放与回油管路相通，来油管路有压力的情况下，由于开关的内部泄漏，油液去收、去放与回油三条管路。参照液压原理图，去放管嘴连接着转换活门和梭形活门。经起落架开关渗漏过来的油液将有两个途径流回油箱：一是经过本身的回油管嘴流回自身的刹车油箱；二是经过转换活门或梭形活门继续的渗漏流入主油箱。第二种途径就造成了串油的产生。

图1起落架开关构造

飞机油箱串油现象，是飞机长时间使用维护过程中一种较为常见的油箱系统非正常现象。导致油箱内油箱膨胀空间不足，引发故障，飞机使用手册条款明确规定：“每个油箱都必须具有不小于2％油箱容积的膨胀空间，必须使飞机处于正常地面姿态时，不可能由于疏忽而使所加油箱占用膨胀空间。

当飞机油箱出现串油（内漏）故障时，如果飞机外侧机翼油箱内油箱液位高于中央油箱内油箱液位，在油箱液位差的作用下，外侧机翼油箱内油箱将不断地向中央油箱渗漏，导致中央油箱内的油箱液位不断升高，直到中央油箱内油箱的膨胀空间被完全挤占掉。由此导致飞机油箱内留存的油箱膨胀空间不足，不满足适航条款25.969要求，且存在较大的安全风险。

3.2转换活门密封性分析

主起落架收放作动筒上的液压锁和转换活门内部构造类似，只有当配油活塞不密封时才会造成正常和应急管路的串油，在工作压力时每分钟的泄漏量允许不大于5mL如果其密封性不良的情况下，对在工作过程中（收放动作）串油是有影响的，但起落架收放和开关弹舱门时间一般很短，即使串油也最多只有几十毫升，不符合串油的实际情况。而经应急起落架开关渗漏过来的油液压力很小，不足以再次经配油活塞泄漏油，这也与某型封堵试验相吻合。因此可以排除转换活门的不密封造成串油的可能。

3.3梭形活门密封性分析

起落架上位锁的梭形活门H4106-14和后撑杆锁开锁作动筒H4202-40的活门结构类似，均为压胶活门密封。梭形活门的功用是在正常供压时接通工作管路，同时堵住应急管路；在应急供压时接通工作管路，同时堵住正常管路。在停放过程中，活门靠弹簧Q/4A3-3-0.8×11×41的弹力顶在应急供压管路上，对应急管路进行封堵。当刹车系统带压停放时，应急起落架开关泄漏过来的油液产生一定的压力，有可能克服弹簧的弹力打开活门。经过对梭形活门在试验台的试验，给应急管路加压，活门的初始打开压力为0.4～0.7㎏/cm2左右（图纸和技术条件未要求做此试验）。起落架开关的回油管嘴单向活门的打开压力要求为不大于0.6㎏/cm2，当回油管路的回油阻力大于梭形活门的初始打开压力，而此时又是泄漏过来的较低的油压，梭形活门的阀芯将在此低压作用下离开应急接头，但由于受到弹簧力作用，又不能将正常接头关闭（阀芯处于中间状态）。这时，刹车供压部分泄漏的油液将从应急接头流入，通过活门四周与壳体的间隙流入正常接头，而后从正常部分的回油管路流入主油箱，造成串油产生。

4结论

经调研了解，飞机刹车系统不卸压时，也不同程度存在刹车系统向主系统油箱串油的现象。有用户对飞机进行了解，用户反映飞机带压停放串油2～3L左右。用户的做法是在飞行结束和飞机停放过程中，及时放掉刹车系统压力来防止系统串油。由于某型飞机液压系统（尤其梭形活门）设计缺陷，在刹车系统带压停放时，当梭形活门应急接口前压力达到0.4～0.7kg/cm2时，梭形活门必然被打开，油液通过胶活门与壳体的间隙串入主系统，从而产生串油。带压停放必然会造成串油的产生，只是个体差异串油量不同。停放中串油现象不属于性能故障，对飞机飞行安全不存在影响。

5建议

用户应在飞行结束后或液压系统不工作时，及时放掉刹车系统压力以避免刹车系统主系统油箱串油。刹车系统放压停放是解决串油问题的最有效途径。对引发飞机油箱串油问题的常见故障原因进行了分析和总结，确定飞机使用维护和维修中最容易引发油箱串油渗漏问题的环节和常规检测手段；以期为相关从业人员提高对飞机油箱串油问题的认识提供参考和思路。

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