焦点快播：国外直升机舵机常见故障模式统计与分析

国外直升机舵机常见故障模式统计分析报告

一、引言

舵机是直升机操纵的一种执行部件，它接收自动驾驶系统或者飞行员的指令，伸长或者缩回控制连杆，以实现所需的操纵。常见的舵机有：（1）电动舵机；（2）液压舵机；（3）此外，还有电动液压舵机，简称“电液舵机”。

【资料图】

关键字：国外直升机 舵机 故障模式 统计分析

二、目的

本文收集了几种国外直升机舵机出现过的故障，从故障模式、故障出现的频次等方面进行分析，得出常见的故障模式，并基于此进行分析和给出相应的建议。

三、数据统计

收集样本的直升机上装有电动舵机、液压舵机、电液舵机共三种舵机，根据2020年1月至20222年11月关于舵机的故障统计，舵机故障总数92起，各种舵机故障数见图1。可看出，液压舵机出现故障的频次最高，电液舵机其实包含了增稳和助力两个舵机，但是总体的故障频次和电动舵机齐平，电液舵机中单个舵机出现故障的频次就低的多了。

图1

（1）电动舵机故障模式

电动舵机故障模式有内部力传感器故障、线路输出电压不稳定或线路故障、电机故障、自身测试时没有响应、位置传感器故障，各种故障分布情况见图2

图2

（2）液压舵机故障模式

液压舵机的故障模式有舵机漏油、底座轴承磨损、连杆轴承磨损、内部液压压力异常，各故障模式的分布情况见图3.

图3

（3）电液舵机故障模式

电液舵机的故障模式综合了电动舵机和液压舵机的故障模式，主要有副阀卡阻、漏油、线路故障、位置传感器故障、作动器故障，各故障模式的分布情况见图4

图4

四、常见故障模式的分析

通过故障模式的数据统计，我们总结了发生频次相对较高的故障，将其定义为常见故障。

1.电动舵机常见故障。电动舵机一般由电机、驱动臂等组成，接收来自自动驾驶计算机的输入命令和启用逻辑，作动器将接收到的输入相加以产生单个机械输出，常见故障有：

（1）.舵机线路故障或内部传感器故障，故障的原因有线路接触不好、短路或断路，传感器无法给计算机提供作动臂的位置等，在驾驶舱显示屏中会出现相关的故障代码，如图5示例的YAW TRIM 008代码，其代表的是舵机内部一个力传感器故障。此类故障一般通过断电后重启、清洗线路插头能恢复正常，少数需要更换舵机。

图5

（2）.舵机电机故障，比如电机卡阻、烧坏等，表现有舵机没有作动、作动速度太慢或者太快、作动位置和计算机指令不一致，在驾驶舱显示屏中会出现相关的故障代码，如图6示例的PITCH TRIM 032代码，其代表的是电机没有作动。故障原因可能由于电机过热、使用时间长后的磨损等造成，此类故障通过断电后重启可能短期内会恢复正常，过一段时间后又故障，多数情况下需要更换舵机。

图6

2.液压舵机常见故障。液压舵机一般由液压传动系统和机械系统组成，包含液压腔室、液压接头、连杆、轴承等部件，常见故障有：

（1）.漏油，最常见的位置是活塞杆处漏油，包括动态漏油（活塞在来回作动时）和静态漏油（活塞静止时）。活塞杆和壳体之间有密封圈、刮环类封严，封严受到沙尘堆积、盐分腐蚀等影响后，如果没有及时清理，活塞杆带着沙尘伸缩过程中会损坏封严，封严密封效果变差到一定程度时，液压油就会漏出来，如图7示例。此类故障有一个发展过程，刚开始漏油比较轻微，后续漏油变得严重，在漏油超标前应更换舵机，以免造成严重后果。

图7

（2）.舵机的轴承磨损超标，包括输入连杆轴承、传动连杆轴承，如图8所示的舵机上包含4个轴承。舵机上的连杆轴承在使用一段时间后，由于轴承频繁地转动和直升机振动的影响，会产生轴向、径向的磨损，这种磨损是无法避免的，维护人员会定期对轴承的磨损情况进行测量，如图9所示，当磨损超出限制值后，则为不可接受。这种轴承目前大多都无法自行更换，也无法采取等效应对措施，所以需更换舵机。

图8

图9

3.电动液压舵机常见故障。电动液压舵机是电控、液压作动的舵机，它接受计算机的输入信号，将液压源的液压能转换为机械能，控制负载的速度、方向、位移、力，同时将运行位置反馈给计算机。一般由液压副阀、液压作动器、位移传感器、压力传感器等组成，常见故障有：

（1）舵机线路故障或内部传感器故障，故障的原因有线路接触不好或短路，传感器无法给计算机提供作动臂的位置等，在驾驶舱显示屏中会出现相关的故障代码。此类故障一般通过断电后重启、清洗线路插头能恢复正常，少数需要更换舵机。

（2）作动器故障，表现为作动器没有响应或者作动器响应和计算机指令不一致，在驾驶舱显示屏中会出现相关的故障代码。如图8示例的PITCH SAS 209代码，其代表俯仰增稳舵机作动器的响应和自动驾驶计算机指令不一致。此类故障一般通过断电后重启能恢复正常，有时通过拆卸后再安装或者和其他的舵机互换位置后，内部液压联通情况受到影响后，也能重置成功。如果此类故障多次出现，对飞行操纵会产生影响，需更换舵机。

图10

四、总结与建议

1.对于电动舵机，常见故障模式有线路故障或内部传感器故障、电机故障，一般通过清洗电插头或者断电后重启能恢复正常。直升机所处环境的湿度、温度对它的影响比较大，建议舵机处于通风良好的环境，电插头做好防水的处理，能减少此类故障的发生。

2.对于液压舵机，常见的故障模式有漏油、轴承磨损，一般都会导致舵机的更换。建议舵机活塞保持干净、润滑的表面，这样能很好的保护活塞的封严，减少漏油的发生。在轴承没有得到改进、没有使用更佳的材质以前，直升机振动水平得到有效控制、机组操纵时比较柔和的话，轴承的磨损也会相应地缓慢，将大大地增加舵机使用的寿命。

3.对于电液舵机，它的故障集合了电动舵机和液压舵机的故障模式，常见故障模式有线路故障或内部传感器故障、作动器故障。日常维护时就要综合电动舵机和液压舵机的注意事项和建议。

关键词： 国外直升机舵机常见故障模式统计与分析