E190飛機設計定型後投入航空（kōng）運行的時間不長，是在2005年2月份才正式投入（rù）商業運營，天津航空於2008年5月引進國內首架E190飛機，在2012年11月即達（dá）到50架的機隊規（guī）模，為公司主力（lì）機（jī）型之一，在此期（qī）間國內有多家航空公司先後引進規模不等的E190飛（fēi）機。經（jīng）過六年的安全運行，付出了巨大的努力之（zhī）後，天津航空在E190飛機的運行和維修（xiū）方麵積（jī）累了不少的經（jīng）驗，以下針對一（yī）起特殊的起落架係統故障進行簡要分析。
一、事件發生經過
2013年某日，貴陽機場的跑道巡場人員報告在（zài）跑（pǎo）道（dào）頭撿到（dào）一塊圓形的鋁質材料（liào）金屬片，直徑約為8.5cm左右。貴陽機場方麵無法確定此金屬片的來源，因與本公司一架E190飛機在該機（jī）場的起飛時間相近（jìn），遂將此情況通報給本公司（sī）總（zǒng）部的飛機運行中心（xīn）（AOC），AOC的機務值班工程師（shī）通過衛星電話與正在飛行的機組進行溝通，機（jī）組聲稱在起飛滑跑過程中除左內主（zhǔ）輪刹車溫度相（xiàng）對偏高之外，沒有警告信息，也未發現其它異常情況。
為慎重起見（jiàn），我們事先通知了飛機前方著陸的太原機場，要求機務人員提前（qián）準備好，在（zài）該飛機在落地後進行詳細檢查。飛（fēi）機在（zài）太原機場正常落地，機務人員立即進行檢查，很快就發現左內側主輪的輪軸保護蓋有明顯損傷，被切割成一個圓（yuán）形缺口，直徑（jìng）約為8.5cm左右，與（yǔ）金（jīn）屬圓片直徑外形吻合，左內（nèi）主輪刹（shā）車轂（gū）外沿有明顯的被磨痕跡，四周（zhōu）有大量可見金屬削，見（jiàn）圖1。
圖1 左側（cè）主輪外側損傷情（qíng）況
該航班機組（zǔ）反映，太原落地後滑跑期間中（zhōng）央顯示器的CAS區出現LG NO DISPATCH信息（xī），同時報告貴陽起飛滑跑和太原落地後並沒（méi）有出現機身和起落架抖動的情況。
該（gāi）飛機停場AOG（Aircraft On Ground）排故，公司總部運行中心安排一架調機到太（tài）原機場，執行後續航班，機務AOG排故人員也隨機（jī）到（dào）達。
二、故障檢查經過
機務排故人員到場後拆下（xià）左內（nèi）機輪，發現主輪軸（zhóu）承杯的外表麵嚴重磨損，被磨出三道明顯的溝槽，寬（kuān）度/深（shēn）度分別約為15mm/3mm，10.5mm/9.6mm和8mm/7mm，見圖2。
圖2 軸承杯套表麵的損傷情（qíng）況
左內主輪（lún）上的內側錐形軸承完（wán）全破損，滾棒、封嚴、滾棒支架、卡環等破損零件堆積在機輪（lún）內外軸承杯之間的區域，見圖3。
圖3 主輪內（nèi）側的（de）損傷情況
主輪（lún）輪轂架內壁磨損成一個直徑約300mm的環狀凹（āo）槽，寬（kuān）度約為25mm，深度（dù）約在6.5-7.5mm之間，輪（lún）轂的周圍有很多金屬削，見圖3。
主（zhǔ）輪上其它損（sǔn）傷還有內側軸承杯的前沿被嚴（yán）重刮磨，磨損痕跡深度約1.5mm左右，內側（cè）軸承（chéng）杯與錐形軸（zhóu）承的結合（hé）麵嚴重磨損（sǔn）。
機務人員拆下損壞的刹車轂，內側（cè）錐形（xíng）軸承底座（zuò）卡死在輪軸上，無法取下，參見圖4-1。對該刹車轂（gū）進行詳細的檢查，發現刹（shā）車轂內壁有多處刮磨和變形的（de）痕跡（圖（tú）4），其中Z大一處的損傷長度約為120mm，寬約25mm，刹車轂靜（jìng）盤的前沿表麵被刮磨（圖（tú）4）。除此之外，該刹車轂其它部位正常，動片轉動正常，動片卡槽也沒（méi）有出現掉塊情況。
圖4 刹車轂的損傷情況
該主輪內側錐形軸（zhóu）承的底座完全卡（kǎ）死在輪軸（zhóu）上，使用高（gāo）強度的砂輪片，經過6個多小時鋸割，將其鋸（jù）斷一個缺口（kǒu）後才能拆下，見圖5-1；輪（lún）軸（zhóu）外表麵上有明（míng）顯剮磨痕跡2處，Z大的一處見圖5-2；輪軸的內部有高溫烤焦變色的（de）痕跡，見圖5-3。
圖5 錐形軸承底座、輪（lún）軸外表麵和內壁的損傷情況
其它檢查情況如下：
（1）該機輪內側錐形（xíng）軸承完全損毀，軸（zhóu）承（chéng）外圈的滾棒支架被完全破壞，現場收集到散落（luò）的軸承滾棒20個，其中大部分完全（quán）變形，另外有3個滾棒（bàng）鑲嵌在軸承杯外套表麵，丟失5個，正常的軸承有（yǒu）28顆棍棒。
（2）盡管該機輪內側錐形軸承完全損毀，但是機輪外側錐形軸（zhóu）承基本（běn）上（shàng）是完好的，隻（zhī）是外（wài）封嚴有輕微的破損，事後（hòu）進（jìn）行NDT檢測沒發現外側軸承有異常情況。
（3）輪軸上固定機輪的（de）大螺帽外側表麵被磨損，大螺帽的鎖定卡環無損傷，該主輪的（de）胎麵有輕微的不均勻磨損，但是未磨損超標，溝槽（cáo）仍然清晰可見，在（zài）輪胎根部周圍有環狀的高溫灼烤痕跡。
（4）對同一起落架上（shàng）的左外相鄰機輪、刹車轂以及起落架等周圍部件進行詳細檢查，未發現異常情況。
三、技術數據的（de）收集和分析
從故障（zhàng）現場收集的情況來看，此故障現象奇特，發生破損的部位很多，損壞部件呈零散分布狀（zhuàng）態，僅依據現有的數（shù）據和（hé）信息，我們隻是隱約地感覺到軸承故障（zhàng）可能是主要原因，但是無法精確地推斷整個故障是如何演變的（de），而且對各個部（bù）件損傷結（jié）論是相（xiàng）互矛（máo）盾的（de）。因此，為（wéi）了進一（yī）步分析故障的真正原因，我們下載並（bìng）整理了相關的飛機FHDB（Fault History Database）和QAR（Quick Access Recorder）數據並進行（háng）了譯碼，主要情（qíng）況如下（xià）：
1、FHDB數據
E190飛機的FHDB信息儲存在飛機的CMC（Central Maintenance Computer），可以通過飛（fēi）機儀表麵板上的MFD（Multifunction Display）閱讀大致的故障（zhàng）信息，也可以下載到電腦上進（jìn）行譯（yì）碼（mǎ），獲取（qǔ）更為詳細的故障信息。
表（biǎo）1 FHDB譯碼數據
該飛機首發（fā）航班是從南寧機場出（chū）港，經停貴陽機場，經核對南寧出港滑行和貴陽落地後滑行的FHDB，沒（méi）有出現過LG NO DISPATCH故障信息，然後往前（qián）查詢了7天以內的FHDB數據，也沒有記錄此故障信息。
2、QAR數據
隻要飛機（jī）一上電，E190飛機的QAR即可開始記錄數據，數（shù）據儲存在一個PC卡裏，該PC卡與普通電腦通用（yòng）的，容量為（wéi）2G，可以從QAR取下，然後通過電腦的PC卡（kǎ）接口（kǒu）端下載。經統計，E190飛機該型號QAR可以記（jì）錄3000多個不同的參數，且Z少可以連續記錄30天飛行的技術數據。另外，通過修改軟件和數據地址編碼，還可以在QAR裏選擇需要記錄的參數（shù），一般情況下我們是盡量多選擇參數，以方便更全麵地掌握飛機的技術參數。
圖6 貴陽（yáng）機場滑行、起飛刹車溫度數據
對南寧機場（chǎng）出港滑行（háng）起飛階（jiē）段和（hé）貴陽機場落地（dì）滑行時的（de）刹車溫度數據進行譯碼，發現左內刹車溫度（dù）（Temper 2）也明（míng）顯高於其它三（sān）個刹車轂的溫度，但其溫度曲線上升相對較低，沒有（yǒu）觸發警告（gào）信息。我們又對前三日（rì）所（suǒ）有航段的QAR數（shù）據進（jìn）行譯（yì）碼後，左內刹車（chē）溫（wēn）度與其它三（sān）個刹車溫度卻是基本一致，沒有出現差異的情況。
以上情況（kuàng）表明，南寧機場航前出港滑行過程中，左內輪子就發生了刹車溫度不正常上升的情況，Z高約為（wéi）150；在貴陽機場著陸滑行時也有類似情況，此時Z高溫度約（yuē）為200，由於此時的溫度（dù）還沒有（yǒu）達到警告界限（xiàn）（達到232時MFD上溫度值顯示為琥珀色），同時機組也沒有觀（guān）察到溫度變化情況，所以在前一航段（duàn）飛行機組沒有報告故障。
3、相關的維修工作情況（kuàng）
通過飛機維修記錄係統（tǒng）查詢，該飛機七天（tiān）之內的航（háng）後沒有做過（guò）起落架部位（wèi）的相關工作。再往前查詢，該輪子是在四個多（duō）月之前更換的，截止故障時已經（jīng）飛行501個循環。
查詢部件維修曆史記錄（lù），該（gāi）主輪件號為90002317-2，序（xù）號（hào）為JUN07-1215，共進行過9次（cì）修理（lǐ），從返修報告核實，返修原因均為輪胎胎麵磨損超（chāo）限或紮傷。
該位置的刹車轂在Z近沒有（yǒu）拆裝記錄，與輪子（zǐ）的使用時間基本相同（tóng），Z近一次更（gèng）換後共飛行了477個循環，需要說明的是，在更換（huàn）刹車轂時該主輪還需要（yào）拆裝一次。
對E190飛機輪胎修理（lǐ）車間進（jìn）行調查，輪胎返修工作單按照CMM 32-49-28-210-005-A01的要求，在每次進行（háng）輪胎返修時，要拆下（xià）主輪裏的兩個軸承進行（háng）徹底清潔、潤滑，還（hái）要進行目視檢查、損（sǔn）傷檢測等相關工作。從收集到7份（fèn）附件維修（xiū）報（bào）告的情（qíng）況來看，該（gāi）主輪的軸承檢查情況都是正常的，沒有更換（huàn）記錄。
四、故障（zhàng）演變過程的分析（xī）
在對（duì）以上的數據進行認真研究和分析後，可以確定該主輪內側軸承（chéng）碎裂是故障的真正原因（yīn），為了便於（yú）理清（qīng）思（sī）路，我們將故障演變（biàn）過程分（fèn）成以下四個（gè）階段：
階段（duàn）：故障潛伏期
這階（jiē）段為當日南寧機場出港（gǎng）之前至（zhì）機輪Z後拆裝（zhuāng）的時間，該軸（zhóu）承在此期間（後期的可能性更大）出現了損（sǔn）傷，損傷的程度相對輕微，並不影響軸承（chéng）正常的工（gōng）作狀（zhuàng）態，FHDB和QAR記錄的相關數據均為正（zhèng）常狀態。
此類故障有其特殊性，僅僅依靠航線維（wéi）修的檢查工作項目，基本上是不可能提前發（fā）現的，隻有在故障發生時才直（zhí）接暴露出來，如果運氣好（hǎo），也有可能（néng）在進行更換輪胎時或者返修時被發現。
第二階段：故障發生的初期（qī）
飛機在南寧機場（chǎng）出港滑行後，左內主輪內側錐（zhuī）形軸承的損傷情況就開始（shǐ）惡化，盡管損傷程度仍然較輕，但是已經引起刹車溫度不正常上升，說明（míng）軸（zhóu）承開始處於不（bú）正常的工作狀態，刹車Z高（gāo）溫度上升為150 ；在貴陽機場落地滑行（háng）後，損傷程度進（jìn）一步加（jiā）深，說明軸承已（yǐ）經嚴重損傷，但是沒有完全碎裂，刹車Z高溫度上升到200 左右。
天津（jīn）航空E190飛機實行無過站放（fàng）行，外站機務人員是不執行過站檢查工作的，飛行機組一般隻做簡單的繞機（jī）檢查，盡管飛行機組都比較關（guān）注起落架部（bù）位的檢查，但是在貴陽機場過站檢查時，機組並（bìng）沒有檢查出異常情況。
第三階段：故障爆發（fā）
在貴陽機場滑行（háng）起飛階段，由於內側錐形軸承已經嚴重損傷，起飛時高速運轉導致軸承徹（chè）底碎（suì）裂（liè），摩擦力迅速增加，從而引起刹車溫度急劇上升，從圖6可以看到，飛機離地時刹車溫度達到210左右。起落架（jià）收入輪艙（cāng）後，盡管輪子停止轉動，由於輪艙的（de）散熱效率較差，溫度仍然持續上升（shēng），Z高達（dá）到277，超過（guò）232琥珀色溫度指示警告界限，觸發了LG NO DISPATCH警告信息，由於飛（fēi）機（jī）已經離地，該信息被抑製（zhì）。
由於內側錐形軸承是在地麵滑跑時碎裂的，機輪仍在加速轉動，滾棒被甩離軸（zhóu）承滑槽，使得機輪整體失去內側的支撐（chēng）點。在外側錐形軸承的軸向分力推動下，機輪整體往裏移動，同時還在高速旋轉，這（zhè）時輪軸上固定（dìng）螺母的（de）安全卡環凸緣接觸上輪軸保（bǎo）護蓋，並開始鋸割輪軸保護蓋，這就是8.5cm圓形金屬片形成的原因，然後該（gāi）金屬片掉落在貴陽（yáng）機場的跑道上（shàng）。從這一點可以證實，在貴陽機場的起飛階段，內側錐形軸承就已經完全碎裂了。
被甩（shuǎi）出錐形軸承滑槽（cáo）的滾（gǔn）棒，在機輪高速轉動的情況下，一部分被擠進內（nèi）側軸承（chéng）杯外側邊緣與刹車轂（gū）之間的縫隙（xì），其（qí）中有（yǒu）3顆被機（jī）輪轉動時的產生的強（qiáng）力（lì）擠壓並嵌入軸承杯外套表麵，3道明顯凹槽就是這樣形成的（de），另有5顆通過縫隙後丟失，這8顆滾棒也是造成刹車轂內側表麵刮磨的原因。此外，在貴陽機場和太原機場對跑道（dào）進行詳細檢查，沒（méi）有（yǒu）發現這（zhè）5顆（kē）丟失的（de）滾（gǔn）棒，判斷是貴陽起飛後或者是太原機場進（jìn）近前，從（cóng）空（kōng）中掉（diào）落到跑道（dào）之外，無法找到。
剩下的20顆滾棒（bàng）、滾棒支架以及其它損壞的部件，也經過劇烈撞擊（jī）和摩擦，大部分嚴重變形，留在機輪內外側軸承之間的區域（yù）。通過實物安裝（zhuāng）證實，滾棒必須通過軸承杯外側邊緣與刹車轂之間（jiān）的縫隙，才有可能丟失，這也是20顆滾棒還能留在機輪裏的原因。
第四階段：後續損傷
因為內側的軸承已經碎裂，無法順暢轉動，飛機在太原機（jī）場落地瞬間巨大的衝擊（jī）力使得錐形軸承底座變形（xíng），被卡死在輪軸上，導致輪軸（zhóu）表麵有兩（liǎng）處明顯的損傷（shāng）。脫落的滾棒在機輪高速轉動和震動的過程中，被擠壓變形。
同時摩擦力的（de）增加使得溫度急劇上升，Z高達（dá）到400 ，雖然（rán）未觸發CAS紅色警告信息BRK OVERHEAT（紅色警告溫度為420 ），但導致了輪軸內壁有嚴重烤焦的痕跡，輪（lún）胎根部也有被烤炙（zhì）變色的明顯痕跡。
對於輪轂內側的環形凹槽，我們分析（xī）後認為，應該是發生在貴陽機場起飛滑跑和（hé）太原機場著陸滑（huá）跑兩個階段，主要是機輪往裏移動後，刹（shā）車轂（gū）靜盤的外沿與機輪輪轂內側接觸摩擦產生的（de），所以這個環形凹槽直徑正好與刹車轂靜盤外沿的直徑相同。
由於該起落架的外側機輪仍然處於（yú）完好（hǎo）的狀態，並不（bú）影響（xiǎng）這一側起落架的正常功（gōng）能（néng），所以（yǐ）機組在高速滑行（háng）時並沒（méi）有（yǒu）感覺到機身（shēn）抖動的情（qíng）況（kuàng）。
五、軸承（chéng）碎裂的（de）原因分（fèn）析
下圖為E190飛機主輪輪轂及其（qí）主要部件的示意（yì）圖，經過查詢資料比較，與大（dà）多數飛機機輪的結構基本相同。
圖7 機輪輪轂（gū）、軸承安裝圖
根據手冊資料以及實物分析，兩個錐形軸承通過鬆配合（hé）裝配在機輪輪轂的軸承杯裏，軸承（chéng）杯（bēi）表麵相對於輪軸是一個斜麵，滾棒是緊貼斜麵進行（háng）滾動（dòng）的。在地麵承受飛機重力時產生（shēng）沿（yán）輪軸方向的軸（zhóu）向分力，正（zhèng）常情況下內、外軸承產（chǎn）生的軸向分力大小相等，方向相反，可使機輪在（zài）軸向保持（chí）靜止狀態。
圖8 完好輪轂的內側
此次事（shì）件的罪魁禍首（shǒu）是左內主輪錐形（xíng）軸承碎裂造成的，經核查，這是我公司E190飛機2008年運行以來次發生，通過對其它航空公司工程技術部門的（de）谘詢，主輪錐形軸承碎裂（liè）的情況也不多見（jiàn），目前尚沒有收（shōu）到相關的正式報告。
根據機輪（lún）錐形軸承的工作特點，對軸承碎裂的原因分析可以按照方式進（jìn）行，很多的，受限於設備和技術能力（lì），我們（men）主（zhǔ）要從航線（xiàn）維護和輪胎返修（xiū）的環節進行簡要分（fèn）析（xī）。
1、航線維修工（gōng）作的原因（yīn）分析
拆（chāi）裝機輪是基本的航線（xiàn）維修內容之一，安裝E190飛機主（zhǔ）輪時，需要進行兩次磅力矩（jǔ）工作，次預緊力矩值較大，為481-495N•m（4260-4380 lb•in），將主（zhǔ）輪錐形軸承（chéng）往裏壓緊到位（wèi），避免（miǎn）產生軸向活（huó）動空隙。第二次（cì）為上緊力矩較小，為147-151N•m（1300-1335 lb•in），即可將機輪固定好，使得機輪不至於過緊，影（yǐng）響順暢（chàng）轉（zhuǎn）動。
該主輪自Z後一次安裝後已經使用了477個循環（huán），通過Z近一個多月QAR的數據分析，四個主輪的刹車溫度全部正常，溫度曲線基本相同（tóng），此外通過（guò）維修數據係統查詢，Z近6個月沒有相關（guān）起落架和刹車係統的故障，可（kě）以排除航（háng）線維修工作引起故障的因素。
2、輪胎返修車間維修工作的原因分析（xī）
在各個故（gù）障軸承部件上（shàng），附著的（de）潤滑脂很多，仍然有很好的粘性，沒有幹燥板結情況。對損傷部件清潔後，進行了詳細的目視檢查，所有（yǒu）損傷均體現出（chū）一次性外力作用的情況，未發現長期磨損造成（chéng）的累（lèi）積性損傷，因此可（kě）以確定軸承的清潔、潤（rùn）滑工作環節不是誘（yòu）發故障的主要原因。
我們在輪胎返修車間檢查時發現，有幾個同時修理的機輪（lún），軸承拆下後統一進行清潔、潤滑，由（yóu）於沒有做標誌，也不（bú）對軸承的序號（hào）進行（háng）記錄（lù），因此，不（bú）可避免會造成串裝的情況，也就是說，這次損（sǔn）壞的機輪經過9次修理後，該機輪上的軸承基本上可（kě）以（yǐ）確定不是原裝的了，所以這個軸承到底使用了多長時間，不能給出一個明確的結論。
此外，軸承在拆下清潔（jié）、潤滑、安（ān）裝的過程中，由於工作場所的轉移（yí），不能確定其（qí）中是否有摔落的情況（kuàng），因為這種情況（kuàng）會（huì）造成滾棒、支架產生隱形裂紋。可見，盡管不能確（què）定（dìng）輪胎車間是否存在問題，但是可以確定在修理的工序上有提升的必要性。
3、軸承製造廠家（jiā）的原因分析
廠家CMM（Component Maintenance Manual）針對軸（zhóu）承的檢查方（fāng）式（shì）隻有目視檢查，檢查內容是鏽蝕（shí）、裂紋、碳化、刮痕（hén）、點狀腐蝕、平整度、高溫（wēn）變色等，隻要發現不正常症狀就必須更換。這種檢查（chá）方式是有一定缺陷的，隻能檢查到表麵可見（jiàn）部（bù）分，無法檢測滾棒及相關部件的隱藏部位，還是有漏檢的可能性。此外，軸承也（yě）沒有規定使用壽命，而且輪胎返修車間工作模式也是（shì）無法控製軸承使用時間的，軸承本身就是磨損部件，僅依靠目視檢查發現問題（tí）之後再更換，是不太可靠的。
E190飛機使用Meggitt公司生產的主輪輪轂（gū）及軸承，這是（shì）我公司起軸承碎（suì）裂（liè）的故障報告，Meggitt公司出於保護商業機密的緣故，沒有給出世界機隊的使用情況。
從整體（tǐ）的（de）情況來看（kàn），這是一起個案，盡管檢查方式存在不足之處，軸（zhóu）承質量（liàng）可以得到保障（zhàng）的。
六、小結
這是一起典型的由單個部件（jiàn）損壞引起連鎖反應故障的特殊案例，我們在初期的故障分析中，基（jī）本上就得出了左內機輪內側錐形軸承碎裂是首要（yào）原因，但是對故障的整個演變過程是很（hěn）迷惑的，不能精（jīng）確地（dì）判斷幾個關鍵現象形成的時間點（diǎn）、順序（xù）等情（qíng）況，如圓形金屬片是如何形成的和掉（diào）落（luò）的？軸承杯套上的三道凹槽是如何形成的？錐形軸承底（dǐ）座是如何卡（kǎ）死的？輪軸內筒高溫烤炙的色變發（fā）生在什麽時候？等等（děng），盡管收集了一些FHDB、QAR相關數據，但是（shì）在大量的數據和信息麵前，沒有將所有的信息有效地串在一起，也就是排故思路不清晰（xī），邏（luó）輯推理混亂（luàn），因此就對各個（gè）故障環（huán）節的推斷出現了非常矛盾的結論（lùn）。
通過對排（pái）故思路的整理，我們重（chóng）點對QAR數據進行了認真研究，以QAR記錄的（de）刹車（chē）溫度（dù）數據變化的時間點為線索，我們將故障演變過程分成了四個（gè）階段進行分析，然（rán）後分別對每個階段的數據和信息深入分析，很快就理清了故障分析的思路，能夠將所有故（gù）障現（xiàn）象有機地串接起來，非常精確地推算出（chū）故障演變情況，基本（běn）上還原了每一個階段的該機輪真實的工作狀態。
目前大多數飛機上類似QAR和FHDB的係統可以記（jì）錄各種各樣的參數（shù）數據，機務維修人員除了要收集有效數據和信息外，還要善於對數據進行鑒別和分類，以及邏輯清晰的思（sī）維分析（xī）能力，否則即使擁有海量的數據（jù）和信息，也會陷（xiàn）入一籌莫展的窘境。（來源：民航資源網）
