摘要：

波音 747-400F 的主货舱装载系统动力驱动组件的故障直接影响飞机能否正常装卸货，减少过站时间，避免延误，提高航空公司运力。本文从功能特点和数据统计，对飞机装载系统动力驱动组件的常见故障进行全面的分析，并根据分析结果提出相应的航线和工程维护措施。

PDU（Power drive unit 动力驱动组件），滚轮组件, 滚珠组件, 滚珠面板.

引言

747-400F 货机主货舱装载系统通过控制面板，PDU 动力驱动组件（以下称PDU），滚轮组件, 滚珠组件, 滚珠面板的共同工作,使货板可在货舱内根据需要的方向移动，以完成装货及卸货的过程。然而围绕着 PDU 的故障却时有发生，从1 月至 10 月，某国内航空公司的 B747-400F 机队共计发生 98 起PDU 失效、故障或损坏的事件，其中共 7 次造成航班不同程度的延误。下面对主

货舱装载系统的组成、功能及其引发 PDU 的常见故障进行一下讨论。

1. 主货舱装载系统的组成和功能

主货舱装载系统是由控制面板，PDU，滚轮组件, 滚珠组件, 滚珠面板等组成。

主货舱控制面板：面板分布在货舱的各个位置，其中包括主控制面板，侧货舱门控制面板等。装载人员通过操作控制面板，对系统发送指令，以完成装卸货。

PDU 动力驱动组件：分布在货舱各个位置，包括可伸缩可转向的 PDU，仅可转向的 PDU 以及三英寸的 PDU。 PDU 的几个重要部件是旋转马达、滚动马达、充气轮子以及限位/位置电门等，旋转马达可使充气轮子改变角度方向，可改变货板运送的方向。滚动马达带动充气轮子顺时针或逆时针滚动，用于传输货板。限位/位置电门用于限定 PDU 充气轮子的转动方向，同时在整个装载程序中，起到控制的作用。（见图 1 和图 2）

图 1 货舱 PDU 动力驱动组件分布图

图 2 PDU 动力驱动组件

滚轮组件, 滚珠组件, 滚珠面板：此类组件是在导轨或面板中安装了可多方向滚动的滚珠，帮助货板在纵向和横向方向上的移动，减少装载时的摩擦力，分担货板的重量，配合 PDU 完成装卸货。其中滚珠面板中还安装了直档组件，用于帮助固定货板。（见图 3）

图 3 滚轮组件, 滚珠组件, 滚珠面板

货舱装载系统装货和卸货的过程，是装卸人员操控控制操控面板，对 PDU 发出指令，PDU 根据指令变换转向角度及滚动方向，并在滚珠组件、滚珠面板、滚轮组件的协助下，运送货板（货物固定在货板上）移动到相应的位置上。在整个过程中 PDU 是至关重要的部件，其他的相关组件用于配合 PDU，完成装货及卸货

的程序。

2. 国内某航空公司 4 架 747-400F 主货舱 PDU 的故障统计及分析

自 1 月至 10 月，作者对国内某航空公司 4 架 747-400F 货机的 PDU 故障情况做了统计。具体数据请见图 4。

根据以上的数据统计，某国内航空公司 4 架 747-400F 飞机，共计发生 98 起PDU 故障，通过以图列表可发现，故障率较高的 PDU 的位置为：4 排和 5 排（机头区域）以及 19 排（主货舱门口区域）。

4 排和 5 排位置的 PDU，即机头区域，主要用于装卸 1,2,3 号货板。相对而言，工作次数少于其他区域的 PDU。但该区域的货板装载，需要根据装载程序，通过 4、5 两排 PDU 的角度及滚动方向的变化，来改变货板的方向和位置，因此，该区域的 PDU 在短时间内频繁转向并正反滚动，工作强度远大于其他区域的 PDU。

同时，该区域 PDU 的周边滚轮组件，滚珠组件，滚珠面板的数量较少。大部分的货板重量及摩擦力都由PDU自身承担，因此造成了该区域PDU的高负荷工作。

图 4 某国内航空 4 架 747-400F 的 PDU 故障统计

19 排的 PDU，即主货舱门口区域，是装卸货时每块货板的必经之地，使用率高，且使用较为频繁。

以上两个区域因使用率高且工作负荷大，当有一个或以上的 PDU 失效时，容易造成其他几个 PDU 工作负荷的过载。同时，PDU 周边的滚轮组件，滚珠组件及滚珠面板如果有损坏，丢失或卡组等现象时，同样容易增加货板装卸时的摩擦力，增加 PDU 的负担。

同时，如果在日常维护中，未保持货舱区域的清洁，容易造成外来物进入PDU，从而卡住 PDU，导致无法工作。另外，未及时对 PDU 轮胎充气，会造成摩擦力增加，货板运送困难，容易导致 PDU 过载工作。其他诸如 PDU 翻修质量不达标，或使用了材料硬度不足的货板装卸货，在装卸货过程中容易碰撞 PDU 及其他组件，都会对 PDU 的工作带来影响，提高 PDU 的故障率。

图5 1 号和 2 号货板装载的 PDU 位置示意图

另外，4、5 及 19 排 PDU 是根据固有装卸程序，变换 PDU 轮子的角度及滚动方向，来使 1,2,3 号货板变换方向及位置，移动至指定区域。这其中的主要部件除了 PDU 本身及旋转作动筒之外，限位/位置电门也是非常重要的部件。

限位/位置电门工作中的作用：装载人员通过控制面板给指令---PDU 转动---转动相应角度（即转动至相应的限位/位置电门的位置）----目标块触发电门----PDU 停止转动----接通后续电路执行后续动作（如触发下一个 PDU 工作） 。

图 6 为 PDU 限位/位置电门及目标块。

如果限位/位置电门故障或损坏，会造成 PDU 无法按照固有程序转动，容易造成货板装载困难，影响航班准点率。

综上所述，导致 PDU 故障失效的原因总结如下：

4、5、19 排区域，因 PDU 长期处于频繁工作状态，容易造成 PDU 故障。

限位/位置电门及目标块故障，或发生磨损及偏离，导致电门与目标块的间隙过大。

相邻 PDU 失效及周围区域的辅助装载设备失效（滚轮/珠组件等），致使PDU 长期单独工作，而 PDU 经常过载工作容易提高其故障率。

货舱因清洁质量不高，导致污物污染货舱装载系统的部件，缩短了部件的寿命。

PDU 轮胎磨损及气压不足，导致摩擦力增加，造成 PDU 过载工作。

PDU 本身的翻修质量存在问题，导致 PDU 重复故障发生。

货物过载/货板材料硬度不足，而导致货板底部弯曲，造成装卸货时，货板与装载系统部件发生碰撞。

3. 波音 747-400F 主货舱 PDU 的维护建议与改进措施

当 4、5 及 19 排 PDU 故障时，建议先确认目标块和临近电门是否被触发，确认方法可参考图 7。

图 7 PDU 刻度指示

图 7 的左图显示了 PDU 旋转超出了刻度盘的范围，而右图显示了在正确刻度盘范围内，正确位置的 PDU，此时限位/位置电门正好被触发，停止了 PDU 的转动。当发生了左图中的情况是，建议先停止装货，人工松开固定 PDU 的螺杆，人工提起 PDU，调整位置并将其重新放入，以确保刻度盘在正确范围内。再次观察

PDU 工作情况，确认是否为瞬时故障。若再次发生偏离，则需接近 PDU 目标块及限位电门，确认其间隙是否在正确范围内，以及限位/位置电门的线路是否完好。

其次，当维护人员发现 PDU 或滚轮/滚珠组件失效后，应该及时更换。尽量避免或减少周边其他 PDU 过载工作的发生。同时在日常维护中加大对 PDU 轮胎压力及磨损情况的检查力度，防止因 PDU 轮胎压力低，造成 PDU 过载工作。定期重点检查滚轮、滚珠组件面板等，提高货舱清洁的质量，避免因货舱脏污污染 PDU

及装载系统部件。

建议航空公司不要使用材料强度不满足要求的货板，使用此类货板会导致其在装载过程中，因货板底部变形，从而导致装卸过程中，货板与 PDU 等部件发生碰装。

最后，航空公司的质量部门应该加强对于货舱装载系统的检查力度，并重点监管 PDU 的翻修质量。

4. 结束语

PDU 动力驱动组件的常见故障看似并不起眼，但它对 B747-400F 货机有着重要的影响。随着近年来 PDU 故障的发生率居高不下，飞机设计人员和维护人员更应该吸取经验教训，深入研究故障的发生原因，有效地提出预防和排故的措施，并在飞机的设计层面和维修方案中体现出来，以便提高 PDU 工作的可靠性，保障

航班的正常运行。