1.总体方案
飞机在降落过程中,由于速度和本身重量的原因,飞机产生的惯性会很大,刹车需要消耗的动能也会变得巨大,因此在飞机刹车系统运行时候,避免出现卡滞、抱死等失效模式。
飞机刹车系统是保证飞机安全的,制动形式在形式上与汽车很相似,飞机的机轮是主要承载装置,飞机刹车时通过动力装置控制制动装置,在使用刹车盘产生摩擦,最后完成飞机的刹车,但是飞机在刹车时,由于飞机会对地面产生一个大大的冲击,为了能够更好的完成飞机的刹车,缩短飞机的刹车距离,需要飞机在刹车过程中产生一个反向的阻力,可以有效的完成飞机的刹车。
在飞机刹车系统总体设计中,分配活门是一个非常重要的零件,飞机需要刹车时候驾驶员操作刹车机构,如果没有分配活门,压力会直接输入到刹车轮上,但是如果左右操作时候,压力不一致,就会导致飞机转弯,分配活门就是将压力进行分配,左右刹车轮的压力实现一致,保证刹车平稳,分配活门的示意图如图1.1。
1.管口 A;2. 管口 B;3. 管口 C;4.
管口 D;5. 管口 E;6. 管口 F;
7. 管口 G;8. 管口 H;9. 手操纵杆
图1.1 飞机刹车分配活门示意图
2.液压设计
在飞机制造与装配技术不断提高的情况下,飞机设计上也在采用不同方式的思路,液压系统也在慢慢的应用在飞机上,例如在飞机的收放、助力等控制系统中都应用了液压控制系统,液压驱动控制系统具有设计尺寸小、工作效率高、可靠性能好、刚度好等优势,图2.1就是飞机液压控制系统刹车原理图。
图2.1 飞机刹车液压控制原理图
虽然飞机的刹车原理和汽车的很相似,但是还会有一定的不同。飞机不能满足长时间的刹车,原因就是飞机的轮胎如果长时间受到摩擦力,会出现一定的危险,系统在设计的时候,如果飞机驾驶员长时间操纵刹车系统,系统内制动系统会因为承载压力过大,系统本身的输出压力会自动降低,这样会导致飞机失控。当压力达到一定压力的时候,轮胎与地面之间的摩擦力不能满足机轮的要求,飞机与地面会发生相应的滑动,严重会导致飞机轮胎脱落与爆胎。
因此飞机制动系统采用液压系统,通过液压分配活门将不同的压力进行疏导,实现压力控制,保证飞机降落的安全。
双座飞机在刹车的时候,分配门液压控制系统的工作如下:脚刹车控制信号是通过E管口,手动操作的是通过G管口进入到分配门中的,副驾驶操作的是F和H,如果正驾驶对E或者G进行操作的时候,压力会对内部的活塞进行施加压力,活塞会带动柱塞进行运动,压力当达到一定时候,A腔和B腔就会相联通,飞机会实现刹车,但是副驾驶还在持续的操作刹车操作杆,输出的压力还会增加,腔内的压力会增加,A腔内会自我保护,将油从D腔中流出,整个系统在操作时候,即使出现操作不一致也会实现油压的互通,保证左右压力相同,避免出现失控现象。
虽然飞机刹车系统采用液压分配的方式实现对刹车的精准控制,但是设计完成之后也是需要一些辅助测试来保证系统的安全性。
3.试验分析
飞机分配门刹车系统在后续的使用过程中,会定期的进行维护与保养。但是在设计的时候,为了能够更好的保证使用过程中的可靠性和长久性,在设计完成之后需要进行相应的试验,刹车系统在飞机的起步、滑行、着陆中都会使用到,而刹车的效果又取决于驾驶员的操作,因此和汽车一样也是需要有一定的驾驶经验的,主要的试验内容如下:
(1)密封性试验,液压系统和刹车系统密封性是最重要的,如果出现漏油现象,刹车系统就会出现不灵敏或者失效的情况,试验的方法就是对系统中施加压力,压力值为31.5Mpa,试验的要求就是保压1min,系统内的压力不会下降1.5Mpa;
(2)压力试验,虽然系统的密封性可以得到保证,但是飞机在刹车过程中,由于飞机机身本身的重量,液压系统的瞬间压力会很高,系统需要有一定的承压要求,试验的方法是将A和C口封上,然后对E进行输压,压力值是5.9Mpa,在对B口进行输压,要求压力不要大于10.5Mpa,最终系统不出现异常,说明是要通过;
(3)工作性能的测试,该项试验的主要目的是检测B和C的减压压力,对A进行输压,压力最好是介于14和20之间,流量为20L/min,同时需要输入一定的操作压力保证系统是操作状态,施加E口5.9Mpa力,这个时候检测B口的减压压力,检测的要求是在30s间隔取两个数值,数值之间的差值不要超过1.28Mpa;
(4)手动操作的功能,与3测试方法一致,不同之处就是操作杆压制行程是手动末端位置,要求也是差值不要超过1.28Mpa。
飞机是现代重要的作战工具,安全性能非常重要,每个系统和部件都是需要严格的进行把控,刹车系统的压力和流量要操作控制精确,测试系统要保证测试到位,避免出现形式上的试验,出现问题不解决,最终会影响驾驶员的人身安全。
结论
本文的主要研究对象是刹车系统中分配活门部件,主要是对其总体设计的研究分析、主要的结构、工作原理,在飞机降落时的工作状态,同时通过测试方法,找到最可靠和最优的设计方案,选取液压系统作为刹车系统控制方式,可以保证在出现故障或者泄露情况下,系统还会有持续的压力,保证其动作可以完成,避免突然失控的状态,大大的提高了安全系数。
参考文献
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