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7 飛機液壓控制典型回路 7 1飛機液壓舵機 7 1 1液壓舵機液壓舵機的作用和組成液壓舵機的作用從信號的轉(zhuǎn)換關系來說是將輸入的電信號轉(zhuǎn)變?yōu)轵?qū)動負載的機械位移輸出信號 并使輸出信號的變化精確地跟蹤輸入信號的變化 圖7 1 1液壓舵機結(jié)構(gòu)原理圖1 導磁體 2 永久磁鐵 3 控制線圈 4 銜鐵 5 彈簧管 6 擋板 7 噴嘴 8 溢流腔 9 反饋桿 10 閥芯 11 閥套 12 回油節(jié)流孔 13 固定節(jié)流孔 14 油濾 15 作動筒殼體 16 活塞桿 17 活塞 18 鐵芯 19 線圈 20 位移傳感器 2 電液伺服閥的工作原理 電液伺服閥的力矩馬達將電信號轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械位移信號是利用電磁原理工作的 圖7 1 2力矩馬達工作原理 3 液壓舵機工作原理及傳遞函數(shù) 圖7 1 4液壓舵機 舵面隨動系統(tǒng)框圖 7 1 2飛控系統(tǒng)中的反傳和復合舵機 駕駛桿回輸振蕩 力反傳和功率反傳在增穩(wěn)飛行操縱系統(tǒng)中 機械操縱與增穩(wěn)操縱兩套系統(tǒng)是通過復合搖臂把它們連接起來的 兩套系統(tǒng)的輸入信號通過復合搖臂綜合后 共同控制一套系統(tǒng)即助力器和舵面 圖7 1 6增穩(wěn)飛行操縱系統(tǒng)力反傳原理 2 復合舵機及其工作原理 目前解決力反傳的有效方法之一是采用復合舵機 即將助力器與舵機做成一個整體 使來自駕駛桿和舵機的信號都在助力器滑閥處綜合而不是在前述的復合搖臂處綜合 電液復合舵機具有三種工作狀態(tài) 即助力操縱 舵機工作和復合工作狀態(tài) 圖7 1 7復合舵機回路框圖 圖7 1 8復合舵機原理結(jié)構(gòu)圖 7 2飛機操縱系統(tǒng)典型回路 7 2 1概述飛機飛行操縱系統(tǒng)是飛機上的主要系統(tǒng)之一 它的工作性能好壞 直接影響著飛機飛行的性能 對于民航飛機來說 更在很大程度上影響飛機的安全性和乘坐品質(zhì) 采用液壓助力協(xié)助駕駛員克服舵面鉸鏈力矩的操縱系統(tǒng)稱為助力機械操縱系統(tǒng) 助力機械操縱系統(tǒng)分為可逆助力機械操縱系統(tǒng)和不可逆助力機械操縱系統(tǒng) 圖7 2 1有回力的助力操縱系統(tǒng) 圖7 2 2無回力液壓助力系統(tǒng)圖 7 2 2典型回路 在典型的飛行操縱系統(tǒng)回路 如圖7 2 5所示 中 通常分為主操縱系統(tǒng)回路和輔助操縱系統(tǒng)回路 主操縱系統(tǒng)是指驅(qū)動副翼 升降舵和方向舵的工作回路 使飛機產(chǎn)生圍繞縱軸 橫軸 立軸轉(zhuǎn)動 輔助操縱系統(tǒng)回路是指驅(qū)動擾流板 前緣裝置 后緣襟翼和水平安定面配平等的操縱回路 由于驅(qū)動裝置本身的特點 輔助操縱系統(tǒng)回路在工作中 當操縱面被操縱到需要的位置后 不會在空氣動力作用下返回原來位置 1 副翼操縱系統(tǒng)回路 7 2 5典型的飛行操縱系統(tǒng)回路 圖7 2 6典型副翼操縱系統(tǒng)原理 副翼感覺和定中機構(gòu)與副翼配平 圖7 2 9副翼感覺和定中機構(gòu) 液壓助力器 1 構(gòu)造液壓助力器一般由液壓放大器 執(zhí)行元件和比較機構(gòu)組成 其主要作用是在液壓壓力作用下 輸出機械功 比較機構(gòu)是將操縱指令和輸出的反饋量進行比較 經(jīng)液壓放大器 控制執(zhí)行元件 使執(zhí)行元件的位移量滿足操縱指令要求 圖7 2 10一種典型的液壓助力器 應急操縱 當液壓系統(tǒng)壓力不足或液壓助力器有故障時 可以關閉助力器的工作開關 轉(zhuǎn)為用體力進行應急操縱 應急操縱時 駕駛桿首先帶著配油柱塞移動很小一段距離 使限動片與限動架接觸 然后就完全依靠駕駛員的體力帶著傳動活塞左右移動 克服舵面載荷 使舵面偏轉(zhuǎn) 性能分析 快速性 靈敏性 穩(wěn)定性 2 升降舵操縱系統(tǒng)回路 圖7 2 12典型飛機的升降舵操縱系統(tǒng)回路 1 升降舵扭力管升降舵扭力管將升降舵助力器的動力輸出到升降舵搖臂 2 升降舵感覺和定中機構(gòu)回路升降舵動壓感覺機構(gòu)提供和空速成正比的計量壓力到感覺作動筒 圖7 2 14升降舵扭力管 3 馬赫配平 馬赫數(shù)配平裝置是一套自動控制裝置 當飛行馬赫數(shù)達到產(chǎn)生自動下俯現(xiàn)象的數(shù)值時 馬赫數(shù)配平裝置自動操縱升降舵向上偏轉(zhuǎn)一個角度 從而避免自動下俯現(xiàn)象 圖7 2 15典型升降舵感覺定中機構(gòu)回路 3 方向舵操縱系統(tǒng)回路 飛行機組使用方向舵踏板輸出的信號經(jīng)由前扇形輪 操縱鋼索傳到后扇形輪 通過其傳到感覺和定中組件 最后通過主方向舵PCU和輸出連桿來操縱方向舵的偏轉(zhuǎn) 飛機方向舵操縱系統(tǒng)中還裝有偏航阻尼器 其作用是及時根據(jù)飛機姿態(tài)的變化操縱方向舵 防止產(chǎn)生荷蘭滾 偏航阻尼器驅(qū)動方向舵的偏轉(zhuǎn)角小于腳蹬操縱的方向舵偏轉(zhuǎn)角 7 2 16典型方向舵操縱控制回路 液壓動力控制組件 PCU 在現(xiàn)代民航飛機的飛行操縱的很多地方都用到了液壓動力控制組件 PCU 只是各型號飛機的叫法有一定差別 其相當于液壓舵機或液壓助力器的作用 主要用于液壓動力的控制和輸送 圖7 2 18主方向舵PCU 4 襟翼操縱回路 根據(jù)增升原理 當后緣襟翼在放出時 雖然起到增加升力的作用 但也導致飛機的實際迎角增大 使飛機易發(fā)生失速 為避免出現(xiàn)失速 前緣裝置往往作為后緣襟翼的隨動裝置 也就是前緣裝置隨后緣裝置工作而作動 由于后緣襟翼放出的角度大 如果放出時左 右兩側(cè)襟翼放出角度不同 出現(xiàn)不同步 則襟翼操縱系統(tǒng)會自動切斷襟翼的工作 防止不同步的進一步擴大 不同步保護一般僅在正常工作方式下發(fā)揮作用 在襟翼驅(qū)動機構(gòu)中設置了襟翼載荷限制器 用于保護襟翼結(jié)構(gòu) 防止過大的氣動載荷損傷襟翼 當后緣襟翼處于完全放出位置時 如果某時刻的空速突然超過預定值 后緣襟翼會自動收進一個稍小的角度 防止襟翼結(jié)構(gòu)承受過大的氣動載荷 圖7 2 19后緣襟翼驅(qū)動裝置 圖7 2 20飛機襟翼操縱系統(tǒng)原理圖 5 擾流板工作回路 擾流板的作用是幫助副翼進行繞縱軸的飛機操縱 也可作為減速板在著陸或中斷起飛期間降低升力并增加阻力 民航飛機在每側(cè)機翼上表面裝有多塊擾流板 其中包括地面擾流板和飛行擾流板 擾流板在工作時均向上升起 1 地面擾流板地面擾流板只能在地面上起減速作用 其通常只有兩個位置 立起位和放下位 因此作動裝置為普通雙向單桿液壓作動筒 2 飛行擾流板飛行擾流板既可在地面使用 也可在空中使用 其作用既可減速 也可以協(xié)助副翼完成滾轉(zhuǎn)操縱 這種設計可以提高飛機橫側(cè)操縱效能 并能防止副翼反效 當空中減速時 擾流板也可以輔助副翼進行橫側(cè)操縱 空中減速時 提起減速手柄向后扳動 左 右側(cè)的飛行擾流板同時放出 如果此時駕駛盤轉(zhuǎn)動角度超過預定值 飛行擾流板仍可以配合副翼進行橫側(cè)操縱 圖7 2 24地面擾流板操縱回路 圖7 1 25飛行擾流板 配合副翼操縱工作回路 副翼操縱系統(tǒng)可在飛行時對飛行擾流板進行操縱 使飛行擾流板配合副翼完成滾轉(zhuǎn)操縱 以飛機向左滾轉(zhuǎn)操縱為例 當駕駛員向左轉(zhuǎn)動駕駛盤時 左副翼向上偏轉(zhuǎn) 右副翼向下偏轉(zhuǎn) 使左機翼的升力減小 右機翼升力增大 飛機繞縱軸向左側(cè)滾轉(zhuǎn) 當駕駛盤轉(zhuǎn)動超過一定角度時 左側(cè)飛行擾流板放出使左機翼升力進一步減小 增加飛機滾轉(zhuǎn)力矩 在操縱過程中 副翼上偏一側(cè)的飛行擾流板打開 從而配合副翼操縱飛機繞縱軸向左側(cè)滾轉(zhuǎn) 飛機減速工作回路 飛機減速是通過操縱減速手柄實現(xiàn)的 減速手柄位于中央操縱臺左側(cè) 在地面操縱減速手柄 所有擾流板放出 如果是在空中操縱減速手柄 左 右側(cè)飛行擾流板同時放出 空中減速時 減速板手柄的機械信號會輸送到混合器 由混合器通過鋼索再傳送到飛行擾流板 左 右側(cè)的飛行擾流板同時放出 進行空中減速 7 3飛機剎車系統(tǒng)典型回路 7 3 1概述飛機著陸接地時 具有較大的水平分速 滑跑過程中 氣動阻力與機輪滾動阻力對飛機的減速作用卻比較小 如果不設法增大飛機的阻力 使之迅速減速 則著陸滑跑距離與滑跑時間勢必很長 現(xiàn)代飛機都裝有著陸減速裝置 目前 機輪剎車裝置是最主要的 應用得最廣泛的一種 圖7 3 1機輪剎車裝置 地面摩擦力的增大是有限度的 隨著剎車壓力的增大 地面摩擦力增大到某一極限值時 即使繼續(xù)加大剎車壓力 它也不會再增加 這時機輪與地面之間產(chǎn)生相對滑動 即出現(xiàn)通常所說的 拖胎 現(xiàn)象 圖7 3 2爆胎后的機輪 7 3 2典型回路 圖7 3 3某飛機液壓剎車系統(tǒng)回路原理圖 現(xiàn)代飛機的剎車系統(tǒng)由以下分系統(tǒng)組 正常剎車系統(tǒng) 主要部件由剎車蓄壓器 正常剎車調(diào)壓器 液壓保險器組成 備用 應急 剎車系統(tǒng) 在主剎車系統(tǒng)失效時 通過轉(zhuǎn)換閥提供備用 應急 剎車 防滯剎車系統(tǒng) 由防滯傳感器 防滯控制器 防滯控制閥組成 精確控制剎車壓力 達到最高的剎車效率 自動剎車系統(tǒng) 在飛機著陸前 打開自動剎車系統(tǒng) 不需駕駛員用腳踩剎車踏板 停留剎車系統(tǒng) 飛機停場時 將飛機剎住 停留剎車壓力源為剎車蓄壓器 1 正常剎車系統(tǒng)回路 圖7 3 4飛機剎車系統(tǒng)原理圖簡化圖 圖7 3 5正常剎車系統(tǒng)原理圖 2 備用 應急 剎車系統(tǒng)回路當正常剎車系統(tǒng)發(fā)生故障時 可將備用 應急 剎車動力源通過備用 應急 剎車轉(zhuǎn)換活門送到剎車裝置 進行備用 應急 剎車 3 防滯剎車系統(tǒng)回路根據(jù)工作原理的差異 防滯系統(tǒng)分為慣性防滯系統(tǒng)回路和電子式防滯系統(tǒng)回路兩大類 1 慣性防滯系統(tǒng)回路 慣性防滯系統(tǒng)是在一般剎車系統(tǒng)回路的基礎上添加慣性傳感器和電磁活門兩個主要附件組成 圖7 3 5正常剎車系統(tǒng)原理圖 2 電子式防滯系統(tǒng)回路 1 機輪滑移率和剎車效率機輪滑移率 V機 V輪 V機 圖7 3 7剎車效率與機輪滑移率的關系曲線 2 電子式防滯系統(tǒng)回路的組成 電子式防滯系統(tǒng)由三個主要元件組成 輪速傳感器 防滯控制器和防滯閥 圖7 3 8電子式防滯系統(tǒng)原理圖 3 電子式防滯系統(tǒng)回路的工作狀態(tài) 飛機由下滑到在跑道上停穩(wěn)的過程中 電子式防滯系統(tǒng)起著不同的作用 接地保護功能 鎖輪保護功能 正常防滯功能 人工剎車功能 圖7 3 11飛機著陸時剎車系統(tǒng)工作過程 電子式防滯系統(tǒng)回路的功能 接地保護功能 鎖輪保護功能 正常防滯功能 人工剎車功能 4 自動剎車系統(tǒng)回路 自動剎車系統(tǒng)回路通過自動剎車調(diào)壓器調(diào)節(jié)剎車壓力 自動剎車調(diào)壓器與正常剎車調(diào)壓器并聯(lián) 通過轉(zhuǎn)換閥接人正常剎車系統(tǒng) 自動剎車壓力分為四擋 1 2 3和MAX擋 在飛機中斷起飛剎車時 可選擇 RTO擋 進行大力剎車 自動剎車調(diào)壓器也稱為自動剎車壓力控制組件 在自動剎車操作過程中 它使用來自防滯 自動剎車控制組件 AACU 的控制信號 調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)的壓力 供向正常剎車系統(tǒng) 5 停留剎車系統(tǒng)回路 圖7 3 13自動剎車系統(tǒng) 圖7 3 14停留剎車系統(tǒng) 7 4起落架系統(tǒng)典型回路 7 4 1起落架收放系統(tǒng)回路起落架收放類型 1 前起落架 2 主起落架 2 起落架收放順序 收起起落架時 艙門開鎖 艙門作動筒將艙門打開 起落架下位鎖作動筒打開下位鎖 起落架在收放作動筒作用下收起 并鎖定在收上位 艙門作動筒將艙門關閉并鎖定 放下起落架時 順序相反 先開艙門 然后開上位鎖 放起落架并鎖定 最后關上艙門 起落架收放順序因機型差異而略有不同 圖7 4 1飛機起落架放下順序示意圖 收上順序與之相反 a 收上鎖定 b 開艙門 c 放起落架 d 放下鎖定 3 對收放系統(tǒng)的要求 為了安全 對起落架收放系統(tǒng)有如下要求 起落架在收上和放下位都應可靠鎖定 并給機組明確指示 收放機構(gòu)應按一定順序工作 防止相互干擾 系統(tǒng)應在不安全著陸時向機組發(fā)出警告 在正常收放系統(tǒng)發(fā)生故障時 應有應急放下系統(tǒng) 為了防止飛機在地面上時起落架被意外收起 系統(tǒng)應設置地面防收安全措施 收放位置鎖類型 收放位置鎖通常有掛鉤式和撐桿式兩種形式 1 掛鉤式鎖掛鉤式鎖主要由鎖鉤 鎖簧和鎖滾輪 或稱鎖扣 組成 通常通過鎖作動筒 搖臂及連桿作動 當鎖滾輪進入到鎖鉤內(nèi)即為入鎖狀態(tài) 無液壓時 鎖簧可保持其處于鎖定狀態(tài) 2 撐桿式鎖撐桿式鎖又稱為過中心鎖 由上鎖連桿 下鎖連桿 鎖簧及開鎖作動筒組成 撐桿式鎖由鎖簧保持鎖定 由開鎖作動筒開鎖 4 起落架鎖機構(gòu) 圖7 4 2主起落架上位鎖 5 機輪收上剎車系統(tǒng) 1 主起落架收上剎車主起落架一般配備收上剎車系統(tǒng) 在起落架收上管路上有一條通向備用剎車系統(tǒng)的壓力管路 當起落架手柄扳到 UP 位置時 高壓油液經(jīng)過該管路為備用剎車系統(tǒng)供油 將主輪剎住 2 前起落架收上剎車由于前起落架沒有剎車裝置 因此前輪收起時 不能通過剎車系統(tǒng)將機輪剎住 通常采用的方法是在前輪艙內(nèi)設置摩擦塊 作為機輪停轉(zhuǎn)制動器 6 應急放下系統(tǒng) 對應急放下系統(tǒng)的要求是 當正常收放系統(tǒng)發(fā)生任何合理的失效時 應能放下起落架 任何單個的液壓源 電源或等效能源失效時 應能放下起落架 7 收放系統(tǒng)典型回路 圖7 4 6典型起落架收放系統(tǒng)的回路 1 起落架收放控制系統(tǒng)回路起落架控制系統(tǒng)回路主要用于起落架收放程序的控制 液壓動力的供給和選擇 其主要有起落架轉(zhuǎn)換活門和起落架選擇活門組成 起落架轉(zhuǎn)換活門用于起落架液壓源系統(tǒng)選擇與轉(zhuǎn)換 起落架選擇活門主要用于起落架收放與液壓壓力的供給 2 起落架收放液壓作動回路起落架收放液壓作動系統(tǒng)回路用以實現(xiàn)起落架順序收放的控制與實現(xiàn) 較常用的方法有機控順序閥收放系統(tǒng)回路和液壓延時收放系統(tǒng)回路 圖7 4 7起落架控制系統(tǒng) 液壓回路 7 4 2飛機轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)回路 概述操縱飛機在地面轉(zhuǎn)彎的方式有兩種 一種是通過主輪單剎車或調(diào)整左右發(fā)動機的推力 拉力 使飛機轉(zhuǎn)彎 另一種是通過前輪轉(zhuǎn)彎機構(gòu) 直接操縱前輪偏轉(zhuǎn) 使飛機轉(zhuǎn)彎 輕型飛機一般采用前一種方式 而中型及以上飛機因轉(zhuǎn)彎困難 大多裝有前輪轉(zhuǎn)彎機構(gòu) 主起落架轉(zhuǎn)彎有兩種形式 一種是利用轉(zhuǎn)向作動筒驅(qū)動主輪小車的后兩個機輪轉(zhuǎn)彎 另一種是旋轉(zhuǎn)主輪小車整體轉(zhuǎn)彎 主起落架轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)是跟隨前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)工作的 當前輪在一個方向上轉(zhuǎn)動一定角度時 主輪會在相反的方向上轉(zhuǎn)動一個比前輪略小的角度 當前輪右轉(zhuǎn)時 主輪會向左偏轉(zhuǎn) 前輪向左偏轉(zhuǎn)時 主輪會向右偏轉(zhuǎn) 主起落架轉(zhuǎn)彎也由專門的轉(zhuǎn)彎作動筒驅(qū)動 2 轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)典型回路 圖7 4 8典型機械液壓前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)組成 圖7 4 9典型機械液壓前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)回路 轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)典型回路 1 輸入機構(gòu)轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)的輸入機構(gòu)包括轉(zhuǎn)彎手輪和方向舵腳蹬2 轉(zhuǎn)彎計量活門轉(zhuǎn)彎計量活門是典型的機械液壓伺服閥 3 轉(zhuǎn)彎作動筒轉(zhuǎn)彎作動筒是前輪轉(zhuǎn)彎的執(zhí)行機構(gòu) 4 轉(zhuǎn)彎套筒轉(zhuǎn)彎套筒將轉(zhuǎn)彎作動筒的動力通過扭力臂傳遞到輪軸 驅(qū)動前輪轉(zhuǎn)動 5 減擺器的減擺功能 前輪擺振現(xiàn)象及減擺器 中立減擺6 拖行釋壓功能 圖7 3 10前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng) 拖行 7 5發(fā)動機反推系統(tǒng)典型回路 7 5 1反推裝置系統(tǒng)概述反推系統(tǒng) 推力反向曾經(jīng)被用來在飛行中降低空速 現(xiàn)在更多用于飛機觸地后 減低飛機速度 縮短滑跑距離 反推裝置必須能夠承受極高的溫度和有腐蝕作用的燃氣 反推力的大小完全可控 典型的反推系統(tǒng)有3個分系統(tǒng) 控制系統(tǒng) 作動系統(tǒng)和氣流轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 圖7 5 1反推裝置 圖7 5 2反推裝置系統(tǒng) 7 5 2反推系統(tǒng)典型回路 液壓式反推回路 絕大多數(shù)的現(xiàn)代民航客機反推采用液壓驅(qū)動 這里著重介紹一下液壓式反推回路 液壓作動的反推回路可有不同的設計 某些是鏟斗門型反推回路 像B737 200飛機 有些是格柵型反推裝置帶移動套筒 像B737型飛機 另一些是樞軸門型反推回路 像A320或A340飛機 在液壓作動的反推回路 使用兩種不同的鎖定方法 一種方法是單個的液壓操作的鎖門 另一種是反推作動器里的一體鎖 也有些機型組合使用兩種方法 圖7 5 3反推裝置的展收 放入液壓油路 液壓作動的反推回路 液壓作動的反推回路使反推不工作有兩種方法 一是機械地鎖住可動的反推部件 或者斷開到反推作動器的液壓供應 例如關閉反推控制活門組件上手動操作的切斷活門 使反推系統(tǒng)液壓地不工作 在某些飛機 像A320 在每個阻流門插入鎖螺栓和鎖定板 在B737上固定的反推整流罩和移動套筒之間安裝不作動銷都可以機械地使反推裝置不工作 同時安裝紅色指示銷或板示出反推不工作 THANKYOU