飛機起落架收放系統(tǒng)分析

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1、 中 國 礦 業(yè) 大 學(xué) 《機電控制》課程論文 論文題目： 飛機起落架收放系統(tǒng)分析 姓 名 區(qū) 炳 根 班 級 機自08—10班 學(xué) 號 03081154 學(xué) 期 10-11學(xué)年第二學(xué)期 指導(dǎo)老師 成 績 2011年7月 飛機起落架收放系統(tǒng)分析 班級：機自08—10班 姓名：區(qū)炳根 學(xué)號：030811

2、54 摘要：飛機起落架的基本作用，結(jié)構(gòu)分析，并以波音系列飛機為例，分析起落架收放液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并進行仿真分析得到起落架的收放過程的作動筒壓力，流量參數(shù)做參照，在現(xiàn)場中運用測得的數(shù)據(jù)與參考數(shù)據(jù)做對比，從而進行故障排除。 關(guān)鍵詞：起落架 收放系統(tǒng) 液壓 故障分析 0引言 近年來，隨著飛機制造技術(shù)的提高，飛機的安全性也得到更好的保障，但是仍然還是有飛機失事，對于人民的人身安全和財產(chǎn)造成不小的損失，據(jù)統(tǒng)計，飛機失事有30 ％的概率是有飛機起落架出故障而引起的，為了不斷增強飛機起落架系統(tǒng)的可靠性、安全性和有效性，保證飛機的正常飛行，因此必須對飛機起落架液壓系統(tǒng)進行合理設(shè)計。 飛機起落架液

3、壓系統(tǒng)是飛機的一個至關(guān)重要的組成部分，在飛機著陸及地面滑跑過程中起著舉足輕重的作用。概括起來，起落架的主要作用有以下四個： 1）承受飛機在地面停放、滑行、起飛著陸滑跑時的重力； 2）承受、消耗和吸收飛機在著陸與地而運動時的撞擊和顛簸能量； 3）滑跑與滑行時的制動； 4）滑跑與滑行時操縱飛機。 本論文運用液壓傳動技術(shù)的基礎(chǔ)知識，以波音飛機起落架液壓系統(tǒng)為例，主要分析起落架的收縮和放下過程收放系統(tǒng)的工作狀態(tài)，以及對常見故障的分析。 1飛機起落架收放系統(tǒng)的要求 起落架收放機構(gòu)通常采用高壓液壓油作為動力。對收放系統(tǒng)的要求是：收放起落架所需要的時間應(yīng)符合要求；保證起落架在收上和放下時都

4、能可靠地鎖住，并能使飛行員了解起落架收放情況。收放機構(gòu)必須協(xié)調(diào)工作，使起落架收放、鎖和艙門等能按一定的順序工作。 2起落架收放系統(tǒng)的主要部件及工作過程 2.1起落架收放系統(tǒng)主要部件 如圖一所示為波音飛機前主起落架的收放系統(tǒng)圖，主要部件有收放作動液壓缸，鎖作動液壓缸，鎖定機構(gòu)。 前起落架 收放作動筒 鎖機構(gòu) 鎖作動筒 放下并鎖好 傳動過程中 收上并鎖好 圖一 起落架收放控制手柄 手柄鎖超控手柄 手柄鎖繼電器 手柄鎖機構(gòu) 操縱鋼索 齒板 如圖二，起落架控制系統(tǒng)通過機械式手柄等操縱器件帶動鋼索或連桿機構(gòu)打開液壓閥進行控制。起落架液壓

5、能源系統(tǒng)包括液壓系統(tǒng)A、液壓系統(tǒng)B及備用液壓系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)額定工作壓力為20.685MPa（主起落架）。起落架正常收放時，操縱機械手柄通過扇形輪及鋼索打開液壓選擇閥油路控制起落架的收放，收放手柄有“收上”、“放下”和“斷開”3個位置；正常收放由液壓系統(tǒng)A供壓，收起落架時如液壓系統(tǒng)A有故障，系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)換到液壓系統(tǒng)B供壓；應(yīng)急放下系統(tǒng)采用機械手柄帶動鋼索打開起落架上位鎖，依靠重力和氣動力放下起落架，前起落架和左、右主起落架分別對應(yīng)3個應(yīng)急放機械手柄；系統(tǒng)中設(shè)置有接近傳感器控制盒，處理起落架相關(guān)位置信息。 圖二 起落架位置信號主要有電氣信號、機械指示信號和音響警告信號。 電氣信號 電氣信

6、號是利用指示燈來指示起落架的位置的。不同的飛機其電氣信號也有所不同。但一般的情況是：綠燈亮?xí)r表示起落架放下鎖好；紅燈亮表示起落架收放控制手柄的位置和起落架的位置不一致。 音響警告信號 為了提醒飛行員在著陸前放下起落架，飛機上一般都有著陸放起落架的警告設(shè)備。由于著陸前要放襟翼、收油門，所以警告信號往往與襟翼放出角度或油門桿角度相互關(guān)聯(lián)。飛機在放下襟翼到一定角度后，若飛行員還沒有放下起落架，儀表板上就有一個紅色警告燈亮；當(dāng)油門桿收到一定位置時，若起落架尚未放下，即自動接通警告喇叭。 機械指示信號 通常由指示桿、鋼索和彈簧組成。指示桿由起落架通過鋼索帶動。起落架收起，指示桿縮進機翼或機身內(nèi)；

7、起落架放下，指示桿伸出。有些飛機用帶刻度的機械指示器代替指示桿。指示器裝在座艙內(nèi)，起落架收放時，它隨之指示出起落架所處的位置。機械指示信號大多僅用于小型及老式飛機。 2.2起落架收放系統(tǒng)工作過程 如圖3,在飛機著陸時放下起落架的工作過程是:飛行員將起落架開關(guān)置于放下位置,電磁閥8右端電磁鐵通電,將高壓油接通到放下管路. 高壓油首先進入開鎖作動筒9的無桿腔，推動活塞向左運動，使起落架的鎖鉤打開，開鎖后活塞將中間油路打開，高壓油就通過開鎖作動筒9和液壓鎖10進入前起落架收放作動筒11的無桿腔，推動活塞放下前起落架。同時，開鎖作動筒9和起落架作動筒11的有桿腔里的工作油液，經(jīng)過電磁閥8回到油箱。

8、由于在起落架放下時，在液壓力、重力和氣動力的共同作用下，使其放下速度較快，作動筒活塞運動到終點時容易與外筒發(fā)生碰撞，因此在作動筒出口設(shè)置一個單向節(jié)流閥12， 使油液流出作動筒時有較大的液阻，從而減少起落架放下速度和撞擊。 當(dāng)飛機起飛后要收起起落架的工作過程是：飛機員將起落架收放開關(guān)置于收起位置，電磁閥8 左端電磁鐵通電，高壓油一方面進入開鎖作動筒9的油桿腔推動活塞使鎖鉤復(fù)位，同時進入作動筒11的有桿腔使起落架收起，作動筒11無桿腔回油依次經(jīng)過液壓鎖10（此時高壓油把液壓鎖打開）、單向閥14、電磁閥8回到油箱。 2.3正常工作時起落架收放系統(tǒng)仿真結(jié)果 圖四，圖五，為基于圖三的前起落架液

9、壓系統(tǒng)原理圖的AMESim仿真結(jié)果。 從圖四的結(jié)果可以看出，在收放系統(tǒng)正常工作的過程中，下放動作持續(xù)約9秒，作動筒無桿腔在下放前壓力維持在9MPa左右，作動筒動作時壓力下降到8MPa，流量增大到12L/min。9秒后，下放結(jié)束，作動筒流量回到0L/min，無桿腔壓力上升到16MPa，起落架起支撐作用。 從圖五中可看出，系統(tǒng)壓力設(shè)定在16MPa，泵為變量泵，在下放過程中提供最大流量12L/min，其余非動作時間一直維持在0L/min。 從這兩幅圖中，容易得出起落架的故障檢測可從作動筒的筒內(nèi)壓力，泵的流量，輸出壓力進行監(jiān)控，在現(xiàn)場中根據(jù)故障的現(xiàn)象，選取測點，便可判斷出故障

10、范圍，故障部件，及時進行排障處理。下面將針對一些常見故障，應(yīng)用對液壓系統(tǒng)的壓力檢測進行的故障排除介紹。 3起落架收放系統(tǒng)常見故障現(xiàn)象及分析 3.1某個起落架不能正常工作 這時應(yīng)先檢查收放管路上的隔離活門（如果有的話）是否打開，隔離活門未打開將使系統(tǒng)不能正常工作：然后在檢查起落架上的地面安全鎖銷，如果未拔除，也會影響系統(tǒng)不能正常工作。如果隔離活門已經(jīng)打開，地面鎖銷也已拔除，而故障存在，這說明可能是液壓收放系統(tǒng)出現(xiàn)問題，接下來可以對液壓管路進行檢查[2]。 卸除系統(tǒng)壓力，將壓力表裝在放下鎖作動器的開鎖端．然后接通液壓系統(tǒng)．檢查該壓力表上的讀數(shù)是否和駕駛艙內(nèi)液壓系統(tǒng)的壓力一致（一般允許相差

11、100PSI） 如果不一致．應(yīng)檢查管路上的發(fā)熱區(qū)域，這是由于某些單向活門堵塞而引起的，找到后，檢查放下鎖上游的單向活門是否堵塞。如果是單向活門出現(xiàn)問題，應(yīng)更換單向活門。 如果壓力一致(或壓差在100 PSI．此處3 000 PSI=21 MPa)，檢查液壓壓力到達的作動器，如果作動器故障，則更換作動器。如果不是作動器故障，檢查到作動器的液壓管路是否有堵塞或扭曲的情況，如果有，則應(yīng)沖洗或更換該管路。如未發(fā)現(xiàn)上述原因．基本上可以認(rèn)定故障出在起落架液壓組件上，檢查液壓組件，有問題則更換該液壓組件。 3.2某個主起落架能夠收上但不能放下 這說明液壓管路及附件是正常的，故障應(yīng)在收上鎖的開鎖裝置

12、上，卸除系統(tǒng)壓力，將一個壓力表裝在收上鎖作動器的開鎖端，然后接通液壓系統(tǒng)，檢查該壓力表上的讀數(shù)是否和駕駛艙內(nèi)液壓系統(tǒng)的壓力一致(一般允許相差100 PSI)[3]。 如果不一致，應(yīng)檢查管路上的發(fā)熱區(qū)域，這是由于某些單向活門堵塞而引起的，找到后，檢查收上鎖上游的單向活門是否堵塞。 如果壓力一致(或壓差在100 PSI內(nèi))，要更換到液壓組件管路上的單向活門。 3.3某一起落架到上鎖位置時載荷過大 檢查作動器行程的最后階段工作速度的降低量。如果工作速度比正常增加了，說明系統(tǒng)內(nèi)部混入空氣，由于空氣的壓縮．使作動器到達最后行程的緩沖性能減弱了，應(yīng)該給作動器排氣；如果工作速度沒有變化，說明作動器

13、有問題，應(yīng)更換作動器。 3.4兩個主起落架收上和放出的速度都非常慢 應(yīng)檢查選擇活門控制連桿的連接情況，如果連接有問題，應(yīng)根據(jù)維護手冊調(diào)節(jié)該連桿，如果沒有問題．應(yīng)檢查選擇活門下游的管路，如果管路也正常，應(yīng)更換選擇活門。如果管路有問題，應(yīng)根據(jù)實際的情況沖洗或更換該管路。 3.5某一主起落架收上正常而放出緩慢 更換有問題的主起落架的作動器。接通液壓系統(tǒng)壓力，如果系統(tǒng)能夠正常工作，應(yīng)該采用調(diào)節(jié)過阻尼活門定中彈簧的作動器，如果故障現(xiàn)象依然存在，那么這可能是由于到主起落架作動器上的液壓管路堵塞或扭曲了，檢查該管路，如果有問題，要根據(jù)實際情況沖洗或更換管路。 3.6一個主起落架收上和放出的速度

14、都非常慢 這一種故障和剛才談到的2個主起落架收上和放出的速度都非常慢的故障不一樣，因為2個主起落架的液壓控制回路是相同的，單一起落架收放速度慢最大的原因應(yīng)該是該起落架存在機械阻力，這時應(yīng)檢查轉(zhuǎn)動連桿軸承和側(cè)撐桿鉸接點是否損壞，如果損壞應(yīng)更換損壞部分或更換軸承。 3.7起落架在放下鎖定位故障 在收上管路上接通3 000 PSI的壓力，在放下管路上接通5OPSI的壓力，如果仍不能將起落架收起，應(yīng)更換鎖作動器，如果故障仍不能排除，這可能是由于到主起落架作動器上的液壓管路堵塞或扭曲了，檢查該管路，如果有問題，要根據(jù)實際情況沖洗或更換管路。 3.8起落架在收上鎖定位故障 這種情況應(yīng)檢查收

15、上鎖作動器上的壓力。如果壓力不正常，應(yīng)更換收上鎖作動器；如果壓力正常，應(yīng)檢查作用在液壓組件上的壓力。如果壓力不正常，應(yīng)更換液壓組件上的單向節(jié)流活門；如果壓力正常，則最大的可能就是液壓管路堵塞或扭曲了，檢查該管路，如果有問題，要根據(jù)實際情況沖洗或更換管路。 4結(jié)束語 本文通過對波音系列飛機起落架的作用，結(jié)構(gòu)分析，下放時液壓系統(tǒng)的仿真，了解到起落架的工作過程的一些壓力，流量參數(shù)?，F(xiàn)場排除故障時，可以通過測得這些參數(shù)，與仿真的結(jié)果進行對比，結(jié)合故障現(xiàn)象，能盡快地確定故障部件，得出故障排除方案，提高效率。 參考文獻 [1]Boeing Company．Boeing737-300

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