飛機(jī)起落架收放系統(tǒng)分析

1、 中 國(guó) 礦 業(yè) 大 學(xué)機(jī)電控制課程論文論文題目： 飛機(jī)起落架收放系統(tǒng)分析 姓 名 區(qū) 炳 根 班 級(jí) 機(jī)自0810班 學(xué) 號(hào) 03081154 學(xué) 期 10-11學(xué)年第二學(xué)期 指導(dǎo)老師 成 績(jī) 2011年7月飛機(jī)起落架收放系統(tǒng)分析班級(jí)：機(jī)自0810班 姓名：區(qū)炳根 學(xué)號(hào)：03081154摘要：飛機(jī)起落架的基本作用，結(jié)構(gòu)分析，并以波音系列飛機(jī)為例，分析起落架收放液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行仿真分析得到起落架的收放過程的作動(dòng)筒壓力，流量參數(shù)做參照，在現(xiàn)場(chǎng)中運(yùn)用測(cè)得的數(shù)據(jù)與參考數(shù)據(jù)做對(duì)比，從而進(jìn)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(jī)制造技術(shù)的提高，飛機(jī)的安全性也得到更

2、好的保障，但是仍然還是有飛機(jī)失事，對(duì)于人民的人身安全和財(cái)產(chǎn)造成不小的損失，據(jù)統(tǒng)計(jì)，飛機(jī)失事有30 的概率是有飛機(jī)起落架出故障而引起的，為了不斷增強(qiáng)飛機(jī)起落架系統(tǒng)的可靠性、安全性和有效性，保證飛機(jī)的正常飛行，因此必須對(duì)飛機(jī)起落架液壓系統(tǒng)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。飛機(jī)起落架液壓系統(tǒng)是飛機(jī)的一個(gè)至關(guān)重要的組成部分，在飛機(jī)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(gè)：1）承受飛機(jī)在地面停放、滑行、起飛著陸滑跑時(shí)的重力；2）承受、消耗和吸收飛機(jī)在著陸與地而運(yùn)動(dòng)時(shí)的撞擊和顛簸能量；3）滑跑與滑行時(shí)的制動(dòng)；4）滑跑與滑行時(shí)操縱飛機(jī)。本論文運(yùn)用液壓傳動(dòng)技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)，以波音飛機(jī)起落架液壓系

3、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(duì)常見故障的分析。1飛機(jī)起落架收放系統(tǒng)的要求起落架收放機(jī)構(gòu)通常采用高壓液壓油作為動(dòng)力。對(duì)收放系統(tǒng)的要求是：收放起落架所需要的時(shí)間應(yīng)符合要求；保證起落架在收上和放下時(shí)都能可靠地鎖住，并能使飛行員了解起落架收放情況。收放機(jī)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(jī)前主起落架的收放系統(tǒng)圖，主要部件有收放作動(dòng)液壓缸，鎖作動(dòng)液壓缸，鎖定機(jī)構(gòu)。前起落架收放作動(dòng)筒鎖機(jī)構(gòu)鎖作動(dòng)筒放下并鎖好傳動(dòng)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

4、鎖繼電器手柄鎖機(jī)構(gòu)操縱鋼索齒板如圖二，起落架控制系統(tǒng)通過機(jī)械式手柄等操縱器件帶動(dòng)鋼索或連桿機(jī)構(gòu)打開液壓閥進(jìn)行控制。起落架液壓能源系統(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(shí)，操縱機(jī)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(gè)位置；正常收放由液壓系統(tǒng)A供壓，收起落架時(shí)如液壓系統(tǒng)A有故障，系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換到液壓系統(tǒng)B供壓；應(yīng)急放下系統(tǒng)采用機(jī)械手柄帶動(dòng)鋼索打開起落架上位鎖，依靠重力和氣動(dòng)力放下起落架，前起落架和左、右主起落架分別對(duì)應(yīng)3個(gè)應(yīng)急放機(jī)械手柄；系統(tǒng)中設(shè)置有接近傳感器控制

5、盒，處理起落架相關(guān)位置信息。圖二起落架位置信號(hào)主要有電氣信號(hào)、機(jī)械指示信號(hào)和音響警告信號(hào)。電氣信號(hào)電氣信號(hào)是利用指示燈來指示起落架的位置的。不同的飛機(jī)其電氣信號(hào)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(hào)為了提醒飛行員在著陸前放下起落架，飛機(jī)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(hào)往往與襟翼放出角度或油門桿角度相互關(guān)聯(lián)。飛機(jī)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(gè)紅色警告燈亮；當(dāng)油門桿收到一定位置時(shí)，若起落架尚未放下，即自動(dòng)接通警告喇叭。機(jī)械指示信號(hào)通常由

6、指示桿、鋼索和彈簧組成。指示桿由起落架通過鋼索帶動(dòng)。起落架收起，指示桿縮進(jìn)機(jī)翼或機(jī)身內(nèi)；起落架放下，指示桿伸出。有些飛機(jī)用帶刻度的機(jī)械指示器代替指示桿。指示器裝在座艙內(nèi)，起落架收放時(shí)，它隨之指示出起落架所處的位置。機(jī)械指示信號(hào)大多僅用于小型及老式飛機(jī)。2.2起落架收放系統(tǒng)工作過程如圖3,在飛機(jī)著陸時(shí)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(jìn)入開鎖作動(dòng)筒9的無桿腔，推動(dòng)活塞向左運(yùn)動(dòng)，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(dòng)筒9和液壓鎖10進(jìn)入前起落架收放作動(dòng)筒11的無桿腔，推動(dòng)活塞放下前起落架。

7、同時(shí)，開鎖作動(dòng)筒9和起落架作動(dòng)筒11的有桿腔里的工作油液，經(jīng)過電磁閥8回到油箱。由于在起落架放下時(shí)，在液壓力、重力和氣動(dòng)力的共同作用下，使其放下速度較快，作動(dòng)筒活塞運(yùn)動(dòng)到終點(diǎn)時(shí)容易與外筒發(fā)生碰撞，因此在作動(dòng)筒出口設(shè)置一個(gè)單向節(jié)流閥12， 使油液流出作動(dòng)筒時(shí)有較大的液阻，從而減少起落架放下速度和撞擊。當(dāng)飛機(jī)起飛后要收起起落架的工作過程是：飛機(jī)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(jìn)入開鎖作動(dòng)筒9的油桿腔推動(dòng)活塞使鎖鉤復(fù)位，同時(shí)進(jìn)入作動(dòng)筒11的有桿腔使起落架收起，作動(dòng)筒11無桿腔回油依次經(jīng)過液壓鎖10（此時(shí)高壓油把液壓鎖打開）、單向閥14、電磁閥8回到油箱。2.3正

8、常工作時(shí)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(dòng)作持續(xù)約9秒，作動(dòng)筒無桿腔在下放前壓力維持在9MPa左右，作動(dòng)筒動(dòng)作時(shí)壓力下降到8MPa，流量增大到12L/min。9秒后，下放結(jié)束，作動(dòng)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(dòng)作時(shí)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(cè)可從作動(dòng)筒的筒內(nèi)壓力，泵的流量，輸出壓力進(jìn)行監(jiān)控，在現(xiàn)場(chǎng)中根據(jù)

9、故障的現(xiàn)象，選取測(cè)點(diǎn)，便可判斷出故障范圍，故障部件，及時(shí)進(jìn)行排障處理。下面將針對(duì)一些常見故障，應(yīng)用對(duì)液壓系統(tǒng)的壓力檢測(cè)進(jìn)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(gè)起落架不能正常工作 這時(shí)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(huì)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(duì)液壓管路進(jìn)行檢查2。卸除系統(tǒng)壓力，將壓力表裝在放下鎖作動(dòng)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（

10、一般允許相差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(dá)的作動(dòng)器，如果作動(dòng)器故障，則更換作動(dòng)器。如果不是作動(dòng)器故障，檢查到作動(dòng)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(gè)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上，卸除系

11、統(tǒng)壓力，將一個(gè)壓力表裝在收上鎖作動(dòng)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(shí)載荷過大 檢查作動(dòng)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(dòng)器到達(dá)最后行程的緩沖性能減弱了，應(yīng)該給作動(dòng)器排氣；如果工作速度沒有變化，說明作動(dòng)器有問題，應(yīng)更換作動(dòng)器。3.4兩個(gè)

12、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(hù)手冊(cè)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(shí)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(shí)際情況沖洗或更換管路。3.6一個(gè)主起落架收上和放出的速度都非常慢 這一種故障和剛才談到的2個(gè)主起落架收上和放出

13、的速度都非常慢的故障不一樣，因?yàn)?個(gè)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(jī)械阻力，這時(shí)應(yīng)檢查轉(zhuǎn)動(dòng)連桿軸承和側(cè)撐桿鉸接點(diǎn)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(dòng)器，如果故障仍不能排除，這可能是由于到主起落架作動(dòng)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(shí)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)檢查收上鎖作動(dòng)器上的壓力。如果壓力不正常，應(yīng)更換收上鎖作動(dòng)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(shí)際情況沖洗或更換管路。4結(jié)束語 本文通過對(duì)波音系列飛機(jī)起落架的作用，結(jié)構(gòu)分析，下放時(shí)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(chǎng)排除故障時(shí)，可以通過測(cè)得這些參數(shù)，與仿真的結(jié)果進(jìn)行對(duì)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(xiàn)1Boeing CompanyBoeing737-300 Aircaft Maintenance Manual ZBoeing Company，2