某飛機(jī)前輪轉(zhuǎn)彎操縱系統(tǒng)的改進(jìn)設(shè)想

1、某飛機(jī)前輪轉(zhuǎn)彎操縱系統(tǒng)的改進(jìn)設(shè)想 摘 要：前輪轉(zhuǎn)彎控制系統(tǒng)是利用液壓驅(qū)動(dòng)飛機(jī)前輪轉(zhuǎn)向的控制系統(tǒng)，主要用于飛機(jī)地面滑行時(shí)操縱飛機(jī)轉(zhuǎn)彎和在飛機(jī)起飛及著陸滑跑時(shí)小角度修正航向，同時(shí)，還起到飛機(jī)前輪減擺的作用。 關(guān)鍵詞：前輪轉(zhuǎn)彎控制系統(tǒng)；模擬式；數(shù)字式 1 概述 生活中我們隨時(shí)隨處接觸轉(zhuǎn)彎問題，譬如自行車靠操縱車把轉(zhuǎn)彎，汽車靠轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤轉(zhuǎn)彎，還有我們玩的遙控玩具，依靠操縱遙控器傳輸信號進(jìn)行轉(zhuǎn)彎，可見轉(zhuǎn)彎在生活中隨時(shí)用，隨處見。本文著重講某飛機(jī)轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)改進(jìn)的一點(diǎn)設(shè)想。 2背景 飛機(jī)起落架前輪操縱技術(shù)是現(xiàn)代飛機(jī)實(shí)現(xiàn)地面操縱的關(guān)鍵技術(shù)，直接關(guān)系到飛機(jī)的起降安全。某飛機(jī)通過前起落架機(jī)輪繞緩沖支柱軸線轉(zhuǎn)動(dòng)來控制

2、整個(gè)飛機(jī)轉(zhuǎn)彎，屬于機(jī)械反饋式前輪轉(zhuǎn)彎控制系統(tǒng)，有兩種輸入模式：手輪操縱輸入和腳操縱輸入模式，在地面低速滑行和大角度轉(zhuǎn)彎時(shí)，用手輪機(jī)構(gòu)控制前輪轉(zhuǎn)動(dòng)，在起飛著陸狀態(tài)時(shí)，靠舵板機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對前輪的糾偏。 該系統(tǒng)的反饋方式是通過反饋拉桿和鋼索將轉(zhuǎn)彎作動(dòng)筒與轉(zhuǎn)彎操縱閥相連，使作動(dòng)筒與轉(zhuǎn)彎操縱閥在位置上相對應(yīng)，達(dá)到按駕駛員輸入前輪轉(zhuǎn)彎指令控制飛機(jī)前輪轉(zhuǎn)向的目的。 另外，在液電閥4通電情況下，轉(zhuǎn)彎作動(dòng)筒5的兩腔通過節(jié)流閥3和液電閥4相互溝通，以保證在前輪存在擺陣趨勢時(shí)，可通過節(jié)流閥3進(jìn)行阻尼，消除擺振趨勢，其特點(diǎn)是系統(tǒng)簡單。但該系統(tǒng)存在以下缺點(diǎn)： 由于長距離布置拉桿、搖臂和鋼索、滑輪，系統(tǒng)存在無效行程，操作性能

3、差，操作力大； 附件、零件多，重量大； 安裝和調(diào)整復(fù)雜，維護(hù)較困難。 綜上所述，問題主要集中在使用的是鋼索操縱液壓附件，能否用別的起到相同功能的設(shè)備替換掉前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)鋼索，把由鋼索的操縱換成操縱信號的傳輸操縱，這就是目前西方飛機(jī)大多采用的電傳操縱。 圖1 機(jī)械反饋式前輪轉(zhuǎn)彎控制系統(tǒng) 1 液電閥；2 轉(zhuǎn)彎操縱閥；3節(jié)流閥；4 液電閥；5 轉(zhuǎn)彎作動(dòng)筒 3 電傳操縱 電傳操縱是由飛行員在座艙內(nèi)操縱電門，通過電導(dǎo)線傳送操縱指令，通過操縱控制盒處理傳來的電信號，控制操縱作動(dòng)筒液壓助力器伸縮偏轉(zhuǎn)前輪。 電傳式操縱前輪轉(zhuǎn)彎，其基本組成見圖2，是在機(jī)械-液壓操縱系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加兩個(gè)傳感器、一個(gè)電磁閥和若干電控元

4、件。其中一個(gè)傳感器（反饋電位計(jì)）用以監(jiān)控作動(dòng)筒的動(dòng)作情況，安裝在前支柱上第二個(gè)傳感器（輸入電位計(jì)）作為發(fā)布命令用的傳感器，監(jiān)控腳蹬或手輪的位置。電磁閥用以電控液壓油的流向，控制作動(dòng)筒作動(dòng)方向，安裝在作動(dòng)筒附近。 該系統(tǒng)主要是通過位移傳感器代替輸入輸出結(jié)構(gòu)，通過控制盒進(jìn)行輸入和反饋信號的比較判斷，檢測前輪的偏轉(zhuǎn)角度，用輸入和反饋信號的差值控制組合液壓閥工作，驅(qū)動(dòng)前輪轉(zhuǎn)彎作動(dòng)筒，保證前輪按駕駛員的指令轉(zhuǎn)向。電傳操縱前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎和減擺兩種功能。用于飛機(jī)地面方向控制和滑行階段防止擺振，系統(tǒng)正常工作方式包括：腳蹬操縱方式；手輪操縱方式；減擺方式。 圖2 系統(tǒng)的基本組成 當(dāng)需要操縱飛機(jī)轉(zhuǎn)彎時(shí)，

5、將開關(guān)切換至手操縱模式或腳操縱模式，減擺狀態(tài)在以下情況下處于減擺狀態(tài)：當(dāng)前輪不需要轉(zhuǎn)彎，飛行員按下狀態(tài)選擇開關(guān)“腳操縱狀態(tài)顯示燈”和“手操縱狀態(tài)顯示燈”熄滅。這時(shí)電磁閥斷電，即使有指令信號輸入，也不能進(jìn)行前輪轉(zhuǎn)彎。在減擺狀態(tài)時(shí)，操縱作動(dòng)筒和電磁閥組成減擺回路，當(dāng)前輪遇到外力產(chǎn)生擺振，減擺回路能提供液壓阻尼，消耗擺振能量，保證飛機(jī)滑行的穩(wěn)定。如果擺振頻率過高使減擺回路產(chǎn)生負(fù)壓，補(bǔ)償器會(huì)隨時(shí)補(bǔ)充壓力，保證回路的阻尼特性；當(dāng)系統(tǒng)的電氣部分出現(xiàn)故障時(shí)，bit將超過故障門限的信號作為故障信號輸出，則“腳操縱狀態(tài)顯示燈”或“手操縱狀態(tài)顯示燈”熄滅，紅色“故障”告警燈燃亮，系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)向減擺狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了故障安

6、全控制。 改進(jìn)后的電傳操縱實(shí)現(xiàn)了左右駕駛員都可操縱的目的，同時(shí)互相有可作為備份，如果都出現(xiàn)故障，則自動(dòng)化轉(zhuǎn)換為減擺狀態(tài)，保障了飛機(jī)的安全，實(shí)現(xiàn)了多余度設(shè)計(jì)。 相比機(jī)械-液壓轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)，電傳式轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)重量，輕體積小。系統(tǒng)功能集中在傳感器、控制器和組合液壓閥還是那上，減少了以前功能分散、產(chǎn)品眾多時(shí)的管路連接和裝拆時(shí)間；系統(tǒng)安裝布局和調(diào)整方便。機(jī)械-液壓式轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)安裝時(shí)得考慮各機(jī)械連接點(diǎn)的位置和鋼索預(yù)緊力等因素，調(diào)整不好會(huì)影響系統(tǒng)零位，而電傳式系統(tǒng)則不用考慮這些，除傳感器系統(tǒng)需要與手輪或腳蹬、前起落架等連接外，其余的部件安裝位置靈活。系統(tǒng)操縱力減小。電傳式系統(tǒng)的質(zhì)量和反饋信號是通過電信號傳送的，操縱手輪和腳蹬需要帶動(dòng)的只是傳感器輸出桿，幾乎不增加操縱負(fù)載；較好的安全性和維修性。在出現(xiàn)系統(tǒng)檢測到電器故障時(shí)能自動(dòng)告警，用燈光提示飛行員，并將系統(tǒng)轉(zhuǎn)向減擺狀態(tài)，保證飛機(jī)安全。系統(tǒng)還能實(shí)現(xiàn)故障隔離，便于維修。 4 結(jié)束語 前輪操縱系統(tǒng)采用電傳式操縱系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電氣雙余度機(jī)械單余度設(shè)計(jì)，電傳式操縱力小、響應(yīng)快、轉(zhuǎn)彎角大，系統(tǒng)的可靠性安全性高，維修性好，重量輕。改進(jìn)后能夠達(dá)到提高飛機(jī)性能，滿足用戶使