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為什麼液壓(yā)系統對人類這麼重(zhòng)要?沒有它飛機就運(yùn)行不了
2020.01.06

飛機液壓系統是指飛機上以油液為工作介質,靠油壓(yā)驅動執行機構完(wán)成特定操縱動作的(de)整套裝置。

為了保證供壓的安全可靠,現(xiàn)代飛機上一般都有幾個獨(dú)立的液壓源系統。具體由主液壓系(xì)統、輔助液壓系統(tǒng)、地面勤務系統及液壓指示系(xì)統組(zǔ)成(chéng)。


飛機上以油液為工作介質,靠油壓驅動執行機構完成特(tè)定操(cāo)縱動(dòng)作的整套裝置。為保證(zhèng)液壓系統工(gōng)作可靠,特别是提高飛行操縱系統的液(yè)壓動力源的可靠性,現代飛機上大多裝有兩套(或多(duō)套)相互獨立的液壓系統。它們(men)分(fèn)别稱為公用液壓系統和助力(操(cāo)縱)液壓系(xì)統(tǒng)。公用液壓系統用于(yú)起(qǐ)落架、襟翼和減速(sù)闆的收放,前輪轉(zhuǎn)彎操縱,驅動風擋雨刷和燃油泵的液壓馬達等;同時還用于驅動部分副翼、升降舵(duò)(或全動平尾)和(hé)方向舵(duò)的助力(lì)器。助力液(yè)壓(yā)系統僅用于驅動上述飛行操縱系統的(de)助(zhù)力器(qì)和阻尼舵機等,助力(lì)液壓系統本身也可包含兩套獨立的液(yè)壓系統。為進一步提高(gāo)液壓系(xì)統的可靠性,系統(tǒng)中還并(bìng)聯有應急電動油泵和風動泵,當飛機發動機發生故障使液壓系(xì)統失去能源時(shí),可由應急電動油泵或伸(shēn)出應急風(fēng)動泵使液(yè)壓系統繼續工作。

如果(guǒ)拿人來(lái)對比飛機,那麼,發動機相當(dāng)于(yú)心髒,燃油相當于血液或者說(shuō)能量,液壓相當于肌肉,衆多計(jì)算機相當(dāng)于大腦。

拿(ná)空客飛機來說,首先它的控(kòng)制理念是電傳操縱,液壓作動。也就是說,飛行員通過側杆輸入操縱信号,自動操作(zuò)計算(suàn)機結合自動駕駛計算機的數據,指令液壓系統作動從而移(yí)動舵面。

可以看到,空客(kè)飛機高自動化的設計理念下,飛行員要做的就是輸入自己想要的信号,而不是直接通過人(rén)力來影響飛機(jī)的狀(zhuàng)态,這點和波音有很大區别。

那麼液壓系統具(jù)體(tǐ)作(zuò)用在哪些東西上呢,看下圖

以A320為例,A320有三(sān)套液壓系統,用綠、黃、藍(lán)、三色區分,每一套(tào)分别(bié)控制部分操縱面,同時為另外一部分提供備(bèi)份。

以綠液壓為例,圖中綠(lǜ)液壓(yā)優先控制的有,起落(luò)架、襟翼、縫翼、安定面、1發反推、左副翼、一些擾流(liú)闆、正常刹車、方向舵等,可以對比看一下(xià)基本的(de)操作(zuò)面(miàn)。

也可(kě)以以橫滾操縱為例,看看各個液壓系統的分配(YGB分别代表黃藍綠液壓),ELAC,SEC,SFCC等就是上面提到的自動操作計算機,可以看到計算機也是(shì)有各自(zì)優先級的操縱分配和(hé)備份操控計算機的。

這些(xiē)東西有多重要呢,比如如果綠液壓完全失(shī)效,舉幾個小例子。

1.襟翼和縫翼操作會變慢,需要機組在執行程序時(shí)提前操作;

2.起落架将不能(néng)正常放出,需要通過重力放出;

3.自動刹車不工作,需要人工刹車;

4.進(jìn)近能力降(jiàng)級;

5.左邊發動機反推和部分擾流闆不工作,

還有增加落地後減速和控制滑跑方(fāng)向的難度等等。附加(jiā)一個綠液壓液壓油過熱(rè)的狀态頁面,右(yòu)邊就是(shì)不工作系統。

這些隻是(shì)直接(jiē)導緻(zhì)的功能喪失,另一個關鍵的在于這些失效會在(zài)飛行過程每時每刻增加機組的負荷,負荷增加可能導緻錯誤的增多;注(zhù)意力分配壓力大;注(zhù)意力範圍減小從而對環境的(de)感知和反應能力下降;操縱難(nán)度加(jiā)大;飛機在其他(tā)不(bú)正常情況發生(shēng)的時候操控能力降(jiàng)低等等。

這還隻是綠液壓一個系統(tǒng)的一種失效,可以想象雙系統失效的情況,飛機操縱(zòng)法則可能嚴重降(jiàng)級,飛機的很多自(zì)動保護,比如坡度角保護,小速度保(bǎo)護,過載保護,失速保護等會喪失,大大增加機組壓力。

最極端的情況,比(bǐ)如你說的所有液壓不工作。A320将進入機械備份(fèn)法則,飛行員隻能通過配平輪和腳蹬控制飛機,這個時候可以說你騎自行車(chē)用腳的摩擦(cā)轉向,劃船用身體搖晃控制并(bìng)且同時兼顧一堆事情一堆(duī)程序和檢查單。飛(fēi)機的(de)反應将及其滞後,操縱準确度極大的降低。保護全部失去,飛行員(yuán)将必須保持極其高度集中的注意(yì)力直到飛機停下。難度也是難以想象的(de)。可以(yǐ)說這個時候能(néng)安全落(luò)地的機組絕(jué)對是英(yīng)雄了。

那麼(me)乘客可能會擔心這麼嚴重的情況有多大的幾率發生呢,介紹(shào)一下液壓系統們是如何(hé)互相幫助的吧(ba)。

其中綠液壓系統(tǒng)和黃液壓系統中間有PTU,可以傳(chuán)輸液壓壓力(lì),比如綠液(yè)壓系統故障導緻壓力不正常,如果不是液壓油洩露什麼沒法(fǎ)加壓的情況,就可以打開PTU,由黃系統同時提供綠黃兩個系統的壓力。

藍液壓沒有這個東(dōng)西,但是藍液壓有一個沖壓渦(wō)輪,在(zài)機腹内,放出後能轉換一部分飛機動能(néng)給藍液壓供壓。

同時,藍系(xì)統和黃系統有電動(dòng)泵,作為備份的液壓(yā)來源,綠液(yè)壓雖然沒有電動泵,但是有PTU呀,隻要有(yǒu)電有PTU黃就能給綠供壓(yā)。液壓低油(yóu)面洩露等也基本不會發生,我國保守的運行風格(gé)以及機務(wù)機組的檢查和很多(duō)檢查單都在方方面面(miàn)保護飛(fēi)機系統的正常工作(zuò),可能飛行員一輩子也不會遇到(dào)一次,但這些正是飛行員發揮(huī)最大作(zuò)用的時候。綜上,所以(yǐ)隻要不(bú)是飛機被導彈打了,就别(bié)擔心這事。你問要我飛機被(bèi)導(dǎo)彈瞄準了怎麼辦?......額~我會眼鏡蛇機動你信不信?

波音飛機自動化程度低一些,人對飛機的控(kòng)制要(yào)多一些,但是别認為這是好事(shì),很多不為人知的小事故都是(shì)因為人為操縱(zòng)不當導(dǎo)緻的,波音飛機出事的概(gài)率确實大一些,自動飛行的保護少很多,飛行員的壓力也會大一(yī)點,各人認為電傳和高度自動化會是(shì)越來越主流的方向。

為提高(gāo)可(kě)靠性和生存性,現代(dài)飛機液壓系統一般都有兩套。一套稱為主系統(tǒng),主要用于起(qǐ)落架(jià)、減(jiǎn)速闆、增升裝置的收放,并(bìng)向飛機操縱系統助力(lì)器作動筒的一腔供壓;另一套稱為助力系統,主要(yào)用于對飛機舵面的操縱。為(wéi)保證發動機停車時系統還能工作,還有一套應急(jí)系統。應急系統的液壓由單(dān)獨的電(diàn)瓶驅動電動液壓泵或靠(kào)風動渦輪驅動的液壓泵提供。

現代液(yè)壓系統都用耐高溫、無腐(fǔ)蝕的石油基油液。液壓系統的壓力(lì)已從第(dì)二代殲擊機的21 000千帕發展到(dào)蘇-27等(děng)飛機用的28 000千(qiān)帕,其功率從(cóng)幾十千瓦發展到大飛機用的幾百千瓦。

液壓系統中比較重要的(de)是高壓下(xià)各環節的密封。由于液壓(yā)分配開關、作動筒等部件配(pèi)合(hé)精度要求(qiú)高,因此液壓油必須有高的(de)清潔度(dù),除靠高精度油濾外,還要經常檢查,超過清潔度規定(dìng)的液壓油要及時更換。再有就是液壓油(yóu)的高壓流動(dòng)容易(yì)在管路(lù)中(zhōng)産生液壓沖擊,引起導管的強烈振動,為此導管必須(xū)按(àn)規定間隔固定牢靠。還有就是液壓(yā)系統工作(zuò)時,因高壓油(yóu)液通過各種活門(mén)、開關、作動器時阻力較大,會産生高(gāo)溫,因此液壓油需要冷卻。現在飛機的液壓系統導管一般都用钛(tài)合金制造。

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