蔣遠(yuǎn)遠(yuǎn)，江德松，孫 偉

(安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院，安徽 蕪湖 241000)

1 引言

起落架是飛機(jī)在地面停放、滑行、起飛著陸滑跑時(shí)用于支撐飛機(jī)的重力，承受相應(yīng)載荷的裝置[1,2]。起落架主要有以下4個(gè)作用：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)在著陸與地面運(yùn)動(dòng)時(shí)的撞擊和顛簸能量；③能夠在飛機(jī)滑跑與滑行時(shí)起到制動(dòng)的作用；④可以在飛機(jī)滑跑與滑行的過(guò)程中操縱飛機(jī)[3,4]。

為適應(yīng)飛機(jī)起飛、著陸滑跑以及地面滑行的需要，起落架設(shè)有收放系統(tǒng)，該飛機(jī)起落架的收放系統(tǒng)主要包括液壓控制系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)，通過(guò)該收放系統(tǒng)能夠控制起落架的正常放下和收上，以及應(yīng)急狀況下起落架的釋放，大大提高了飛機(jī)飛行的可靠性和安全系數(shù)。

2 起落架的總體結(jié)構(gòu)

該飛機(jī)采用的是前三點(diǎn)式起落架，前輪在機(jī)頭下面遠(yuǎn)離飛機(jī)重心處，可避免飛機(jī)剎車(chē)時(shí)出現(xiàn)“拿大頂”的危險(xiǎn)；兩個(gè)主輪左右對(duì)稱(chēng)的布置在中心稍后處，左右主輪有一定距離可保證飛機(jī)在地面滑行時(shí)不致傾倒[5,6]。前起落架和主起落架分別由一個(gè)單個(gè)的主輪和一個(gè)油氣混合的支柱組成，前起落架安裝在前起落架艙內(nèi)連接在前起落架安裝支架的環(huán)繞結(jié)構(gòu)上，前起落架支柱與機(jī)身前部隔框相連，左側(cè)主起落架支柱與機(jī)身左側(cè)的中翼相連，右側(cè)主起落架支柱與機(jī)身的右側(cè)中翼相連接，每個(gè)起落架都有碳纖維復(fù)合材料的艙門(mén)，艙門(mén)的作用是飛行中將收起的起落架封嚴(yán)在起落架艙內(nèi)。

收放系統(tǒng)以液壓作為正常收放動(dòng)力源，以冷氣、電力作為備用動(dòng)力源，前起落架向前收入前機(jī)身，主起落架為沿翼展方向收放。

2.1 控制系統(tǒng)的整體優(yōu)化設(shè)計(jì)

控制系統(tǒng)包括液壓系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)，這兩個(gè)控制系統(tǒng)有效的配合，能夠?qū)崿F(xiàn)起落架的自動(dòng)收起和放下，控制系統(tǒng)流程圖如圖1所示。

圖1 控制系統(tǒng)流程

起落架的收起和放下是兩個(gè)相反的過(guò)程，在液壓系統(tǒng)的作用下，作動(dòng)筒動(dòng)作，收放撐桿在作動(dòng)筒的作用下展開(kāi)或者解鎖，從而使起落架放下或收起；當(dāng)收放系統(tǒng)故障時(shí)，應(yīng)急釋放起落架系統(tǒng)開(kāi)始工作，應(yīng)急控制桿將應(yīng)急釋放閥打開(kāi)，液壓泵停止工作，每個(gè)起落架支柱在重力的作用下將每個(gè)作動(dòng)筒的活塞向內(nèi)移動(dòng)，使液壓油回流，從而釋放起落架。

2.2 液壓系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

起落架的液壓原理圖如圖2所示，在該液壓系統(tǒng)中設(shè)計(jì)有蓄能器，該蓄能器能夠及時(shí)的向液壓系統(tǒng)補(bǔ)充液壓油，有效的防止液壓油漏油導(dǎo)致壓力不穩(wěn)定的情況，從而使起落架能夠收放到位。

(1)起落架的收起。當(dāng)飛行員在飛行中將起落架收放手柄設(shè)置到UP位時(shí)，液壓泵電路接通，液壓泵開(kāi)始工作，收上電磁閥激勵(lì)通過(guò)左側(cè)主起的著陸微動(dòng)電門(mén)使液壓油從泵通過(guò)電磁換向閥、安全閥流入液壓作動(dòng)筒的收起側(cè)，從而使作動(dòng)筒的活塞上產(chǎn)生壓力差，壓力差作用在活塞上使得作動(dòng)筒推動(dòng)起落架支柱向前運(yùn)動(dòng)到達(dá)收上位置，在液壓作動(dòng)筒朝向收起位運(yùn)動(dòng)初，收放撐桿的閉鎖機(jī)構(gòu)釋放，收放撐桿隨著起落架折疊收進(jìn)起落架艙，從而完成起落架的收上。

圖2 起落架液壓原理

(2)起落架放下。當(dāng)飛行員在正常操作中將收放手柄設(shè)置到DOWN位時(shí)，若系統(tǒng)的壓力達(dá)到一定值時(shí)，液壓泵開(kāi)始工作，放下電磁閥動(dòng)作，液壓油從液壓泵流經(jīng)電磁換向閥和安全閥最終流入作動(dòng)筒的放下一側(cè)，液壓油的壓力作用在作動(dòng)筒活塞的放出一側(cè)，作動(dòng)筒將放出起落架，在起落架支柱達(dá)到完全釋放位置時(shí)，收放撐桿上的鎖操作彈簧張力將收放撐桿鎖定在展開(kāi)位置，從而完成起落架的放下。

在起落架被完全收放之后，液壓泵將會(huì)被隔絕，如果內(nèi)部沒(méi)有出現(xiàn)泄漏，液壓蓄能器將在液壓泵不工作的情況下維持系統(tǒng)的壓力值。

(3)應(yīng)急釋放起落架。當(dāng)正常釋放起落架的系統(tǒng)出故障時(shí)，飛行員可以使用應(yīng)急系統(tǒng)來(lái)釋放起落架，應(yīng)急系統(tǒng)是不能用來(lái)收起起落架的。當(dāng)飛行員操作應(yīng)急釋放手柄時(shí)，應(yīng)急控制桿將應(yīng)急釋放閥打開(kāi)，應(yīng)急釋放閥的控制桿會(huì)操作液壓泵的微型電門(mén)電源斷開(kāi)，液壓泵將停止工作，每個(gè)起落架支柱在重力的作用下將每個(gè)作動(dòng)筒的活塞向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，應(yīng)急釋放的閥門(mén)讓每個(gè)作動(dòng)筒活塞收上側(cè)的液壓油流經(jīng)旁通活門(mén)，旁通活門(mén)讓液壓油從作動(dòng)筒流向調(diào)節(jié)閥并回到液壓油箱，從而與每個(gè)起落架支柱相連的收放撐桿展開(kāi)，張力彈簧位于每個(gè)起落架艙確保每個(gè)收放撐桿完全展開(kāi)。當(dāng)收放撐桿完全展開(kāi)張力彈簧操作閉鎖機(jī)構(gòu)將收放撐桿完全鎖定，每個(gè)鎖定的收放撐桿將與其相連的起落架支柱完全撐在展開(kāi)位置，從而完成應(yīng)急狀態(tài)下起落架的釋放。

2.3 電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

起落架的電氣系統(tǒng)主要具有以下功能：起落架的控制、起落架的位置、起落架警告和提供收放系統(tǒng)位置數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)主要由以下部件組成：感應(yīng)折疊撐桿上的電門(mén)、駕駛艙選擇器手柄和顯示器、感應(yīng)機(jī)輪配重的電門(mén)、感應(yīng)起落架收起的電門(mén)、感應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力桿位置的電門(mén)及控制繼電器和斷路器，起落架電氣系統(tǒng)圖如圖3所示。

圖3 起落架電氣系統(tǒng)

起落架選擇器是在儀表面板的中部，選擇器有一個(gè)手柄并可被設(shè)置為向上或向下，旁邊的檔位選擇器有三個(gè)綠色的指示燈和一個(gè)紅色的指示器，起落架選擇器主要作用于起落架的收放操作。

機(jī)輪接地開(kāi)關(guān)在左主起落架支柱上，在飛機(jī)自身重力的作用下?lián)u臂向上移動(dòng)，使機(jī)輪接地開(kāi)關(guān)打開(kāi)，從而切斷液壓控制系統(tǒng)的電磁閥。

每個(gè)起落架支柱上都有一個(gè)收放撐桿，每個(gè)收放撐桿上都有一個(gè)收放撐桿電門(mén)，當(dāng)起落架支柱完全放下，收放撐桿被鎖定在不能收上的位置并牢牢的鎖住支柱，此時(shí)相關(guān)的撐桿電門(mén)關(guān)閉，并且一個(gè)電接地相關(guān)的綠色指示燈點(diǎn)亮。

每個(gè)起落架支柱都有一個(gè)起落架收回電門(mén)位于頂部起落架艙，當(dāng)起落架完全收起，開(kāi)關(guān)將會(huì)打開(kāi)并隔離電接地，為紅色不安全指示器，如果這三個(gè)開(kāi)關(guān)打開(kāi)都為紅色，指示器將不被點(diǎn)亮。

3 結(jié)語(yǔ)

起落架系統(tǒng)是飛機(jī)系統(tǒng)的重要組成之一，由于起落架系統(tǒng)的工作強(qiáng)度大，工作環(huán)境惡劣，起落架系統(tǒng)的故障率一直居高不下，起落架收放系統(tǒng)的故障原因較多，若起落架無(wú)法收放，飛機(jī)將會(huì)返航或迫降，所以起落架收放的控制系統(tǒng)尤為重要[7]，該起落架控制系統(tǒng)采用機(jī)、電、液一體化的結(jié)合，操作簡(jiǎn)便、動(dòng)作迅速可靠、自動(dòng)化程度高、穩(wěn)定性強(qiáng)，對(duì)原有的控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，減小了起落架的故障率，大大提高了飛機(jī)的安全系數(shù)和穩(wěn)定性。