夏朝霞　劉詩(shī)敏　曾祥

摘要：由于一些單位在接收大修完成的某型飛機(jī)時(shí)，對(duì)其防滑剎車(chē)功能測(cè)試及自檢測(cè)試的認(rèn)識(shí)和理解不同，進(jìn)行的實(shí)際操作不同，有時(shí)表現(xiàn)出虛假故障。本文深入分析這一現(xiàn)象和機(jī)理，統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，以避免出現(xiàn)對(duì)合格產(chǎn)品的誤判、延長(zhǎng)機(jī)務(wù)準(zhǔn)備時(shí)間、將技術(shù)參數(shù)調(diào)到下限值等情況。

關(guān)鍵詞：電子防滑剎車(chē);壓力伺服閥;防滑控制盒;自檢;拖胎

0 引言

某型飛機(jī)機(jī)輪剎車(chē)采用的是設(shè)計(jì)成熟、使用可靠的某型電子防滑剎車(chē)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由液壓供壓，由電液伺服閥控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)剎車(chē)壓力，防止機(jī)輪拖胎，以取得高效率的剎車(chē)效果。該型飛機(jī)在進(jìn)行大修后需按技術(shù)要求進(jìn)行防滑剎車(chē)功能測(cè)試和自檢測(cè)試。本文對(duì)近期一些單位就該型飛機(jī)防滑剎車(chē)系統(tǒng)增加的測(cè)試進(jìn)行深入分析，認(rèn)為有些操作不盡合理，而應(yīng)嚴(yán)格按維護(hù)規(guī)程和技術(shù)條件進(jìn)行操作。

1 電子防滑剎車(chē)系統(tǒng)原理

圖1所示為該型飛機(jī)電子防滑剎車(chē)系統(tǒng)示意圖。該型飛機(jī)只對(duì)主起落架機(jī)輪剎車(chē)，由駕駛員操縱飛機(jī)駕駛桿上的剎車(chē)手柄來(lái)完成。操縱剎車(chē)手柄時(shí)，由剎車(chē)鋼索將運(yùn)動(dòng)傳給剎車(chē)減壓活門(mén)的頂桿，根據(jù)對(duì)剎車(chē)手柄的緊握程度，剎車(chē)減壓活門(mén)將來(lái)自主系統(tǒng)的液壓力21MPa減低到相應(yīng)值。滿(mǎn)握剎車(chē)手柄時(shí)，雙針剎車(chē)表的指示應(yīng)為8.5±0.5MPa，該壓力通過(guò)剎車(chē)分配閥進(jìn)入壓力伺服閥，成為壓力伺服閥的輸入壓力，壓力伺服閥根據(jù)防滑控制盒輸入的電信號(hào)調(diào)整剎車(chē)壓力，輸出至主機(jī)輪剎車(chē)動(dòng)作筒進(jìn)行剎車(chē)。

主機(jī)輪在跑道上轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)速度傳感器，通過(guò)速度傳感器將與機(jī)輪轉(zhuǎn)動(dòng)速率一致的交流電壓信號(hào)輸入防滑控制盒，防滑控制盒經(jīng)鑒頻并與參考速度比較放大，再經(jīng)過(guò)功率放大后，以電流推動(dòng)伺服閥工作，閉環(huán)自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)防滑剎車(chē)，防止拖胎。

2 相關(guān)附件

2.1 機(jī)輪速度傳感器

機(jī)輪速度傳感器（見(jiàn)圖2）實(shí)際上是一個(gè)小型變磁阻式發(fā)電機(jī)，當(dāng)其由機(jī)輪帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，將產(chǎn)生一個(gè)與磁阻變化頻率相同的近似正弦變化的感應(yīng)電壓，經(jīng)整形后得到與機(jī)輪轉(zhuǎn)速成正比的電壓信號(hào)，此信號(hào)為剎車(chē)控制盒的輸入信號(hào)。

2.2 壓力伺服閥

這是一種壓力反饋形式的壓力伺服閥（見(jiàn)圖3），由電極化式永磁力矩馬達(dá)、噴嘴擋板、功率滑閥及壓力反饋活塞等組成，主要功用是調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的剎車(chē)壓力。J始終通高壓21MPa，H通回油，S通主機(jī)輪剎車(chē)盤(pán)，SJ通剎車(chē)減壓閥。J通道的高壓油進(jìn)入壓力伺服閥后，按箭頭走向從油濾左右兩邊分別進(jìn)入其上方的兩個(gè)噴嘴，克服噴嘴擋板阻力，從噴嘴小孔中流入回油（所以壓力伺服閥始終有內(nèi)漏），噴嘴前油路與閥滑左右腔相通。

當(dāng)機(jī)輪剎車(chē)無(wú)打滑拖胎現(xiàn)象時(shí)，防滑控制盒不輸入電信號(hào)，噴嘴擋板處于中立位置時(shí)，左右油路壓力相等，滑閥在彈簧作用下處于最右端（圖3所示位置）。伺服閥只是剎車(chē)壓力的油液通道，輸出到機(jī)輪的剎車(chē)壓力S與進(jìn)入的壓力SJ相等，剎車(chē)壓力取決于手握剎車(chē)手柄的程度。

當(dāng)機(jī)輪打滑時(shí)，伺服閥力矩馬達(dá)線(xiàn)圈得到一個(gè)正控制電流，由于控制磁通和極化磁通的作用，在銜鐵上產(chǎn)生一個(gè)控制力矩，使銜鐵—擋板組件繞彈簧管支點(diǎn)逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)，從而擋板右偏移，阻擋右噴嘴的油液流動(dòng)，使右邊油路壓力升高，左邊降低，滑閥向左移動(dòng)，造成剎車(chē)進(jìn)油SJ節(jié)流口面積減少，回油H節(jié)流口增大，到機(jī)輪的剎車(chē)壓力S下降，直至作用在反饋活塞兩端面上的反饋壓差力通過(guò)推桿阻止閥芯的運(yùn)動(dòng)到零為止，從而使閥輸出的剎車(chē)壓力和輸入的電流值成反比對(duì)應(yīng)。

輸入的電流越大，輸出的剎車(chē)壓力越小，實(shí)現(xiàn)了負(fù)增益的壓力控制。壓力特性曲線(xiàn)圖見(jiàn)圖4，分別繪出了輸入剎車(chē)壓力SJ為10MPa、9MPa、8MPa、4MPa時(shí)壓力伺服閥輸出到主剎車(chē)機(jī)輪的剎車(chē)壓力S與控制電流的對(duì)應(yīng)曲線(xiàn)。

2.3 剎車(chē)裝置

剎車(chē)裝置（見(jiàn)圖5）用于縮短飛機(jī)的著陸滑跑距離，并使飛機(jī)在地面運(yùn)動(dòng)時(shí)具有良好的機(jī)動(dòng)性，由氣缸裝置、殼體、動(dòng)盤(pán)、靜盤(pán)、壓緊盤(pán)以及自動(dòng)回隙機(jī)構(gòu)組成。

當(dāng)輸入剎車(chē)壓力時(shí)，活塞壓入，使摩擦片產(chǎn)生摩擦力矩，消耗機(jī)輪動(dòng)能，同時(shí)帶動(dòng)調(diào)隙機(jī)構(gòu)的拉桿向右一起運(yùn)動(dòng)。解除剎車(chē)時(shí)，在彈簧力的作用下，拉桿向左運(yùn)動(dòng)，活塞也向左回位。

2.4 防滑剎車(chē)控制盒

防滑剎車(chē)控制盒接受速度傳感器提供的機(jī)輪速度信號(hào)，與參考速度進(jìn)行比較，并輸出電信號(hào)給壓力伺服閥，自動(dòng)控制主機(jī)輪剎車(chē)壓力的大小，防止機(jī)輪打滑，由防滑控制和故障檢測(cè)兩部分組成。

1） 防滑控制部分

防滑剎車(chē)控制盒防滑控制部分實(shí)現(xiàn)飛機(jī)剎車(chē)過(guò)程的自動(dòng)控制，其工作原理為速度差控制輔以偏壓調(diào)節(jié)，圖6為防滑控制框圖。在接受機(jī)輪速度傳感器信號(hào)，即機(jī)輪瞬時(shí)速度的同時(shí)與擬定的參考速度進(jìn)行比較，產(chǎn)生防止機(jī)輪打滑的控制電流，控制壓力伺服閥，降低過(guò)高的剎車(chē)壓力，防止機(jī)輪打滑。

波形變換器將來(lái)自機(jī)輪速度傳感器的正比于機(jī)輪速度的交流正弦信號(hào)與經(jīng)波形變換器轉(zhuǎn)換為穩(wěn)幅的對(duì)稱(chēng)方波進(jìn)行比較。

鑒頻器將頻率信號(hào)變換成電壓信號(hào)，該電壓信號(hào)與方波頻率成正比。帶阻濾波器用于消除因起落架抖動(dòng)而產(chǎn)生的諧振松剎過(guò)程。

參考電路產(chǎn)生一個(gè)與飛機(jī)相似的減速，飛機(jī)著陸后，產(chǎn)生一個(gè)與飛機(jī)速度相對(duì)應(yīng)的電壓，當(dāng)施加剎車(chē)壓力后進(jìn)行恒流放電，放電速度模擬飛機(jī)的減速率。

當(dāng)機(jī)輪速度小于參考速度時(shí)，比較器輸出高電平，經(jīng)閥驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生一個(gè)閥控制電流，送入壓力伺服閥線(xiàn)圈，將剎車(chē)壓力降低，使機(jī)輪松剎。當(dāng)機(jī)輪速度大于參考速度時(shí)，比較器輸出為0，系統(tǒng)恢復(fù)對(duì)機(jī)輪的剎車(chē)壓力。

2） 故障檢測(cè)部分

防滑剎車(chē)控制盒故障檢測(cè)框圖見(jiàn)圖7，包含對(duì)傳感器、伺服閥、控制板及交叉保護(hù)速度差的系統(tǒng)故障檢測(cè)，用于判斷防滑剎車(chē)整個(gè)系統(tǒng)是否正常，以保證剎車(chē)安全可靠。如檢測(cè)到故障還可以指示故障部位，控制盒內(nèi)左右各有4個(gè)燈進(jìn)行顯示，座艙內(nèi)只有兩個(gè)燈分別指示左右系統(tǒng)的正常與否。

機(jī)輪速度傳感器、伺服閥、交叉保護(hù)故障檢測(cè)電路和控制板自檢電路的故障檢測(cè)原理如下。

· 窗口檢測(cè)電路檢測(cè)機(jī)輪速度傳感器的故障

速度傳感器在-55℃～80℃之間是一個(gè)阻值在一定范圍內(nèi)變化的電阻。進(jìn)行故障檢測(cè)時(shí)，速度傳感器上有一個(gè)在一定范圍內(nèi)的電位值，正常情況下電位值不會(huì)超過(guò)給定范圍，傳感器開(kāi)路時(shí)該電位值為+15V，在傳感器短路時(shí)該電位值為0V，故障指示發(fā)光二極管亮表示傳感器故障，使故障指示燈燃亮以顯示有故障。

· 伺服閥和交叉保護(hù)故障檢測(cè)電路也采用窗口電路，原理與前述傳感器的故障檢測(cè)電路原理相同。

· 控制板自檢電路

當(dāng)接通故障自檢開(kāi)關(guān)時(shí)，方波發(fā)生器輸出約4kHz的信號(hào)，并將其送至速度傳感器，控制板接收到相當(dāng)于46km/h的速度信號(hào)。由于輸入信號(hào)頻率恒定，相當(dāng)于沒(méi)有剎車(chē)動(dòng)作，比較器輸出端和伺服閥線(xiàn)圈電壓全為低電平。當(dāng)斷開(kāi)故障檢測(cè)開(kāi)關(guān)時(shí)，方波信號(hào)與速度傳感器斷開(kāi)，相當(dāng)于機(jī)輪沒(méi)有速度，即突然剎死的狀態(tài)，如果控制板正常的話(huà)，此時(shí)比較器和伺服閥線(xiàn)圈電壓均為高電平，輸出高電平，此時(shí)電流為7+0.6 mA，控制盒內(nèi)指示燈亮，并在維持2～3s后熄滅。如果控制板有故障，指示燈不亮或一直都亮，這樣就達(dá)到了檢測(cè)控制板故障的目的。

3 剎車(chē)過(guò)程分析

3.1 防滑剎車(chē)控制部分分析

按《某型機(jī)技術(shù)條件》防滑剎車(chē)功能測(cè)試方法要求：用機(jī)輪驅(qū)動(dòng)車(chē)使主輪轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)輪轉(zhuǎn)速≥320r/min（40km/h），握剎車(chē)手柄，剎車(chē)壓力為3～4MPa，機(jī)輪停轉(zhuǎn)后，防滑系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，解除剎車(chē)，機(jī)輪應(yīng)能立即轉(zhuǎn)動(dòng)，在2～3s內(nèi)恢復(fù)剎車(chē)。也可以觀(guān)察機(jī)輪剎車(chē)裝置上自動(dòng)調(diào)隙機(jī)構(gòu)中的拉桿運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（壓入為剎車(chē)—退出為松剎—再壓入）;觀(guān)察座艙內(nèi)雙針壓力表，可看到剎車(chē)壓力“升—降—升”;觀(guān)察座艙內(nèi)防滑故障燈，燈閃亮?xí)r表示松剎。上述情況均表示防滑系統(tǒng)工作正常。

從以上現(xiàn)象分析其工作機(jī)理：拖胎時(shí)，防滑系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，即防滑控制盒輸出控制電流，相當(dāng)于給控制盒輸入≥3.47kHz正弦電壓信號(hào)，電流值為7+0.6mA，持續(xù)時(shí)間1.8±0.3s，壓力伺服閥在輸入電流的作用下，將剎車(chē)壓力降低，從圖4的壓力特性曲線(xiàn)圖可查對(duì)應(yīng)輸入4MPa的壓力曲線(xiàn)，此時(shí)剎車(chē)壓力為0MPa，解除剎車(chē)，1.8±0.3s后電流為0mA，恢復(fù)剎車(chē)壓力。

有些單位在進(jìn)行上述防滑剎車(chē)功能測(cè)試時(shí)，模擬飛行員的操作，將剎車(chē)手柄握到底，在最大壓力8.5±0.5MPa時(shí)進(jìn)行拖胎試驗(yàn)，機(jī)輪停轉(zhuǎn)后，防滑系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，輸入電流7+0.6 mA，調(diào)節(jié)供給主機(jī)輪的剎車(chē)壓力。從圖4的壓力特性曲線(xiàn)圖，可查輸入剎車(chē)壓力為最大9MPa和最小8MPa時(shí)，在不同控制盒可能輸入的控制電流作用下供給主機(jī)輪的剎車(chē)壓力值，如表1所示。

因此，有的飛機(jī)在解除剎車(chē)時(shí)還存在較小剎車(chē)壓力，使剎車(chē)片上有一定的摩擦力，如在地面利用人力使驅(qū)動(dòng)車(chē)帶動(dòng)機(jī)輪就可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)，表現(xiàn)為拖胎時(shí)剎車(chē)不能解除的假象;有的系統(tǒng)如果將供給主機(jī)輪的剎車(chē)壓力調(diào)節(jié)為0MPa時(shí)，防滑剎車(chē)解除試驗(yàn)又能成功實(shí)現(xiàn)。

《某型機(jī)飛行手冊(cè)》中確實(shí)規(guī)定：在飛機(jī)機(jī)輪接地后，在一定的速度下，飛行員柔和地將剎車(chē)手柄握到底，使剎車(chē)減壓閥產(chǎn)生最大剎車(chē)壓力，當(dāng)機(jī)輪剎車(chē)壓力過(guò)大、瞬間速度過(guò)低時(shí)需解除剎車(chē)。此時(shí)，即使還存在較小剎車(chē)壓力，飛機(jī)的動(dòng)能完全可以克服摩擦力而自由轉(zhuǎn)動(dòng)，從而解除剎車(chē)，達(dá)到防拖胎的目的。

由此可知，技術(shù)條件規(guī)定在地面進(jìn)行防滑剎車(chē)功能測(cè)試時(shí)，剎車(chē)壓力應(yīng)為3～4MPa，而不是最大壓力8.5±0.5MPa，這一規(guī)定是經(jīng)過(guò)考量的。在地面防滑系統(tǒng)測(cè)試合格的情況下，實(shí)際使用中完全可以保證防滑剎車(chē)系統(tǒng)工作正常。

3.2 故障檢測(cè)部分分析

按《某型機(jī)技術(shù)條件》的要求，防滑系統(tǒng)自檢功能測(cè)試方法：按下座艙內(nèi)防滑檢查按鈕，座艙內(nèi)兩個(gè)指示燈應(yīng)不亮，松防滑檢查按鈕，指示燈應(yīng)燃亮2～3s后熄滅（燈亮表示松剎，控制盒輸出了7+0.6 mA電流，燈熄滅表示剎車(chē)，控制盒輸出為0mA），符合上述情況則表示防滑系統(tǒng)工作正常，否則表示防滑剎車(chē)系統(tǒng)有故障。

有些單位進(jìn)行防滑系統(tǒng)自檢時(shí)增加了步驟：輸入剎車(chē)壓力為8.5±0.5MPa（不驅(qū)動(dòng)機(jī)輪），同時(shí)按自檢按扭，座艙內(nèi)兩個(gè)指示燈不亮，松開(kāi)時(shí)燈亮，還要檢查剎車(chē)盤(pán)應(yīng)松剎。增加這樣的內(nèi)容不夠合理，從表1可查得，松剎時(shí)仍有可能存在較小的液壓力，表現(xiàn)出未松剎的偽故障，實(shí)際上系統(tǒng)是正常的。

4 結(jié)束語(yǔ)

1） 該型飛機(jī)進(jìn)行電子防滑剎車(chē)功能測(cè)試時(shí)，剎車(chē)壓力應(yīng)按技術(shù)要求3～4MPa的規(guī)定進(jìn)行，并應(yīng)按維護(hù)規(guī)程和技術(shù)條件要求的正確操作方法實(shí)施。

2） 防滑剎車(chē)故障自檢測(cè)試時(shí)，某些單位增加的在最大壓力時(shí)拖胎和自檢試驗(yàn)不夠合理，可能將合格品誤判為不合格，或者導(dǎo)致出現(xiàn)不必要的技術(shù)參數(shù)調(diào)低狀況。

作者簡(jiǎn)介

夏朝霞，高級(jí)工程師，主要從事飛機(jī)機(jī)械部件維修。

劉詩(shī)敏，工程師，主要從事飛機(jī)特設(shè)部件維修。

曾祥，助理工程師，主要從事飛機(jī)著陸系統(tǒng)技術(shù)管理。