楊寧

摘要：飛機(jī)起落架系統(tǒng)是飛機(jī)至關(guān)重要的部件，作為在起飛和著陸階段的液壓收放系統(tǒng)能夠根據(jù)檢測(cè)到的相關(guān)信號(hào)或指令將起落架自動(dòng)收放。飛機(jī)起落架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)非常的復(fù)雜，其自身并不是單純的機(jī)械系統(tǒng)，起落架系統(tǒng)是一個(gè)機(jī)械、電氣以及液壓耦合的綜合控制系統(tǒng)，影響其收放功能的非線性因素很多，其動(dòng)態(tài)載荷的變化直接影響到液壓收放系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：飛機(jī)起落架;液壓收放系統(tǒng);故障診斷

前言

隨著電液伺服技術(shù)的快速發(fā)展，飛機(jī)起落架液壓收放系統(tǒng)在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上增加了電氣元件，可以對(duì)液壓系統(tǒng)部件實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化控制，但是由于部件的復(fù)雜度和集成化帶來(lái)的故障診斷難度不斷加大

1起落架油路系統(tǒng)及工作原理

起落架油路由電路控制作動(dòng)。其控制油路部件為液壓泵、起落架收上電磁閥和放下電磁閥。主要器件為前起落架收放作動(dòng)筒，左、右主起落架收放作動(dòng)筒，起落架緊急釋放手柄、儲(chǔ)壓器、泵壓力開(kāi)關(guān)，收上和放下電磁閥，液壓泵和液壓油箱（Tank）以及起落架在放下位，起落架控制手柄在收上位時(shí)，液壓油路工作狀態(tài)圖。當(dāng)起落架手柄從放下位扳至收上位時(shí)，收上電磁閥和放下電磁閥上部雙向油路接通，Accumulaotr先通過(guò)2路流量控制閥，經(jīng)NRV單項(xiàng)閥將液壓壓力傳遞至收放作動(dòng)筒兩端，由于作動(dòng)筒收上端有效面積大于放下端，在保持作動(dòng)筒兩端液體壓力相等的同時(shí)，作用在收上端的壓力強(qiáng)迫活塞向?qū)?cè)運(yùn)動(dòng)，活塞伸長(zhǎng)并推動(dòng)起落架收上，當(dāng)儲(chǔ)壓氣壓力低于1400psi時(shí)，泵壓力開(kāi)關(guān)打開(kāi)，泵工作電路接通，此時(shí)泵開(kāi)始工作將液壓油箱內(nèi)液壓油打入本該儲(chǔ)壓氣作用的油路，即開(kāi)始介入起落架收放動(dòng)作，同時(shí)將液壓油泵入儲(chǔ)壓器。當(dāng)起落架完全收上時(shí)，NOSELDGGEARUP（前起落架收上）電門(mén)閉合，ExtendSolenoidValve（放下電磁閥）作動(dòng)至單向?qū)ㄎ弧ｋ妱?dòng)泵繼續(xù)工作，收放作動(dòng)筒放下端液壓油經(jīng)過(guò)ExtendSolenoidCalve（放下電磁閥）一側(cè)返回液壓油箱，另一側(cè)進(jìn)入收上油路配合原收上油路壓力，使起落架進(jìn)入全壓收上模式，當(dāng)儲(chǔ)壓氣出口壓力大于1650psi時(shí)，泵壓力開(kāi)關(guān)關(guān)斷，液壓泵停止工作，收上保持壓力由儲(chǔ)壓氣提供。由以上分析可知，起落架電路系統(tǒng)通過(guò)控制收上和放下電磁閥的作動(dòng)，不需要更改液壓泵工作泵油方向，就可以達(dá)到控制起落架作動(dòng)筒收放和保持的目的。當(dāng)起落架出現(xiàn)異常無(wú)法正常工作時(shí)，拉出緊急釋放手柄，手柄一側(cè)控制斷開(kāi)液壓泵輸入端電壓電流，使液壓泵停止工作，另一端打開(kāi)緊急釋放油路，使收放作動(dòng)筒收上側(cè)液壓油經(jīng)單向閥和緊急釋放油路快速返回油箱的同時(shí)，另一路進(jìn)入作動(dòng)筒放下端，配合其原放下端壓力和起落架自身重力，放下并鎖定，從而達(dá)到應(yīng)急放起落架的目的。

2故障診斷方法

故障診斷是一種根據(jù)系統(tǒng)信號(hào)特征來(lái)判斷系統(tǒng)的狀態(tài)是否出現(xiàn)故障，飛機(jī)起落架液壓收放系統(tǒng)是一種非線性多節(jié)點(diǎn)耦合的控制系統(tǒng)，飛機(jī)著陸產(chǎn)生的巨大沖擊會(huì)影響收放系統(tǒng)的穩(wěn)定性，需要通過(guò)故障診斷的方法，當(dāng)出現(xiàn)系統(tǒng)故障的時(shí)候觸發(fā)故障響應(yīng)機(jī)制，調(diào)節(jié)相應(yīng)的參數(shù)或抑制相關(guān)的功能，從而減少功能失效帶來(lái)的影響。飛機(jī)起落架液壓收放系統(tǒng)的故障診斷采用基于模型設(shè)計(jì)和系統(tǒng)狀態(tài)觀測(cè)器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其中，構(gòu)建的動(dòng)力學(xué)模型中可以將影響性能的參數(shù)提取出來(lái)，將傳感器采集的信號(hào)做有效性判斷，而后將兩者的數(shù)據(jù)進(jìn)行合集處理形成診斷數(shù)據(jù)集。系統(tǒng)狀態(tài)觀測(cè)器負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)讀取飛機(jī)起落架液壓收放系統(tǒng)的工作狀態(tài)，液壓收放系統(tǒng)的診斷需要在相應(yīng)的工作狀態(tài)對(duì)部件進(jìn)行診斷，收放系統(tǒng)也是部件或系統(tǒng)診斷的一個(gè)使能條件。數(shù)據(jù)集將診斷所需的診斷信號(hào)進(jìn)行提取，系統(tǒng)狀態(tài)觀測(cè)器將收放系統(tǒng)的工作狀態(tài)輸出到故障診斷模塊中。對(duì)不同的故障診斷項(xiàng)使用不同的故障診斷算法，當(dāng)故障觸發(fā)后進(jìn)行故障狀態(tài)的濾波，只有當(dāng)故障觸發(fā)的計(jì)數(shù)器達(dá)到故障確認(rèn)的計(jì)數(shù)上限值，故障才算真正的確認(rèn)下來(lái)，此時(shí)電控單元可以通過(guò)相應(yīng)的技術(shù)手段將故障進(jìn)行存儲(chǔ)，與此同時(shí)，在電控單元將故障響應(yīng)模塊激活，從而快速地切斷飛機(jī)起落架的相應(yīng)的動(dòng)作。飛機(jī)起落架液壓收放系統(tǒng)的故障狀態(tài)可以分為系統(tǒng)正常、部分正常、系統(tǒng)故障以及部分故障四種狀態(tài)。當(dāng)故障診斷模塊檢測(cè)到系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，狀態(tài)跳轉(zhuǎn)到部分故障，在部分故障模塊中故障計(jì)算器到了故障確認(rèn)上限值后，跳轉(zhuǎn)到系統(tǒng)故障，當(dāng)故障診斷模塊檢測(cè)到故障消失了，跳轉(zhuǎn)到系統(tǒng)部分正常狀態(tài)，只有當(dāng)故障恢復(fù)的計(jì)數(shù)器降到了故障恢復(fù)計(jì)數(shù)器下限值時(shí)，收放系統(tǒng)的故障狀態(tài)才能恢復(fù)到系統(tǒng)正常狀態(tài)。在狀態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程中，檢測(cè)到部分故障時(shí)，故障可能只是瞬間被置起，故障會(huì)隨著時(shí)間自愈，故障會(huì)自動(dòng)消失，此時(shí)故障狀態(tài)更新為系統(tǒng)正常狀態(tài)，計(jì)數(shù)器也同時(shí)恢復(fù)至初始值。故障診斷系統(tǒng)中通常利用故障濾波算法來(lái)確認(rèn)故障，故障狀態(tài)是一種抖動(dòng)的狀態(tài)信號(hào)，需要經(jīng)過(guò)濾波算法來(lái)識(shí)別故障的最終狀態(tài)，飛機(jī)起落架液壓收放系統(tǒng)的故障診斷可以連續(xù)的觀測(cè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，當(dāng)識(shí)別到系統(tǒng)或部件觸發(fā)故障后，對(duì)故障狀態(tài)的計(jì)數(shù)完全可以基于時(shí)間進(jìn)行連續(xù)的累加，當(dāng)計(jì)數(shù)器數(shù)值達(dá)到相應(yīng)的故障確認(rèn)時(shí)間就可以將故障確認(rèn)了，所以采用基于連續(xù)時(shí)間的故障濾波算法來(lái)確認(rèn)故障。

結(jié)束語(yǔ)

飛機(jī)在著陸過(guò)程中，動(dòng)態(tài)載荷的沖擊對(duì)液壓收放系統(tǒng)能夠產(chǎn)生巨大的失效影響。針對(duì)在著陸階段飛機(jī)液壓收放系統(tǒng)潛在的失效問(wèn)題，在飛機(jī)液壓收放系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)基于模型的故障診斷方法，利用構(gòu)建的觀測(cè)器實(shí)時(shí)的獲取系統(tǒng)的故障狀態(tài)，在故障管理系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)故障響應(yīng)后關(guān)閉相關(guān)功能從而避免液壓收放系統(tǒng)的失效，故障觸發(fā)時(shí)，電控單元能夠?qū)崟r(shí)記錄相關(guān)的故障信息，有利于維修人員獲取故障特征和故障原因，提升檢修工作的效率，最大程度上提升飛機(jī)液壓收放系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

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