飞机液压控制典型回路

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1、第章7飞机液压控制典型 回路 7. 1 飞机液压舵机 7.1.1 液压舵机 液压舵机的作用和组成液压舵机的作用从信号的转换关系来说是将 输入的电信号转变为驱动负载的机械位移输出信 号，并使输出信号的变化精确地跟踪输入信号的 变化。图7.1-1 液压舵机结构原理图 1导磁体；2永久磁铁；3控制线圈；4衔铁；5弹簧管；6挡板 ；7喷嘴；8溢流腔；9反馈杆；10阀芯；11阀套；12回油节 流孔；13固定节流孔； 14油滤；15作动筒壳体；16活塞杆；17 活塞；18铁芯；19线圈；20位移传感器2. 电液伺服阀的工作原理电液伺服阀的力矩马达将电信号转变为机械位 移信号是利用电磁原理工作的. 图7.1

2、-2 力矩马达工作原理 3. 液压舵机工作原理及传递函数 图7.1-4 液压舵机舵面随动系统框图 7.1.2 飞控系统中的反传和复合舵机 驾驶杆回输振荡(力反传和功率反传在增稳飞行操纵系统中，机械操纵与增稳操纵 两套系统是通过复合摇臂把它们连接起来的，两 套系统的输入信号通过复合摇臂综合后，共同控 制一套系统即助力器和舵面。 图7.1-6 增稳飞行操纵系统力反传原理2. 复合舵机及其工作原理 目前解决力反传的有效方法之一是采用复合舵 机，即将助力器与舵机做成一个整体，使来自驾 驶杆和舵机的信号都在助力器滑阀处综合而不是 在前述的复合摇臂处综合 .电液复合舵机具有三种工作状态，即助力操纵 、舵机

3、工作和复合工作状态。图7.1-7 复合舵机回路框图 图7.1-8 复合舵机原理结构图 7. 2 飞机操纵系统典型回路 7.2.1 概述 飞机飞行操纵系统是飞机上的主要系统之一 ，它的工作性能好坏，直接影响着飞机飞行的性 能，对于民航飞机来说，更在很大程度上影响飞 机的安全性和乘坐品质。 采用液压助力协助驾驶员克服舵面铰链力矩 的操纵系统称为助力机械操纵系统。助力机械操 纵系统分为可逆助力机械操纵系统和不可逆助力 机械操纵系统。 图7.2-1 有回力的助力操纵系统图7.2-2 无回力液压助力系统图 7.2.2 典型回路 在典型的飞行操纵系统回路（如图7.2-5所示 ）中，通常分为主操纵系统回路和

4、辅助操纵系统 回路。主操纵系统是指驱动副翼、升降舵和方向 舵的工作回路，使飞机产生围绕纵轴、横轴、立 轴转动。辅助操纵系统回路是指驱动扰流板、前 缘装置、后缘襟翼和水平安定面配平等的操纵回 路。由于驱动装置本身的特点，辅助操纵系统回 路在工作中，当操纵面被操纵到需要的位置后， 不会在空气动力作用下返回原来位置。 1. 副翼操纵系统回路 7.2-5 典型的飞行操纵系统回路 图7.2-6 典型副翼操纵系统原理 副翼感觉和定中机构与副翼配平 图7.2-9 副翼感觉和定中机构 液压助力器 （1）构造液压助力器一般由液压放大器、执行元件和 比较机构组成。其主要作用是在液压压力作用下，输出机械 功。比较机

5、构是将操纵指令和输出的反馈量进行 比较，经液压放大器，控制执行元件，使执行元 件的位移量满足操纵指令要求。 图7.2-10 一种典型的液压助力器 应急操纵 当液压系统压力不足或液压助力器有故障时 ，可以关闭助力器的工作开关，转为用体力进行 应急操纵。应急操纵时，驾驶杆首先带着配油柱塞移动 很小一段距离，使限动片与限动架接触，然后就 完全依靠驾驶员的体力带着传动活塞左右移动， 克服舵面载荷，使舵面偏转。 性能分析快速性 灵敏性 稳定性 2. 升降舵操纵系统回路 图7.2-12 典型飞机的升降舵操纵系统回路 （1）升降舵扭力管 升降舵扭力管将升降舵助力器的动力输出到 升降舵摇臂。（2）升降舵感觉和

6、定中机构回路升降舵动压感觉机构提供和空速成正比的计 量压力到感觉作动筒。 图7.2-14 升降舵扭力管 （3）马赫配平马赫数配平装置是一套自动控制装置。当飞行 马赫数达到产生自动下俯现象的数值时，马赫数 配平装置自动操纵升降舵向上偏转一个角度，从 而避免自动下俯现象。 图7.2-15 典型升降舵感觉定中机构回路 3. 方向舵操纵系统回路 飞行机组使用方向舵踏板输出的信号经由前 扇形轮、操纵钢索传到后扇形轮，通过其传到感 觉和定中组件，最后通过主方向舵PCU和输出连 杆来操纵方向舵的偏转。飞机方向舵操纵系统中还装有偏航阻尼器， 其作用是及时根据飞机姿态的变化操纵方向舵， 防止产生荷兰滚。偏航阻尼

7、器驱动方向舵的偏转 角小于脚蹬操纵的方向舵偏转角。7.2-16 典型方向舵操纵控制回路 液压动力控制组件（PCU）在现代民航飞机的飞行操纵的很多地方都用到 了液压动力控制组件（PCU），只是各型号飞机 的叫法有一定差别，其相当于液压舵机或液压助 力器的作用，主要用于液压动力的控制和输送。图7.2-18 主方向舵PCU 4. 襟翼操纵回路 根据增升原理，当后缘襟翼在放出时，虽然 起到增加升力的作用，但也导致飞机的实际迎角 增大，使飞机易发生失速。为避免出现失速，前 缘装置往往作为后缘襟翼的随动装置，也就是前 缘装置随后缘装置工作而作动。由于后缘襟翼放出的角度大，如果放出时左 、右两侧襟翼放出角度

8、不同，出现不同步，则襟 翼操纵系统会自动切断襟翼的工作，防止不同步 的进一步扩大。不同步保护一般仅在正常工作方 式下发挥作用。在襟翼驱动机构中设置了襟翼载荷限制器， 用于保护襟翼结构，防止过大的气动载荷损伤襟 翼。当后缘襟翼处于完全放出位置时，如果某时 刻的空速突然超过预定值，后缘襟翼会自动收进 一个稍小的角度，防止襟翼结构承受过大的气动 载荷。图7.2-19 后缘襟翼驱动装置 图7.2-20 飞机襟翼操纵系统原理图 5. 扰流板工作回路 扰流板的作用是帮助副翼进行绕纵轴的飞机 操纵，也可作为减速板在着陆或中断起飞期间降 低升力并增加阻力。民航飞机在每侧机翼上表面 装有多块扰流板，其中包括地面

9、扰流板和飞行扰 流板，扰流板在工作时均向上升起。 （1）地面扰流板地面扰流板只能在地面上起减速作用，其通 常只有两个位置：立起位和放下位，因此作动装 置为普通双向单杆液压作动筒。 （2）飞行扰流板飞行扰流板既可在地面使用，也可在空中使 用，其作用既可减速，也可以协助副翼完成滚转 操纵，这种设计可以提高飞机横侧操纵效能，并 能防止副翼反效。 当空中减速时，扰流板也可以辅助副翼进行 横侧操纵。空中减速时，提起减速手柄向后扳动 ，左、右侧的飞行扰流板同时放出，如果此时驾 驶盘转动角度超过预定值，飞行扰流板仍可以配 合副翼进行横侧操纵。 图7.2-24 地面扰流板操纵回路 图7.1-25 飞行扰流板

10、配合副翼操纵工作回路副翼操纵系统可在飞行时对飞行扰流板进行 操纵，使飞行扰流板配合副翼完成滚转操纵。以 飞机向左滚转操纵为例：当驾驶员向左转动驾驶 盘时，左副翼向上偏转，右副翼向下偏转，使左 机翼的升力减小，右机翼升力增大，飞机绕纵轴 向左侧滚转，当驾驶盘转动超过一定角度时，左 侧飞行扰流板放出使左机翼升力进一步减小，增 加飞机滚转力矩。在操纵过程中，副翼上偏一侧 的飞行扰流板打开，从而配合副翼操纵飞机绕纵 轴向左侧滚转。 飞机减速工作回路飞机减速是通过操纵减速手柄实现的，减速手 柄位于中央操纵台左侧。在地面操纵减速手柄， 所有扰流板放出；如果是在空中操纵减速手柄， 左、右侧飞行扰流板同时放出

11、。空中减速时，减 速板手柄的机械信号会输送到混合器，由混合器 通过钢索再传送到飞行扰流板，左、右侧的飞行 扰流板同时放出，进行空中减速。7. 3 飞机刹车系统典型回路 7.3.1 概述 飞机着陆接地时，具有较大的水平分速，滑跑 过程中，气动阻力与机轮滚动阻力对飞机的减速 作用却比较小。如果不设法增大飞机的阻力，使 之迅速减速，则着陆滑跑距离与滑跑时间势必很 长。现代飞机都装有着陆减速装置。目前，机轮 刹车装置是最主要的、应用得最广泛的一种。 刹车时未刹车时轮轴刹车盘刹车片刹车套图7.3-1 机轮刹车装置地面摩擦力的增大是有限度的。随着刹车压 力的增大，地面摩擦力增大到某一极限值时，即 使继续加

12、大刹车压力，它也不会再增加。这时机 轮与地面之间产生相对滑动，即出现通常所说的 “拖胎”现象。 图7.3-2 爆胎后的机轮 7.3.2 典型回路 图7.3-3 某飞机液压刹车系统回路原理图 现代飞机的刹车系统由以下分系统组 正常刹车系统：主要部件由刹车蓄压器、正常 刹车调压器、液压保险器组成； 备用（应急）刹车系统：在主刹车系统失效时 ，通过转换阀提供备用（应急）刹车； 防滞刹车系统：由防滞传感器、防滞控制器、 防滞控制阀组成，精确控制刹车压力，达到 最高的刹车效率； 自动刹车系统：在飞机着陆前，打开自动刹车 系统，不需驾驶员用脚踩刹车踏板； 停留刹车系统：飞机停场时，将飞机刹住，停 留刹车压

13、力源为刹车蓄压器。1. 正常刹车系统回路 图7.3-4 飞机刹车系统原理图简化图 图7.3-5 正常刹车系统原理图 2. 备用（应急）刹车系统回路当正常刹车系统发生故障时，可将备用（应 急）刹车动力源通过备用（应急）刹车转换活门 送到刹车装置，进行备用（应急）刹车。3. 防滞刹车系统回路根据工作原理的差异，防滞系统分为惯性防 滞系统回路和电子式防滞系统回路两大类。 1）惯性防滞系统回路惯性防滞系统是在一般刹车系统回路的基础上添 加惯性传感器和电磁活门两个主要附件组成， 图7.3-5 正常刹车系统原理图 电磁活门通大气 （回油箱）传感器 从刹车部分来 图7.3-6 惯性防滞系统工作原理2）电子式

14、防滞系统回路（1）机轮滑移率和刹车效率机轮滑移率（V机-V轮）/ V机图7.3-7 刹车效率与机轮滑移率的关系曲线 （2）电子式防滞系统回路的组成电子式防滞系统由三个主要元件组成：轮速传 感器、防滞控制器和防滞阀。图7.3-8 电子式防滞系统原理图 （3）电子式防滞系统回路的工作状态 飞机由下滑到在跑道上停稳的过程中，电子式 防滞系统起着不同的作用：接地保护功能、锁轮 保护功能、正常防滞功能、人工刹车功能。 接地保护锁轮保护正常防滞人工刹车tV图7.3-11 飞机着陆时刹车系统工作过程 电子式防滞系统回路的功能 接地保护功能 锁轮保护功能 正常防滞功能 人工刹车功能 4. 自动刹车系统回路 自

15、动刹车系统回路通过自动刹车调压器调节 刹车压力。自动刹车调压器与正常刹车调压器并 联，通过转换阀接人正常刹车系统。自动刹车压力分为四挡，1、2、3和MAX挡， 在飞机中断起飞刹车时，可选择“RTO挡”进行大 力刹车。自动刹车调压器也称为自动刹车压力控 制组件。在自动刹车操作过程中，它使用来自防 滞/自动刹车控制组件（AACU）的控制信号，调 节液压系统的压力，供向正常刹车系统。 5. 停留刹车系统回路 图7.3-13 自动刹车系统图7.3-14 停留刹车系统 7. 4 起落架系统典型回路 7.4.1 起落架收放系统回路 起落架收放类型（1）前起落架（2）主起落架 2. 起落架收放顺序收起起落架

16、时，舱门开锁，舱门作动筒 将舱门打开；起落架下位锁作动筒打开 下位锁，起落架在收放作动筒作用下收 起，并锁定在收上位；舱门作动筒将舱 门关闭并锁定。放下起落架时，顺序相 反：先开舱门，然后开上位锁、放起落 架并锁定，最后关上舱门。起落架收放 顺序因机型差异而略有不同。 图7.4-1 飞机起落架放下顺序示意图（收上顺序与之相反） （a）收上锁定；（b）开舱门；（c）放起落架；（d）放下锁定3. 对收放系统的要求 为了安全，对起落架收放系统有如下要求： 起落架在收上和放下位都应可靠锁定，并给机组 明确指示；收放机构应按一定顺序工作，防止相 互干扰；系统应在不安全着陆时向机组发出警告 ；在正常收放系统发生故障时，应有应急放下系 统；为了防止飞机在地面上时起落架被意外收起 ，系统应设置地面防收安全措施。 收放位置锁类型收放位置锁通常有挂钩式和