某教練機(jī)后艙油門停車裝置設(shè)計(jì)與研究

劉龍園，鄧新華，楊建勇，趙 斌

(中航工業(yè)洪都，江西 南昌330024)

0 引言

教練機(jī)是飛行員用于訓(xùn)練的工具， 是飛行教員用于教學(xué)的教具， 是飛行員訓(xùn)練體制的重要教學(xué)媒介，普遍采用雙艙串聯(lián)式結(jié)構(gòu)。 由于教練機(jī)功能跟其它的飛機(jī)有所區(qū)別， 故操作發(fā)動(dòng)機(jī)的油門操縱系統(tǒng)也有其固有的特點(diǎn)， 目前現(xiàn)行各類教練機(jī)都是在前艙設(shè)有發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行停車機(jī)構(gòu)， 在后艙都沒有發(fā)動(dòng)機(jī)油門桿停車裝置，沿續(xù)了這一方法，某型飛機(jī)在研制中也沒有設(shè)置后艙發(fā)動(dòng)機(jī)油門桿停車裝置， 其為防止前艙飛行員將油門桿誤收到停車位，在前艙左、右發(fā)油門桿上設(shè)有銷子， 扇形支臂上設(shè)有小油門和停車位置止動(dòng)器， 在未將前艙油門操縱臺(tái)上的止動(dòng)解鎖時(shí)，后艙發(fā)動(dòng)機(jī)油門桿不能直接停車，如圖1所示。當(dāng)向后收油門桿時(shí)， 止動(dòng)器端頭擋住了油門桿上的銷子，使油門桿只能收到慢車位；當(dāng)只有前艙按壓止動(dòng)器上的壓板，使定位器（鉤）轉(zhuǎn)到前艙油門桿銷子下面，前后艙油門桿才能收到停車位置。

目前某教練機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)由于后艙未設(shè)置使前艙止動(dòng)器轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)， 因此后艙單獨(dú)操縱油門桿時(shí)不能收到停車位。

1 后艙停車裝置的種類

經(jīng)過對(duì)現(xiàn)行國(guó)產(chǎn)飛機(jī)進(jìn)行了廣泛的調(diào)研， 后艙停車裝置常用設(shè)計(jì)方法有以下兩種：

1）在前后艙發(fā)動(dòng)機(jī)油門桿操縱臺(tái)之間安裝機(jī)械式離合裝置， 離合裝置能使前艙油門桿和后艙油門桿操縱分離，斷開前艙油門桿操縱功能，后艙可單獨(dú)直接操縱發(fā)動(dòng)機(jī)油門桿停車， 該設(shè)計(jì)方式需要飛機(jī)前后艙發(fā)動(dòng)機(jī)油門桿操縱臺(tái)之間有較大的空間。

圖1 前艙油門操縱臺(tái)結(jié)構(gòu)

2）采用電控形式， 氣缸驅(qū)動(dòng)前艙油門桿解鎖裝置， 實(shí)現(xiàn)前后艙油門桿都能停車， 該方式需求空間小，安裝靈活，易于操作。 在座艙內(nèi)設(shè)置解鎖指示燈，便于飛行員判斷解鎖機(jī)構(gòu)狀態(tài)。

2 某教練機(jī)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研

為展開后艙設(shè)置油門桿停車裝置改進(jìn)設(shè)計(jì)工作， 對(duì)某型飛機(jī)現(xiàn)有鎖定裝置的解鎖力進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量， 某型發(fā)動(dòng)機(jī)單個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)油門桿解鎖力不大于5kgf（2臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)油門桿解鎖力不大于10kgf）。

經(jīng)過考慮，某型飛機(jī)的前后艙之間空間緊湊，沒有足夠的空間實(shí)現(xiàn)該方案。 決定采用電控、氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)油門桿解鎖，該方案在某型飛機(jī)上，更具可實(shí)施性。 同時(shí)對(duì)氣源進(jìn)行了圖紙相關(guān)查閱和現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)，決定利用應(yīng)急放起落架系統(tǒng)氣源，該氣源供氣充足， 管路位置靠近前艙油門桿操縱臺(tái)， 以及對(duì)電磁閥、解鎖作動(dòng)筒、電控開關(guān)、行程開關(guān)、解鎖指示燈的現(xiàn)場(chǎng)安裝位置、空間，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了測(cè)量，確定具備可安裝空間。

3 后艙停車方案設(shè)計(jì)

利用現(xiàn)有的冷氣系統(tǒng)主冷氣瓶的氣， 通過一個(gè)四通接頭，分出一路作為冷氣源，經(jīng)過電磁閥QDF-1驅(qū)動(dòng)油門桿解鎖作動(dòng)筒，作動(dòng)筒活塞桿頂壓塊傳動(dòng)，推壓壓板，實(shí)現(xiàn)油門桿慢車位解鎖，電磁閥由電氣開關(guān)控制，方案原理如圖2所示。

3.1 設(shè)計(jì)輸入技術(shù)指標(biāo)

開鎖時(shí)間：不大于1秒；

用氣量（單次開鎖）：0.000000188 kg

開鎖力：不小于10kgf；

開鎖行程：10 mm；

供電需求：電壓：27VDC 電流：1～2A

圖2 原理圖

3.2 解鎖力核算

F=S*P*cosα

作動(dòng)筒活塞面積S=πr2×10-2cm2

作動(dòng)筒（選用）半徑r=0.7cm

作動(dòng)筒作用力方向與解鎖機(jī)構(gòu)夾角α：

根據(jù)實(shí)測(cè)解鎖力（10 kgf），考慮α角30°情況下，估算氣源壓力：

采用現(xiàn)有的冷氣系統(tǒng)主冷氣瓶的供氣管路氣源， 經(jīng)過減壓閥后減壓后壓力為考慮α角30°時(shí)，理論計(jì)算實(shí)際解鎖力：

F1= S*P*cosα=66.7 kgf，是需求解鎖力（10 kgf）的6.67倍，完全保證解鎖力要求。

4 解鎖用氣量論證

1）某型飛機(jī)地面起動(dòng)方式為2個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)一起起動(dòng) （起動(dòng)解鎖一次， 停車解鎖一次）， 用氣量計(jì)算如下：

Q1=2*ρ*P*L*πr2

解鎖作動(dòng)筒半徑：r=0.7cm

解鎖作動(dòng)筒行程：L=1 cm

解鎖作動(dòng)筒工作氣壓：P=5MPa

空氣密度（常溫、一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下）:ρ=1.225×10-9kg/ml

計(jì)算氣量：0.000000188 kg

（2）某型飛機(jī)地面單發(fā)起動(dòng)（起動(dòng)解鎖二次，停車解鎖二次），用氣量計(jì)算如下：

Q1=4*ρ*P*L*πr2

解鎖作動(dòng)筒半徑：r=0.7cm

解鎖作動(dòng)筒行程：L=1 cm

解鎖作動(dòng)筒工作氣壓：P=5MPa

空氣密度（常溫、一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下）:

ρ=1.225×10-9kg/ml

計(jì)算氣量：0.000000376 kg

經(jīng)查某型飛機(jī)技術(shù)維護(hù)說明書， 某型飛機(jī)冷氣系統(tǒng)主冷氣瓶氣源氣量 （9.6L,6 MPa）0.0007056kg ，某型飛機(jī)油門桿前艙解鎖動(dòng)作， 極限消耗氣量0.000000376 kg，遠(yuǎn)小于冷氣系統(tǒng)主冷氣瓶氣量，對(duì)飛機(jī)供機(jī)輪剎車和通向座艙通氣開關(guān)無任何影響。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述， 采用從某型飛機(jī)冷氣系統(tǒng)主冷氣瓶引出氣體驅(qū)動(dòng)某型飛機(jī)前艙油門桿解鎖裝置， 經(jīng)過地面和試飛驗(yàn)證， 該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)后艙單獨(dú)操縱油門桿到停車位置的功能， 且對(duì)飛機(jī)機(jī)輪剎車和通向座艙通氣開關(guān)使用無任何影響，效果顯著。

[1]某型飛機(jī)技術(shù)維護(hù)說明書[S]，2009.

[2]殲教六航材目錄[S]，1986.

[3]殲教六維護(hù)說明使用書[S]，1986.