民用飛機起落架電控應急放系統(tǒng)的設計研究

夏語冰

摘 要：起落架應急放系統(tǒng)是現(xiàn)代民用飛機的常用設計。本文通過對典型民機起落架應急放系統(tǒng)的需求來源和方案的分析，提出了電控起落架應急放方案設計，為民機電控應急放下系統(tǒng)設計提供有益參考。

關(guān)鍵詞：起落架應急放系統(tǒng) 電傳操縱

中圖分類號：V22 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）07（b）-0068-02

飛機在著陸階段需放下并鎖住起落架，用于支撐飛機，并支持飛機滑跑。目前，民用飛機在正常收放系統(tǒng)的基礎(chǔ)上多設置有起落架應急放系統(tǒng)。本文綜合分析了應急放系統(tǒng)的需求來源，并對典型民機的應急放系統(tǒng)進行分析，并在此基礎(chǔ)上提出了電控應急放系統(tǒng)的設計方案。希望為民機起落架應急放系統(tǒng)的設計提供技術(shù)支持。

1 設置應急放系統(tǒng)的需求來源

中國民用航空規(guī)章第25部運輸類飛機適航標準第25.729（c）條款對起落架應急操作做了的明確要求，詳細條款如下。

應急操作必須有應急措施可在下列情況下放下起落架：（1）正常收放系統(tǒng)中任何合理可能的失效；（2）任何單個液壓源、電源或等效能源的失效。[1]

為滿足該條款的要求，通常在設計起落架收放系統(tǒng)時需考慮設計一套獨立于正常收放系統(tǒng)的起落架放下系統(tǒng)（應急放系統(tǒng)），以滿足在正常收放系統(tǒng)中任何合理可能的失效或任何單個液壓源、電源或等效能源的失效的情況下可以放下并鎖住起落架。

2 典型民機應急放系統(tǒng)的設計

典型民用飛機的應急放系統(tǒng)多采用機械鋼索方式，以A320飛機為例。當起落架正常收放系統(tǒng)失效時，飛行員使用應急放起落架系統(tǒng)使主起上位鎖和前起上鎖機構(gòu)開鎖，起落架依靠重力和氣動力作用放下并鎖住。其原理圖如圖1所示。具體操作如下。

（1）拉起起落架應急放手柄；（2）帶動手柄下的扇形輪旋轉(zhuǎn)；（3）帶動鋼索移動打開起落架上位鎖；（4）起落架在自身重力和氣動力的作用下放下。

系統(tǒng)安裝示意圖如圖2和圖3所示。

2.1 系統(tǒng)特點

為了改變鋼索運動的方向和進行必要的導向，系統(tǒng)大量使用了滑輪機構(gòu)和傳動桿設計，為了保證傳動機構(gòu)正常工作，對相關(guān)設備的安裝要求較高。另外由于外部載荷的變化，和飛機環(huán)境溫度的變化，機體結(jié)構(gòu)和飛機操縱系統(tǒng)之間會產(chǎn)生不同的相對變形，因此會導致鋼索機構(gòu)變松而產(chǎn)生彈性間隙，或者導致鋼索機構(gòu)變緊而產(chǎn)生附加摩擦力，應此還需安裝補償器。同時由于鋼索使用過程中常出現(xiàn)磨損、壓傷、銹蝕和斷絲等情況，滑輪部分由于磨損也可能導致轉(zhuǎn)動不靈活，因此需要在維護工作中需定期進行必要的檢查和潤滑。

3 電控應急放系統(tǒng)設計

與傳統(tǒng)的鋼索滑輪機構(gòu)操縱方式相比，電傳操縱具有重量輕，安裝占用空間少等優(yōu)點。同時電傳操縱系統(tǒng)便于實現(xiàn)對元件的監(jiān)控，以便快速發(fā)現(xiàn)故障，可保證故障平均修復時間和往返飛行再次離站時間的要求，以提高飛機的維修性指標。

隨著電子元器件的可靠性大幅度提高，采用多余度的電傳控制技術(shù)已被公認為能夠滿足適航要求，因此采用電控方式的應急放系統(tǒng)也成為可能。電控應急放系統(tǒng)主要由應急放控制器、電-液上位鎖、應急放開關(guān)組成，系統(tǒng)原理圖如圖4所示。

應急放模式由獨立的應急放控制器控制，首先確保起落架收放系統(tǒng)閥組件處于旁通模式進行卸壓，由應急放控制器控制各個起落架上位鎖開鎖，使起落架解鎖并靠重力自由放下并鎖住，同時通過應急放控制器獨立的評估下位鎖信號并傳輸給EICAS系統(tǒng)。

應急放系統(tǒng)通過應急放開關(guān)操作，為防止誤操作，應急放開關(guān)可選用帶有保護蓋的兩位開關(guān)。

當應急放開關(guān)置于應急放下位置時，如下動作將會按順序依次進行。

（1）將起落架放下離散信號指令發(fā)送至應急放控制器；（2）應急放控制器接收指令后控制起落架收放系統(tǒng)閥組件，使高低壓管路連通，實現(xiàn)收放系統(tǒng)液壓回路卸壓；（3）應急放控制器發(fā)送指令給前、主起落架上位鎖，起落架會在重力和氣動力的作用下應急放下；（4）應急放控制器獨立評估起落架下位鎖信號，并將評估結(jié)果傳輸至EICAS系統(tǒng)并顯示。

其中為實現(xiàn)電動開鎖，起落架上位鎖需采用電-液上位鎖。該類型上位鎖具有兩種開鎖方式，即傳統(tǒng)的液壓開鎖方式和電控開鎖方式。其原理圖見圖5所示。

正常收放模式下，由液壓系統(tǒng)供壓，推動開鎖作動器內(nèi)活塞桿運動開打鎖鉤，應急放模式下，由電機轉(zhuǎn)動，通過渦輪蝸桿結(jié)構(gòu)，推動蝸桿運動打開鎖鉤。

同時系統(tǒng)由起落架控制單元對應急放控制器和起落架上位鎖進行必要的狀態(tài)監(jiān)控和定期的功能檢查，以確保系統(tǒng)滿足安全性和維修性的要求。

3.1 需考慮的問題

采用電控方案，用電纜代替了鋼索實現(xiàn)傳遞開鎖信號的功能，因此系統(tǒng)的安裝布置，特別是有關(guān)安全性的需求需格外關(guān)注。本文總結(jié)了如下幾點原則，適用于安裝布置初期。

（1）盡量與實現(xiàn)起落架正常收放控制的控制單元隔離；（2）盡量與實現(xiàn)正常收放的液壓管路安裝布置隔離；（3）盡量與實現(xiàn)起落架位置指示的信號線安裝布置隔離；（4）如由于空間緊張無法實現(xiàn)隔離，建議進行必要的結(jié)構(gòu)保護。

后期需通過各類特殊風險分析進行驗證，以滿足中國民用航空規(guī)章第25部運輸類飛機適航標準第25.1309條款對于設備、系統(tǒng)及安裝的要求。

4 結(jié)語

本文在綜合考慮了適航條款要求、系統(tǒng)安全性和維修性要求的基礎(chǔ)上提出了起落架電控應急放下的控制方案，旨在提供電控應急放方案設計的思路，在實際工程應用中，可根據(jù)飛機具體的安全性要求、維修性要求及成本預算進行局部設計調(diào)整。

參考文獻

[1] 中國民用航空規(guī)章第25部運輸類飛機適航標準[S].中國民用航空局，2011-11-7.endprint

摘 要：起落架應急放系統(tǒng)是現(xiàn)代民用飛機的常用設計。本文通過對典型民機起落架應急放系統(tǒng)的需求來源和方案的分析，提出了電控起落架應急放方案設計，為民機電控應急放下系統(tǒng)設計提供有益參考。

關(guān)鍵詞：起落架應急放系統(tǒng) 電傳操縱

中圖分類號：V22 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）07（b）-0068-02

飛機在著陸階段需放下并鎖住起落架，用于支撐飛機，并支持飛機滑跑。目前，民用飛機在正常收放系統(tǒng)的基礎(chǔ)上多設置有起落架應急放系統(tǒng)。本文綜合分析了應急放系統(tǒng)的需求來源，并對典型民機的應急放系統(tǒng)進行分析，并在此基礎(chǔ)上提出了電控應急放系統(tǒng)的設計方案。希望為民機起落架應急放系統(tǒng)的設計提供技術(shù)支持。

1 設置應急放系統(tǒng)的需求來源

中國民用航空規(guī)章第25部運輸類飛機適航標準第25.729（c）條款對起落架應急操作做了的明確要求，詳細條款如下。

應急操作必須有應急措施可在下列情況下放下起落架：（1）正常收放系統(tǒng)中任何合理可能的失效；（2）任何單個液壓源、電源或等效能源的失效。[1]

為滿足該條款的要求，通常在設計起落架收放系統(tǒng)時需考慮設計一套獨立于正常收放系統(tǒng)的起落架放下系統(tǒng)（應急放系統(tǒng)），以滿足在正常收放系統(tǒng)中任何合理可能的失效或任何單個液壓源、電源或等效能源的失效的情況下可以放下并鎖住起落架。

2 典型民機應急放系統(tǒng)的設計

典型民用飛機的應急放系統(tǒng)多采用機械鋼索方式，以A320飛機為例。當起落架正常收放系統(tǒng)失效時，飛行員使用應急放起落架系統(tǒng)使主起上位鎖和前起上鎖機構(gòu)開鎖，起落架依靠重力和氣動力作用放下并鎖住。其原理圖如圖1所示。具體操作如下。

（1）拉起起落架應急放手柄；（2）帶動手柄下的扇形輪旋轉(zhuǎn)；（3）帶動鋼索移動打開起落架上位鎖；（4）起落架在自身重力和氣動力的作用下放下。

系統(tǒng)安裝示意圖如圖2和圖3所示。

2.1 系統(tǒng)特點

為了改變鋼索運動的方向和進行必要的導向，系統(tǒng)大量使用了滑輪機構(gòu)和傳動桿設計，為了保證傳動機構(gòu)正常工作，對相關(guān)設備的安裝要求較高。另外由于外部載荷的變化，和飛機環(huán)境溫度的變化，機體結(jié)構(gòu)和飛機操縱系統(tǒng)之間會產(chǎn)生不同的相對變形，因此會導致鋼索機構(gòu)變松而產(chǎn)生彈性間隙，或者導致鋼索機構(gòu)變緊而產(chǎn)生附加摩擦力，應此還需安裝補償器。同時由于鋼索使用過程中常出現(xiàn)磨損、壓傷、銹蝕和斷絲等情況，滑輪部分由于磨損也可能導致轉(zhuǎn)動不靈活，因此需要在維護工作中需定期進行必要的檢查和潤滑。

3 電控應急放系統(tǒng)設計

與傳統(tǒng)的鋼索滑輪機構(gòu)操縱方式相比，電傳操縱具有重量輕，安裝占用空間少等優(yōu)點。同時電傳操縱系統(tǒng)便于實現(xiàn)對元件的監(jiān)控，以便快速發(fā)現(xiàn)故障，可保證故障平均修復時間和往返飛行再次離站時間的要求，以提高飛機的維修性指標。

隨著電子元器件的可靠性大幅度提高，采用多余度的電傳控制技術(shù)已被公認為能夠滿足適航要求，因此采用電控方式的應急放系統(tǒng)也成為可能。電控應急放系統(tǒng)主要由應急放控制器、電-液上位鎖、應急放開關(guān)組成，系統(tǒng)原理圖如圖4所示。

應急放模式由獨立的應急放控制器控制，首先確保起落架收放系統(tǒng)閥組件處于旁通模式進行卸壓，由應急放控制器控制各個起落架上位鎖開鎖，使起落架解鎖并靠重力自由放下并鎖住，同時通過應急放控制器獨立的評估下位鎖信號并傳輸給EICAS系統(tǒng)。

應急放系統(tǒng)通過應急放開關(guān)操作，為防止誤操作，應急放開關(guān)可選用帶有保護蓋的兩位開關(guān)。

當應急放開關(guān)置于應急放下位置時，如下動作將會按順序依次進行。

（1）將起落架放下離散信號指令發(fā)送至應急放控制器；（2）應急放控制器接收指令后控制起落架收放系統(tǒng)閥組件，使高低壓管路連通，實現(xiàn)收放系統(tǒng)液壓回路卸壓；（3）應急放控制器發(fā)送指令給前、主起落架上位鎖，起落架會在重力和氣動力的作用下應急放下；（4）應急放控制器獨立評估起落架下位鎖信號，并將評估結(jié)果傳輸至EICAS系統(tǒng)并顯示。

其中為實現(xiàn)電動開鎖，起落架上位鎖需采用電-液上位鎖。該類型上位鎖具有兩種開鎖方式，即傳統(tǒng)的液壓開鎖方式和電控開鎖方式。其原理圖見圖5所示。

正常收放模式下，由液壓系統(tǒng)供壓，推動開鎖作動器內(nèi)活塞桿運動開打鎖鉤，應急放模式下，由電機轉(zhuǎn)動，通過渦輪蝸桿結(jié)構(gòu)，推動蝸桿運動打開鎖鉤。

同時系統(tǒng)由起落架控制單元對應急放控制器和起落架上位鎖進行必要的狀態(tài)監(jiān)控和定期的功能檢查，以確保系統(tǒng)滿足安全性和維修性的要求。

3.1 需考慮的問題

采用電控方案，用電纜代替了鋼索實現(xiàn)傳遞開鎖信號的功能，因此系統(tǒng)的安裝布置，特別是有關(guān)安全性的需求需格外關(guān)注。本文總結(jié)了如下幾點原則，適用于安裝布置初期。

（1）盡量與實現(xiàn)起落架正常收放控制的控制單元隔離；（2）盡量與實現(xiàn)正常收放的液壓管路安裝布置隔離；（3）盡量與實現(xiàn)起落架位置指示的信號線安裝布置隔離；（4）如由于空間緊張無法實現(xiàn)隔離，建議進行必要的結(jié)構(gòu)保護。

后期需通過各類特殊風險分析進行驗證，以滿足中國民用航空規(guī)章第25部運輸類飛機適航標準第25.1309條款對于設備、系統(tǒng)及安裝的要求。

4 結(jié)語

本文在綜合考慮了適航條款要求、系統(tǒng)安全性和維修性要求的基礎(chǔ)上提出了起落架電控應急放下的控制方案，旨在提供電控應急放方案設計的思路，在實際工程應用中，可根據(jù)飛機具體的安全性要求、維修性要求及成本預算進行局部設計調(diào)整。

參考文獻

[1] 中國民用航空規(guī)章第25部運輸類飛機適航標準[S].中國民用航空局，2011-11-7.endprint

摘 要：起落架應急放系統(tǒng)是現(xiàn)代民用飛機的常用設計。本文通過對典型民機起落架應急放系統(tǒng)的需求來源和方案的分析，提出了電控起落架應急放方案設計，為民機電控應急放下系統(tǒng)設計提供有益參考。

關(guān)鍵詞：起落架應急放系統(tǒng) 電傳操縱

中圖分類號：V22 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）07（b）-0068-02

飛機在著陸階段需放下并鎖住起落架，用于支撐飛機，并支持飛機滑跑。目前，民用飛機在正常收放系統(tǒng)的基礎(chǔ)上多設置有起落架應急放系統(tǒng)。本文綜合分析了應急放系統(tǒng)的需求來源，并對典型民機的應急放系統(tǒng)進行分析，并在此基礎(chǔ)上提出了電控應急放系統(tǒng)的設計方案。希望為民機起落架應急放系統(tǒng)的設計提供技術(shù)支持。

1 設置應急放系統(tǒng)的需求來源

中國民用航空規(guī)章第25部運輸類飛機適航標準第25.729（c）條款對起落架應急操作做了的明確要求，詳細條款如下。

應急操作必須有應急措施可在下列情況下放下起落架：（1）正常收放系統(tǒng)中任何合理可能的失效；（2）任何單個液壓源、電源或等效能源的失效。[1]

為滿足該條款的要求，通常在設計起落架收放系統(tǒng)時需考慮設計一套獨立于正常收放系統(tǒng)的起落架放下系統(tǒng)（應急放系統(tǒng)），以滿足在正常收放系統(tǒng)中任何合理可能的失效或任何單個液壓源、電源或等效能源的失效的情況下可以放下并鎖住起落架。

2 典型民機應急放系統(tǒng)的設計

典型民用飛機的應急放系統(tǒng)多采用機械鋼索方式，以A320飛機為例。當起落架正常收放系統(tǒng)失效時，飛行員使用應急放起落架系統(tǒng)使主起上位鎖和前起上鎖機構(gòu)開鎖，起落架依靠重力和氣動力作用放下并鎖住。其原理圖如圖1所示。具體操作如下。

（1）拉起起落架應急放手柄；（2）帶動手柄下的扇形輪旋轉(zhuǎn)；（3）帶動鋼索移動打開起落架上位鎖；（4）起落架在自身重力和氣動力的作用下放下。

系統(tǒng)安裝示意圖如圖2和圖3所示。

2.1 系統(tǒng)特點

為了改變鋼索運動的方向和進行必要的導向，系統(tǒng)大量使用了滑輪機構(gòu)和傳動桿設計，為了保證傳動機構(gòu)正常工作，對相關(guān)設備的安裝要求較高。另外由于外部載荷的變化，和飛機環(huán)境溫度的變化，機體結(jié)構(gòu)和飛機操縱系統(tǒng)之間會產(chǎn)生不同的相對變形，因此會導致鋼索機構(gòu)變松而產(chǎn)生彈性間隙，或者導致鋼索機構(gòu)變緊而產(chǎn)生附加摩擦力，應此還需安裝補償器。同時由于鋼索使用過程中常出現(xiàn)磨損、壓傷、銹蝕和斷絲等情況，滑輪部分由于磨損也可能導致轉(zhuǎn)動不靈活，因此需要在維護工作中需定期進行必要的檢查和潤滑。

3 電控應急放系統(tǒng)設計

與傳統(tǒng)的鋼索滑輪機構(gòu)操縱方式相比，電傳操縱具有重量輕，安裝占用空間少等優(yōu)點。同時電傳操縱系統(tǒng)便于實現(xiàn)對元件的監(jiān)控，以便快速發(fā)現(xiàn)故障，可保證故障平均修復時間和往返飛行再次離站時間的要求，以提高飛機的維修性指標。

隨著電子元器件的可靠性大幅度提高，采用多余度的電傳控制技術(shù)已被公認為能夠滿足適航要求，因此采用電控方式的應急放系統(tǒng)也成為可能。電控應急放系統(tǒng)主要由應急放控制器、電-液上位鎖、應急放開關(guān)組成，系統(tǒng)原理圖如圖4所示。

應急放模式由獨立的應急放控制器控制，首先確保起落架收放系統(tǒng)閥組件處于旁通模式進行卸壓，由應急放控制器控制各個起落架上位鎖開鎖，使起落架解鎖并靠重力自由放下并鎖住，同時通過應急放控制器獨立的評估下位鎖信號并傳輸給EICAS系統(tǒng)。

應急放系統(tǒng)通過應急放開關(guān)操作，為防止誤操作，應急放開關(guān)可選用帶有保護蓋的兩位開關(guān)。

當應急放開關(guān)置于應急放下位置時，如下動作將會按順序依次進行。

（1）將起落架放下離散信號指令發(fā)送至應急放控制器；（2）應急放控制器接收指令后控制起落架收放系統(tǒng)閥組件，使高低壓管路連通，實現(xiàn)收放系統(tǒng)液壓回路卸壓；（3）應急放控制器發(fā)送指令給前、主起落架上位鎖，起落架會在重力和氣動力的作用下應急放下；（4）應急放控制器獨立評估起落架下位鎖信號，并將評估結(jié)果傳輸至EICAS系統(tǒng)并顯示。

其中為實現(xiàn)電動開鎖，起落架上位鎖需采用電-液上位鎖。該類型上位鎖具有兩種開鎖方式，即傳統(tǒng)的液壓開鎖方式和電控開鎖方式。其原理圖見圖5所示。

正常收放模式下，由液壓系統(tǒng)供壓，推動開鎖作動器內(nèi)活塞桿運動開打鎖鉤，應急放模式下，由電機轉(zhuǎn)動，通過渦輪蝸桿結(jié)構(gòu)，推動蝸桿運動打開鎖鉤。

同時系統(tǒng)由起落架控制單元對應急放控制器和起落架上位鎖進行必要的狀態(tài)監(jiān)控和定期的功能檢查，以確保系統(tǒng)滿足安全性和維修性的要求。

3.1 需考慮的問題

采用電控方案，用電纜代替了鋼索實現(xiàn)傳遞開鎖信號的功能，因此系統(tǒng)的安裝布置，特別是有關(guān)安全性的需求需格外關(guān)注。本文總結(jié)了如下幾點原則，適用于安裝布置初期。

（1）盡量與實現(xiàn)起落架正常收放控制的控制單元隔離；（2）盡量與實現(xiàn)正常收放的液壓管路安裝布置隔離；（3）盡量與實現(xiàn)起落架位置指示的信號線安裝布置隔離；（4）如由于空間緊張無法實現(xiàn)隔離，建議進行必要的結(jié)構(gòu)保護。

后期需通過各類特殊風險分析進行驗證，以滿足中國民用航空規(guī)章第25部運輸類飛機適航標準第25.1309條款對于設備、系統(tǒng)及安裝的要求。

4 結(jié)語

本文在綜合考慮了適航條款要求、系統(tǒng)安全性和維修性要求的基礎(chǔ)上提出了起落架電控應急放下的控制方案，旨在提供電控應急放方案設計的思路，在實際工程應用中，可根據(jù)飛機具體的安全性要求、維修性要求及成本預算進行局部設計調(diào)整。

參考文獻

[1] 中國民用航空規(guī)章第25部運輸類飛機適航標準[S].中國民用航空局，2011-11-7.endprint