A380飛機(jī)液壓能源系統(tǒng)研究

摘 要：文章通過對(duì)先進(jìn)寬體民用飛機(jī)A380的液壓能源系統(tǒng)進(jìn)行研究，對(duì)A380的液壓能源系統(tǒng)的架構(gòu)、用戶、設(shè)備、操作與顯示、系統(tǒng)控制等進(jìn)行了簡要概述。

關(guān)鍵詞：A380；液壓能源系統(tǒng)；研究

前言

A380飛機(jī)是一款全新的先進(jìn)超大四發(fā)寬體客機(jī)，其液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)的Airbus四發(fā)寬體客機(jī)A340相比較，產(chǎn)生了比較大的變化，而研究這些設(shè)計(jì)特點(diǎn)的變化，對(duì)民用飛機(jī)液壓系統(tǒng)研發(fā)者而言具有指導(dǎo)意義。

1 系統(tǒng)架構(gòu)

A380的液壓系統(tǒng)壓力體制采用了5000Psi的高壓，是民用飛機(jī)史上第一款采用5000Psi壓力體制的機(jī)型。系統(tǒng)采用了2H/2E的方案，即“兩套液壓能源子系統(tǒng)+EHA/EBHA”的架構(gòu)，也是民用飛機(jī)史上第一款采用兩套液壓能源架構(gòu)的寬體客機(jī)。液壓能源系統(tǒng)兩套子系統(tǒng)（Yellow和Green）架構(gòu)，兩套子系統(tǒng)相互獨(dú)立，其簡要原理圖如圖1所示。2E（兩套電系統(tǒng)）構(gòu)型即“EHA+EBHA”構(gòu)型，為飛行控制提供了冗余。

綠色系統(tǒng)與黃色系統(tǒng)除了用戶不一樣外，其余配置一樣，每套系統(tǒng)均采用4臺(tái)EDP+2臺(tái)電動(dòng)泵作為泵源，每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)EDP，兩臺(tái)EDP足夠?yàn)橐簤河脩籼峁┠茉?。由于系統(tǒng)提供了足夠的冗余，當(dāng)飛機(jī)的一臺(tái)EDP失效情況下，飛機(jī)仍然可以派遣。同時(shí)每套系統(tǒng)配置有兩臺(tái)小型EMP，EMP僅僅在地面發(fā)動(dòng)機(jī)未啟動(dòng)情形下用于開啟貨艙門等工況下使用。

由于A380體積龐大，因此，A380飛機(jī)采用了局部液壓系統(tǒng)，在機(jī)翼起落架剎車、前輪轉(zhuǎn)彎、以及機(jī)身起落架剎車三處采用了局部液壓包。

EHA/EBHA作為液壓備用系統(tǒng)，采用電驅(qū)動(dòng)模式。在液壓系統(tǒng)正常工作情況下，EHA不工作，EBHA采用液壓驅(qū)動(dòng)模式工作。在雙液壓系統(tǒng)失效的情況下，EBHA轉(zhuǎn)化成電動(dòng)模式工作，同時(shí)EHA開啟工作，擾流板、副翼、方向舵、升降舵均能被操縱，從而保證了飛機(jī)可控。

2 系統(tǒng)用戶

A380飛機(jī)的液壓系統(tǒng)主要用戶系統(tǒng)為：主飛控系統(tǒng)、高升力系統(tǒng)、起落架收放系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)、前輪轉(zhuǎn)彎。

主飛控系統(tǒng)作動(dòng)器由兩套液壓系統(tǒng)均勻控制，每套系統(tǒng)能保證飛控操縱；高升力系統(tǒng)的襟翼PCU由黃色系統(tǒng)和綠色系統(tǒng)兩套系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，而縫翼PCU由黃色液壓系統(tǒng)和電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)；起落架收放系統(tǒng)中，前起落架收放、機(jī)翼起落架收放及其艙門收放由綠色系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，機(jī)身起落架收放及其艙門收放由黃色系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)；剎車系統(tǒng)的機(jī)翼起落架剎車由綠色系統(tǒng)控制，機(jī)身起落架剎車由黃系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)；轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)的前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)由綠系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，后輪轉(zhuǎn)彎由黃色系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)。

如果單套或者雙套液壓系統(tǒng)失效，下列的備份仍然可以工作：

飛控系統(tǒng)：EHAs、EHBA。

高升力系統(tǒng)：縫翼通過電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。

剎車系統(tǒng)和轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)：局部電液能源系統(tǒng)（Local Electro-Hydraulic Generation System）。

3 主要設(shè)備

每套液壓系統(tǒng)主要設(shè)備包括：液壓油箱（1）、EDP（4）、EMP（2）、蓄壓器（1）、防火切斷閥FSOV（2）、冷卻系統(tǒng)（1）、HSMU（Hydraulic System Monitoring Unit液壓系統(tǒng)監(jiān)視單元）、液壓油箱等。另外還有一個(gè)燃油/液壓熱交換器，用于冷卻系統(tǒng)的備份。

4 操作與顯示

4.1 液壓簡圖頁

下圖2所示為A380的液壓簡圖頁，實(shí)現(xiàn)了對(duì)油箱油量、系統(tǒng)壓力、EDP工作狀態(tài)、防火切斷閥的工作狀態(tài)等的顯示。飛行員可以通過查看液壓系統(tǒng)簡圖頁查看液壓系統(tǒng)的工作狀態(tài)，系統(tǒng)的主要設(shè)備、主要參數(shù)和設(shè)備工作狀態(tài)等都可以在簡圖頁上顯示出來。

其液壓簡圖頁采用了帶有發(fā)動(dòng)機(jī)圖表的顯示方式，當(dāng)出現(xiàn)系統(tǒng)故障的時(shí)候，液壓簡圖頁上也會(huì)顯示出相應(yīng)的故障。

4.2 液壓控制面板

液壓系統(tǒng)有兩個(gè)控制面板，包括HYD Panel和GND HYD Panel，分別如圖3和圖4所示，其中HYD Panel控制EDP，GND HYD Panel控制EMP。

其一，泄壓模式，在系統(tǒng)出現(xiàn)某些故障時(shí)候（例如系統(tǒng)高溫等），飛行員按下對(duì)應(yīng)PUMP上OFF按鈕，則該EDP被泄壓；當(dāng)再次按下OFF按鈕，則EDP工作，系統(tǒng)壓力恢復(fù)。

其二，脫離模式，當(dāng)系統(tǒng)故障無法被清除的時(shí)候，飛行員將根據(jù)飛行手冊(cè)的要求，按下對(duì)應(yīng)DRIVE上的DISC按鈕，則對(duì)應(yīng)的EDP與發(fā)動(dòng)機(jī)脫離開，飛行員無法恢復(fù)，只能在飛機(jī)落地以后由機(jī)務(wù)人員恢復(fù)。

在正常的操作過程中，不需要對(duì)面板上的EMP控制按鈕進(jìn)行操作，液壓系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)控制。比如打開貨艙門，當(dāng)飛行員發(fā)出打開貨艙門動(dòng)作的時(shí)候，系統(tǒng)邏輯會(huì)自動(dòng)通知液壓系統(tǒng)打開EMP，而不需要飛行員對(duì)EMP進(jìn)行操作，但是當(dāng)出現(xiàn)故障的時(shí)候，按鈕上會(huì)顯示出系統(tǒng)FAULT狀態(tài)。

當(dāng)機(jī)務(wù)維修需要，在發(fā)動(dòng)機(jī)未啟動(dòng)情況下，可在液壓地面維護(hù)面板上，手動(dòng)開啟電動(dòng)泵。

5 系統(tǒng)控制

A380的系統(tǒng)控制單元通過HSMU實(shí)現(xiàn)。HSMU監(jiān)視以下系統(tǒng)參數(shù)并實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的系統(tǒng)自動(dòng)控制功能。監(jiān)控EDP泵壓力、監(jiān)控電動(dòng)泵的壓力和溫度、油箱壓力（檢測油箱的空氣壓力，其采用的油箱增壓方式為發(fā)動(dòng)機(jī)引氣增壓。對(duì)于油箱壓力的監(jiān)控主要目的在于防止油箱壓力低從而導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象）、監(jiān)控FSOVs的位置、監(jiān)控系統(tǒng)溫度、控制EMP的啟動(dòng)和關(guān)閉、EDP泄壓、控制燃油/液壓熱交換器。

6 結(jié)束語

A380飛機(jī)是一款先進(jìn)的寬體客機(jī)，雖然A380并沒有得到航空公司的青睞，但是A380的液壓能源系統(tǒng)設(shè)計(jì)呈現(xiàn)出了采用5000psi高壓等比較明顯的先進(jìn)特點(diǎn)，空客公司在后續(xù)的A350飛機(jī)上延續(xù)了這樣的設(shè)計(jì)理念，得到了航空公司的認(rèn)可。

作者簡介：陳才（1983，8-），男，湖北咸豐，工程師，碩士，液壓能源系統(tǒng)設(shè)計(jì)。