AH-64A“阿帕奇”武裝直升機(jī)液壓系統(tǒng)分析

楊思睿，任永亮，譚倫

（中國(guó)直升機(jī)設(shè)計(jì)研究所，江西 景德鎮(zhèn) 333000）

AH-64武裝直升機(jī)是美國(guó)陸軍主力武裝直升機(jī)。AH-64武裝直升機(jī)由美國(guó)波音公司（Boeing）研制，發(fā)展自美國(guó)陸軍20世紀(jì)70年代初的先進(jìn)武裝直升機(jī)（Advanced Attack Helicopter， AAH） 計(jì) 劃， 以 作為AH-1眼鏡蛇攻擊直升機(jī)后繼型號(hào)。AH-64A是AH-64的第一種量產(chǎn)機(jī)型，從1984年起正式服役，美國(guó)陸軍共接收800架此機(jī)型。先后經(jīng)歷過1989年美軍入侵巴拿馬、1991年的海灣戰(zhàn)爭(zhēng)以及波黑戰(zhàn)爭(zhēng)等實(shí)戰(zhàn)考驗(yàn)。AH-64武裝直升機(jī)被定義為一種能攜帶反坦克導(dǎo)彈、格外注重獵殺目標(biāo)與多目標(biāo)接戰(zhàn)能力。

1 液壓系統(tǒng)概述

AH-64A“阿帕奇”直升機(jī)安裝有主液壓系統(tǒng)和通用液壓系統(tǒng)，他們相互獨(dú)立，其中任一套液壓系統(tǒng)的失效不會(huì)影響另一套液壓系統(tǒng)正常工作，主液壓系統(tǒng)和通用液壓系統(tǒng)部分功能相似。主液壓系統(tǒng)主要為飛控舵機(jī)供壓，通用液壓系統(tǒng)用于為飛控舵機(jī)供壓之外，還為旋翼剎車、武器轉(zhuǎn)塔等系統(tǒng)供壓。此外，還有獨(dú)立的機(jī)輪剎車液壓系統(tǒng)，與主液壓系統(tǒng)和通用液壓系統(tǒng)均無交聯(lián)。

2 主液壓系統(tǒng)

主液壓系統(tǒng)包括：主液壓系統(tǒng)包括主液壓泵、舵機(jī)、油箱組合閥，如圖1。

（1）主液壓泵。主液壓泵安裝在主減左側(cè)的附件機(jī)匣上，是由主速器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的恒壓變量泵。

（2）舵機(jī)。主液壓系統(tǒng)，主液壓系統(tǒng)為橫向舵機(jī)、縱向舵機(jī)、總距舵機(jī)、航向舵機(jī)的主腔提數(shù)字式自動(dòng)增穩(wěn)裝置和備份控制系統(tǒng)進(jìn)行飛行控制。所以，主液壓系統(tǒng)失效將導(dǎo)致自動(dòng)增穩(wěn)裝置和備份控制系統(tǒng)失效。

（3）主液壓系統(tǒng)油箱組合閥。主系統(tǒng)油箱組合閥用于儲(chǔ)存油液，過濾油液，供壓，調(diào)節(jié)流量。包括排氣閥、調(diào)壓閥、低油面開關(guān)、油位傳感器、油濾、壓力開關(guān)、壓力傳感器。液壓油箱的增壓來源為引起系統(tǒng)。地勤人員通過地保設(shè)備連接或手搖泵將油液通過5um的濾芯注入液壓油箱。主液壓系統(tǒng)容積為3．3L。液壓油箱儲(chǔ)存大約1．1L；排氣閥用于系統(tǒng)拆裝維修或維護(hù)后，用于系統(tǒng)排氣；調(diào)壓閥用于調(diào)節(jié)泵輸出壓力和回油壓力；油箱低油面開關(guān)，油面下降至告警位時(shí)，開關(guān)由油箱內(nèi)活塞機(jī)械觸發(fā)，位于飛行告警燈面板上“主系統(tǒng)油面低”警告燈將會(huì)被點(diǎn)亮；油位指示器可以進(jìn)行目視檢查油位是否處于正常范圍。油濾帶有污染指示器，60～80psi壓差時(shí)，污染指示器可以點(diǎn)亮位于飛行告警燈面板上“主系統(tǒng)油液污染”警告燈?；赜吐飞系挠蜑V設(shè)有旁通油路；壓力開關(guān)用于在系統(tǒng)壓力高于2050psi時(shí)和低于1250psi時(shí)，飛行告警燈面板上“主系統(tǒng)壓力”警告燈以及中控板CPG上的“主系統(tǒng)”警告燈；壓力傳感器，用于測(cè)量并顯示系統(tǒng)壓力。

圖1 主液壓系統(tǒng)

3 通用液壓系統(tǒng)

通用液壓系統(tǒng)為航向舵機(jī)、縱向舵機(jī)、橫向舵機(jī)和總距舵機(jī)的通用液壓腔供壓，同時(shí)，通用液壓系統(tǒng)還為旋翼剎車，武器轉(zhuǎn)臺(tái)、尾輪鎖、導(dǎo)彈彈射，外吊掛，APU起動(dòng)供壓，通用液壓系統(tǒng)壓力流量需求遠(yuǎn)大于主液壓系統(tǒng)。組成包括通用液壓泵、回油蓄壓器、通用系統(tǒng)油箱組合閥、通用蓄壓器和高壓氣瓶。與主液壓系統(tǒng)相同，部分早期架次通用液壓系統(tǒng)還裝有散熱器，后續(xù)構(gòu)型已取消了散熱器。

（1）通用液壓泵與主液壓泵完全相同，但安裝于主減附件機(jī)匣右側(cè)。

（2）回油蓄壓器，用于吸收武器炮塔作動(dòng)時(shí)的液壓沖擊。

（3）通用系統(tǒng)油箱組合閥。通用系統(tǒng)油箱組合閥裝在主減平臺(tái)右后方。用于存儲(chǔ)、過濾、供壓、調(diào)節(jié)流量。包括低油位通用隔離閥、切斷閥、蓄壓器隔離閥、過載保護(hù)電磁閥、蓄壓器壓力傳感器、旋翼剎車電磁閥。通用液壓系統(tǒng)與主液壓系統(tǒng)比較大的區(qū)別在于油箱組合閥。通用系統(tǒng)油箱組合閥體積更大，油箱容量也更大，達(dá)到了4．9L。液壓系統(tǒng)總?cè)莘e達(dá)到9．8L。排氣閥、減壓閥、安全閥、油箱低油面指示開關(guān)，油位指示器、回油濾、壓力油濾、壓力開關(guān)盒壓力傳感器都和主液壓系統(tǒng)同類附件完全相同。飛行告警面板顯示也相似地 “通用系統(tǒng)油面低”“通用系統(tǒng)污染”“通用系統(tǒng)壓力”黃色告警燈。通用系統(tǒng)低壓告警仍點(diǎn)亮副駕駛告警提示板上（CPG）“通用液壓系統(tǒng)”燈。低油面和通用系統(tǒng)隔離閥，正常情況下，允許通用液壓供向外吊掛，武器轉(zhuǎn)臺(tái)、尾輪鎖、導(dǎo)彈彈射。一旦油面快速下降，由PAS氣體增壓的油箱活塞，將會(huì)移動(dòng)，關(guān)閉低油面閥。通用隔離閥，正常需要兩端壓力平衡保證流量，將會(huì)關(guān)閉，阻止油液流向外吊掛，武器轉(zhuǎn)臺(tái)、尾輪鎖、導(dǎo)彈彈射；尾部供壓切斷閥，位于航向舵機(jī)的壓力油路和尾輪鎖作動(dòng)筒，由位于通用系統(tǒng)油箱上的低油面開關(guān)控制，當(dāng)?shù)陀兔骈_關(guān)被觸發(fā)后，將通向航向舵機(jī)的壓力油路和尾輪鎖作動(dòng)筒的油路切斷；蓄壓器隔離閥，正常情況下，僅允許壓力供至舵機(jī)；過壓保護(hù)閥，當(dāng)飛行員或副駕駛飛行員將“應(yīng)急液壓”開關(guān)撥至“打開”位，保護(hù)閥通電斷開，接通蓄壓器和舵機(jī)的通用系統(tǒng)液壓腔?！皯?yīng)急”液壓開關(guān)位于飛行員頭頂上方開關(guān)控制板，由應(yīng)急液壓斷路器控制。應(yīng)急液壓系統(tǒng)用于飛行控制僅可維持30～41s飛行，應(yīng)急啟動(dòng)時(shí)，必須立即放下起落架；蓄壓器壓力傳感器，測(cè)量和顯示壓力；旋翼剎車電磁閥，由一個(gè)三位開關(guān)控制，分別為“關(guān)斷”“剎車”“鎖定”，位于飛行供電操作面板上，靠近供電桿的位置（見圖）。電磁閥和壓力開關(guān)由應(yīng)急直流總線供28V直流電壓，如果斷路器斷開，或直升機(jī)應(yīng)急供電喪失，如果旋翼剎車開關(guān)在之前已撥至“鎖定”位，蓄壓器壓力仍可以進(jìn)行供壓使旋翼剎車保持鎖定。開關(guān)撥至“剎車”位時(shí)，壓力為2．32MPa，撥至“鎖定”位，旋翼剎車壓力保持為20．68MPa。此開關(guān)和發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)開關(guān)之間具有互鎖邏輯，只有當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)開關(guān)撥至“空轉(zhuǎn)”“熄火”時(shí)，旋翼剎車的“鎖定”位才會(huì)真正工作，以防止旋翼剎車誤操作為靜剎鎖定。

（4）通用蓄壓器和高壓氮?dú)馄?。一個(gè)蓄壓器安裝在直升機(jī)的右側(cè)，在APU的正下方。儲(chǔ)存壓力位20．68MPa。通用蓄壓器壓力可以通過通用液壓組件壓力通用于旋翼剎車、APU起動(dòng)以及應(yīng)急飛行控制（不包括武器系統(tǒng)）。

圖2 通用液壓系統(tǒng)

4 地面維護(hù)接口

手搖泵安裝在機(jī)身右側(cè)主系統(tǒng)地面液壓接口旁。手搖泵搖桿可以旋至三個(gè)位置，分別用于為系統(tǒng)蓄壓器充壓、為主液壓系統(tǒng)油箱加油、為通用液壓系統(tǒng)油箱加油。

5 系統(tǒng)分析

AH-64A“阿帕奇”直升機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)是系統(tǒng)集成度、重量、維修性綜合平衡的一套成功的經(jīng)典的設(shè)計(jì)，非常值得學(xué)習(xí)借鑒。常規(guī)的直升機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)一般有電動(dòng)泵對(duì)液壓泵的備份，但是，AH-64A“阿帕奇”直升機(jī)液壓系統(tǒng)使用兩套完全獨(dú)立機(jī)械液壓泵配合蓄壓器應(yīng)急供壓的設(shè)計(jì)，此外，氣增壓油箱，按鈕式旋翼剎車相對(duì)于鋼索式旋翼剎車，可以實(shí)現(xiàn)減重；封閉式機(jī)輪剎車相對(duì)于主動(dòng)液壓剎車，也具有易維護(hù)高可靠的特點(diǎn)。吸收反向沖擊的回油蓄壓器，易接近的地面供壓加油手搖泵和小油箱組件，這些在直升機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中都是很好的啟示。

6 結(jié)語

綜合分析阿帕奇武裝直升機(jī)液壓系統(tǒng)，其系統(tǒng)架構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性、重量、維護(hù)性在設(shè)計(jì)中進(jìn)行了綜合權(quán)衡，是直升機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的典范。我國(guó)直升機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)平臺(tái)化發(fā)展是優(yōu)勢(shì)，但是，以某種程度上來說，對(duì)于不同用途的直升機(jī)，對(duì)液壓系統(tǒng)勢(shì)必提出不同的需求，尤其是武裝直升機(jī)，液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更要綜合考慮，需要廣泛借鑒。