飛機(jī)起落架實(shí)訓(xùn)裝置的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

李奕君

關(guān)鍵詞：液壓控制;收放規(guī)律;單向限流

為滿足高職院校航空維修專業(yè)教學(xué)實(shí)訓(xùn)需求，利用過壽拆卸的大型飛機(jī)起落架，構(gòu)建了飛機(jī)起落架實(shí)訓(xùn)裝置。利用該裝置可以進(jìn)行飛機(jī)起落架飛行前機(jī)務(wù)準(zhǔn)備檢查，液壓附件的安裝、傳動關(guān)系認(rèn)知與故障排除，起落架減震支柱的油氣的灌充與檢查，起落架機(jī)輪的拆裝與分解及機(jī)輪剎車壓力檢查等科目的實(shí)訓(xùn)教學(xué)，從而避免了裝備飛機(jī)數(shù)量不足、安全隱患多的問題，收到了很好的教學(xué)效果。

1實(shí)訓(xùn)裝置的建立

為了能實(shí)現(xiàn)飛機(jī)起落架實(shí)訓(xùn)裝置的既定功能，實(shí)訓(xùn)裝置由飛機(jī)起落架實(shí)裝臺、液壓泵站與顯控臺三部分組成（如圖1所示）。

1.1起落架實(shí)裝臺

起落架實(shí)裝臺主要由安裝在實(shí)訓(xùn)臺體上的波音-737飛機(jī)一個主起落架與起落架收放機(jī)構(gòu)等組成，為了能直觀地展示飛機(jī)起落架復(fù)雜結(jié)構(gòu)構(gòu)組成及巧妙的收放機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，其安裝連接關(guān)系與實(shí)裝飛機(jī)完全一致。

1.2液壓泵站

液壓泵站主要是為飛機(jī)起落架實(shí)裝臺提供液壓源。根據(jù)任務(wù)要求及成本考量，經(jīng)測算泵站輸出額定工作壓力為（12+5） MPa、流量不小于為20L/min即可以設(shè)計(jì)要求（起落架收上時間≯15s，放下時間≯12s）。工作時，液壓泵由電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動，向起落架實(shí)裝臺供油，進(jìn)行起落架的收放和機(jī)輪的剎車。

1.3顯控臺

顯控臺主要由工控機(jī)與帶觸摸功能的顯示器所組成，是整個實(shí)訓(xùn)臺的核心。其具有三大主要功能：一是對液壓泵站進(jìn)行啟停控制與監(jiān)測;二是對起落架進(jìn)行收放控制及起落架位置的指示;三是落架放下后對機(jī)輪進(jìn)行剎車和剎車壓力檢測。

2起落架實(shí)訓(xùn)裝置的具體方案設(shè)計(jì)

根據(jù)起落架實(shí)訓(xùn)裝置具體任務(wù)要求，該實(shí)訓(xùn)臺方案設(shè)計(jì)主要包括兩大部分：（1）液壓控制子系統(tǒng);（2）計(jì)算機(jī)控制與測量子系統(tǒng)。

2.1液壓控制子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

液壓系統(tǒng)控制子系統(tǒng)由液壓泵站、起落架收放液壓控制回路及機(jī)輪液壓剎車控制回路組成。

2.1.1液壓泵站的設(shè)計(jì)

液壓泵站的組成如圖2所示。主要液壓元件有：液壓油箱、單向變量液壓泵、溢流閥、供油濾與單向閥等組成。在電機(jī)的驅(qū)動下，液壓泵從油箱吸油向起落架收放與機(jī)輪剎車部分供油。溢流閥用來在液壓泵供油量調(diào)節(jié)部分失效時防止系統(tǒng)壓力過大，起到安全保障作用。

2.1.2起落架收放液壓控制回路的設(shè)計(jì)

起落架收放液壓控制回路主要由三位四電磁通換向閥，起落架收放動作筒、開鎖動作筒、單向限流閥與單向閥等組成（如圖2所示）。

2.1.2.1起落架放下的工作過程

觸摸動顯示器的測控界面，將起落架收放手柄置于放下位置，電磁閥換向閥右端電磁鐵通電，泵站輸出的高壓油進(jìn)入起落架放下管路。高壓油分成兩路：一路進(jìn)入上位鎖開鎖作動筒的無桿腔，推動活塞向上運(yùn)動，打開起落架的收上鎖鎖鉤。收上鎖開鎖后活塞將中間油路打開，高壓油進(jìn)入起落架收放作動筒的無桿腔，推動活塞放下起落架。同時，收上鎖開鎖作動筒和起落架作動筒的有桿腔里的工作油液，經(jīng)過單向節(jié)流閥，電磁閥換向閥、單向閥回流油箱。由于在起落架放下時，在液壓力、重力和氣動力的共同作用下，使其放下速度較快，作動筒活塞運(yùn)動到終點(diǎn)時容易與外筒發(fā)生碰撞，因此放下回油經(jīng)過單向限流閥，使油液流出作動筒時有較大的液阻，從而減少起落架放下速度和撞擊。

2.1.2.2收起起落架的工作過程

起落架收放開關(guān)置于收起位置，電磁閥左端電磁鐵通電，高壓油一方面進(jìn)入上位鎖開鎖作動筒的有桿腔推動活塞使鎖鉤復(fù)位，同時進(jìn)入下位鎖開鎖動作筒，打開下位鎖后，油液經(jīng)單向閥進(jìn)入起落架作動筒的有桿腔，使起落架收起，作動筒無桿腔回油依次經(jīng)過單向閥、電磁閥回到油箱。此過程由于供油流量不受限制，所以不會影響起落架收上的速度。

2.1.3機(jī)輪剎車液壓回路的設(shè)計(jì)

機(jī)輪剎車部分（如圖2所示）主要由剎車減壓閥和一對主機(jī)輪的剎車盤組成。剎車時，步進(jìn)電機(jī)自動操縱剎車減壓閥，計(jì)算機(jī)自動對剎車壓力進(jìn)行檢測與指示。

2.2計(jì)算機(jī)控制與測量子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

計(jì)算機(jī)控制與測量子系統(tǒng)控制關(guān)系如圖3所示，是基于Lab Windows/CV12017面向?qū)ο蟮膱D形化編程語言的控制與測量系統(tǒng)。

該測控系統(tǒng)軟件具有靈活、效率高效的特點(diǎn)，除了提供良好的人機(jī)交互界面開發(fā)工具外，還提供了豐富的函數(shù)庫，大大提高了編程效率。測控系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)共分三大模塊：硬件控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和結(jié)果處理模塊。

利用Lab Windows/CV12017的虛擬儀表結(jié)合研華科技公司的PCI-7432綜合板卡對于液壓泵站電機(jī)、起落架的收放進(jìn)行控制與監(jiān)控、對機(jī)輪剎車進(jìn)行剎車及剎車壓力信號的采集。PCI-7432綜合板卡該卡具有8通道隔離數(shù)字輸入和8通道隔離數(shù)字輸出，8通道的A/D與8通道的D/A，完全滿足了系統(tǒng)數(shù)字量輸入輸出的需求。另外選用了1塊研華科技DIN-24R繼電器板用于控制中間繼電器。

結(jié)語

經(jīng)過一年的努力，“起落架收放實(shí)訓(xùn)臺”終于按時、按要求設(shè)計(jì)完成（如圖4所示）。

利用該裝置替代實(shí)裝進(jìn)行相應(yīng)的教學(xué)、實(shí)踐，取得良好的教學(xué)效果的同時，明顯降低了相對高昂實(shí)訓(xùn)教學(xué)費(fèi)用。另外，利用該裝置，還可以進(jìn)一步拓展出其他相關(guān)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，如“起落架減震支柱的油氣灌充實(shí)訓(xùn)”“液壓剎車功能實(shí)訓(xùn)”及“機(jī)輪拆裝實(shí)訓(xùn)”等。