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飞机系统简介之淄博液压系统

文章来源:http://zb.jixiewan.com/news683344.html 发表时间:2021-9-14 3:00:00

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轮到了飞机的淄博液压系统,如果你不明白“液压”两个字不要紧,先了解下它的角色。在业内我们管淄博液压系统叫“飞机的肌肉”,如果把飞机想象成一个“变形金刚”,它要伸胳膊动腿的,是要靠“肌肉”的,比如收放起落架,控制飞机的舵面偏转等。


其实这也解释了为什么飞机需要液压系统,因为靠人力推不动啊,飞机飞起来空气吹在舵面上的气动力,想要动起来,那得动辄百十公斤的推力,靠飞行员这膀子力气显然是不现实的,就需要靠液压力来驱动了。


这里可以给液压系统一个容易理解的定义,它是一个利用增压的液体来驱动不同部件运动的系统。

01


液压功能


在典型的民航客机架构里,液压系统的功能主要是:

驱动:


1


飞行控制的舵面


2


起落架的释放与回收


3


刹车系统、前轮转弯系统


在某些飞机里的反推系统,冲压空气涡轮的回收等等也是由液压系统驱动,在此不一一列出。

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A380起落架


02


液压原理


液压的基本原理其实早在初中的物理课上已经讲过了,不用怀疑,确实是初中学的。帕斯卡定律,就是那个压强的单位Pa。再帮大家复习一遍。


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液压基本原理


现在有一个装满液体的容器,在瓶口处施加一个压强P,那么容器内的壁面会受到相等的压强P。


将它加以应用的话,假设瓶口的面积是1cm2,施加一个10kg的压力,压强等于压力除以受力面积,很容易算出来此时的压强P等于1兆帕(MPa),就是10倍的大气压。如果容器的出口面积也是1cm2,根据帕斯卡定律,压强相等,液体此时能产生的推力也是10kg。

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如果出口是2cm2,同理可得,输出的力就可以达到20kg。

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这样增加“出口”的面积就可以获得更大的力,来驱动飞机的运动部件。在飞机内部,这个面积S受机体结构的限制,不会很大,这就需要压强P初始值就大。典型客机的液压系统的压力体制是21MPa,就是大气压的200多倍,这能产生的推力就很大了。


当今比较先进的宽体飞机,例如A350,A380,B787这样的飞机,压力体制是35MPa,劲儿就更大了。


那么问题来了,这个200多倍大气压的压强是怎么产生的呢?我们来看下典型液压系统的组成。


03


液压组成


1


油箱


液压,是靠液体传力,所以得有液体,我们简单的管他们叫液压油。这个油箱就是用来存储液压油的,另外它还要增压供油(通过引气系统增压),经过循环后液压油还要回到油箱。

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液压油箱功能


油箱把油供给了谁呢?这就回到了刚才的问题,怎么产生百倍大气压的压强呢,我们终于说到了液压系统的核心 —— 液压泵。

2


液压泵


液压泵的驱动是靠发动机直接驱动或者发动机带动电机,电机再驱动液压泵,关于它的工作原理可以再开一篇单讲,这里只需要知道液压泵是用发动机旋转驱动的机械能转换为了液压能,它的出口油液的压力可达21MPa。


长的很工业风,凑合看看吧,没什么美感。

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3


油滤


这个好理解,就是把液压油里的杂质去除,保护液压系统里的部件,比如液压泵这样的核心部件,保证维持系统功能。在供油路和回油路里都配置了油滤。


看过燃油系统那一篇简介的可能还记得,燃油系统里有燃油滤,也是过滤燃油杂质的,作用是相似的。

4


各种阀


液压系统里配备了各种各样的阀,实现不同的功能,它们是用来控制和调节液压流量和压力的。说几个典型的吧。


单向阀,功能是保证压力只能单向传递,逆向传递不了。

截流阀,在发生故障时,防止因泄露、高温、着火等意外引发更大的安全事故,可直接关闭液压油路。

选择阀,改变液压油路的方向,从而改变传力的方向。

减压阀,降低特定油路的压力。


5


作动器


终于到了液压系统执行端,直接驱动舵面偏转运动的,驱动起落架收放的,是靠作动器。下面是一个简易的作动器运动模型。

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作动器作动简易模型


由液压泵产生的21MPa的油压P从蓝色入口处施加,作动器的外缸内部充满了液压油,这时活塞杆在压力作用下向右运动,直接驱动它连接的终端——飞控舵面等等。同时,被“挤出”的油液从回油路回到油箱。


总结一下,一套简易液压系统的模型大概是下面这样的。

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液压系统简易模型


04


液压系统的安全性设计


这种典型液压系统的架构相对简单,易于安装,对压力控制也相对独立。在实际的使用中,液压系统比较让人头疼的就是漏油,我们叫做“跑冒滴漏”,因为油液压力很大,长期工作后在管路连接处、密封处特别容易漏油,导致压力下降,驱动的功能也就丧失了。



民机就讲究个安全,不是容易出问题吗,我给你整三套液压系统,可以了吧。一般用黄、绿、蓝色来标识。



而且每套液压系统是相对独立的,有自己的独立油箱,液压泵,它们每一套负责的任务基本覆盖了飞行控制的全套功能(见下图,有底色英文部分是必要的飞控舵面),换句话说,液压系统就算只剩一套了,飞机也是可控的。

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液压系统负载表


液压的安全性设计你以为这就完了吗?并没有。我们看飞行员在驾驶室的显示系统看到的液压系统是这样的:

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液压系统在驾驶舱内的显示


机长能看到三套液压系统的状态,包括油箱油液高度、压力值(图中3000PSI约等于21MPa)、液压泵是否工作等等。


如果绿色液压系统的液压泵挂掉了,那么对应的压力会降低,而且有警报发出,这时有个叫PTU(Power Transfer Unit)的东西起作用了。

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PTU将绿色与黄色液压系统连通


它可以取代绿色液压系统里液压泵的工作,把黄色液压系统的液压能传递给绿色。反之也同样起作用,如果黄色液压系统故障,绿色也可传递液压能给黄色。


PTU中文叫做能量转换装置,它其实也是一种特殊形式的液压泵,是一个液压马达和泵的组合体,所以正向反向都可以工作。液压系统还有RAT(图示),会单讲。


可见单套液压系统的失效本身也加了一层保险,是通过PTU的功能实现的。


好了,液压系统写到这,本觉得液压系统没什么可写的,没想到是三大系统里写的最多的。


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