飞机全电刹车系统的发展与关键技术研究

发表时间:2021/6/17   来源:《基层建设》2021年第7期   作者:陈青青 晁辉
[导读] 摘要:随着我国经济水平的迅速提高,人们的生活条件得到了明显的改善,这也在很大程度上推动了人们日常出行方式的转变。
        西安航空制动科技有限公司  陕西西安  710075
        摘要:随着我国经济水平的迅速提高,人们的生活条件得到了明显的改善,这也在很大程度上推动了人们日常出行方式的转变。在过去,飞机的主要乘客是收入比较高的人群,而现在,飞机逐渐成为了大部分居民能够承担地出行方式。在飞机的系统中,刹车系统和飞机的着陆安全保障有着密切的关系,作为飞机的核心系统,不断保障刹车系统的安全运行,能够有效提高飞机着陆的安全性。随着科学技术水平的提高,运用电力进行制动的刹车系统逐渐成为了我国飞机系统的发展方向,全电刹车系统也逐渐成为了飞机的重要组成部分。和传统的运用液压进行制动的系统相比,全电刹车系统有着比较简单的结构,并且有着可靠的运行安全性,其次全电刹车的制动效率也比较高。本文通过分析我国全电刹车系统的的发展情况,分析了我国全电刹车系统的核心技术,并且提出了相关的优化措施,以期并为我国飞机全电刹车系统的发展奠定基础。
        关键词:全电刹车系统;关键技术;研究
        一、引言
        在传统的飞机运行过程中,主要的刹车系统是运用液压进行控制的,但是随着科学技术水平的提高,传统的液压控制系统逐渐被新型的电力控制系统所代替。就我国目前飞机的刹车系统发展现状,利用电力进行刹车的控制系统已经成为了现代飞机系统控制发展的主要方向,并且会为飞机设计的进一步发展奠定技术基础。但是这种新型的电力飞机,需要运用电力控制系统来取代现有的液压驱动系统。电力制动系统是飞机内部中的重要组成部分。根据相关研究结果,我们可以知道,电力制动系统比液压制动系统有着更高的更可靠安全性,并且在经济成本节约和飞机后期维护工作等方面,都有着很好的作用。由于电制动系统有着极强的优越性,所以运用电力控制系统来替代液压制动系统,能够进一步适应飞机的发展趋势,并且提高我国机械制动系统的水平,对我国科学技术的进一步提高,具有深远的现实意义。本文首先介绍了电力制动系统的结构,并从多个方面,将其和传统的液压控制系统进行了比较。传统的液压控制系统会涉及到系统结构的安全性,可靠性,经济性和维护性等问题。最后,本文在总结了电力制动刹车系统的基本技术和制动电阻技术等,提出了具体的优化措施。
        二、全电刹车与液压刹车的对比
        2.1具备更为简单的系统结构
        将液压制动刹车系统与电力刹车制动系统的结构进行比较,我们可以知道电力制动刹车系统的结构比传统液压制动系统的结构更为简单。除此之外,这两种刹车系统的信号输入部分和控制功能有着很高的相似性。所以这两种系统的主要区别在于能量转换系统的工作。全电刹车系统运用电力的传动装置进行驱动器的制动,运用较为轻便的传输方法来弥补传统制动系统的不足,以有效减轻了整个刹车系统的重量和体积,提高系统的轻便性。
        2.2有着较高的可靠性
        运用电力制动控制器是可以有效减少整个刹车结构的复杂程度,通过电力制动系统来取代传统飞机中的切断阀,液压装置和电气系统等设备和部件,以充分简化系统的结构,有效提高系统基本可靠性。
        2.3有着较高的安全性
        2.4更好的经济性
        根据据国内相关航空数据统计,我们可以得知我国航空飞机每年平均会出现四次由于制动油泄漏而导致的事故。虽然对飞机漏油问题的故障比较容易发现,但是后期维修飞机制动系统的费用则需要航空公司投入大量的经济费用,大大增加航空公司的材料投资成本。其次,出现漏油问题还有可能导致碳材料受到腐蚀而无法进行有效的工作。但是,在飞机的运行过程中,漏油的现象并不明显,所以工作人员也就难以发现,在这时,液压油会在高温的情况下凝结成为固态,从而导致制动器故障的出现。所以如果工作人员无法及时发现漏油问题,就会导致整个刹车组件的正常运行。但是全店刹车不需要使用机油进行制动,这就从根本上避免了这个问题的出现,所以全电刹车系统和传统的刹车系统相比,有着更高的经济性。


        2.5很容易进行维护工作
        在全电刹车系统的运行过程中,不需要相关工作人员定时对制动器的工作情况和磨损状态进行检查。全电制动系统可以通过对制动器的自检,来检测制动器的磨损状态,如此可以有效提高系统的监控和检查能力。也有利于实现系统结构的简化和操作的同步模块化,所以对于全电刹车系统的保养工作来说,无论是保养费用还是保养流程,都比液压制动系统更加简便。
        三、关键技术
        3.1系统控制与刹车装置的设计
        根据传统研究,我们可以知道,负责刹车的装置系统,主要包括框架,制动壳体和机械执行机构。一般来说,系统的强度越好,制动设备的效率也就较好。在测试电动机样品时,我们也可以发现全电刹车系统装置在运行过程中,变形情况很少,所以有着较高的强度。于此同时,在使用一段时间之后,全电刹车系统会出现制动力的周期性尖峰,并且产生相应的噪音。全店制动装置模型的外形主要是由4个EBA配置构成。根据相关试验曲线,我们可以得知在测试过程中,全电刹车系统的目标值是系统使用制动力的封闭控制,从而来控制制动力持续增加或减少,导致系统的不断出现震动和噪声。所以,考虑到位移传感器的测试分辨率和精度都存在着一些不同,而系统控制的响应周期和制动装置的变形情况也很少,这就很难满足飞机对于力量控制精度和稳定性要求。对于制动装置的位移设计,即制动装置的强度设计,系统的关键部件直和系统控制的精密度有着密切的关系。m所以科学掌握制动装置的设计和变形评价方法可以有效实现各种功能运行的正常化,并且在此基础上实现为全电刹车系统运行的平稳化提供最基本的条件。
        3.2电气制动执行机构设计
        电动制动执行器由多个机构组成,主要工作流程是将电动机的旋转运动转化为线性运动。比较普遍的运作动器系统是将减速箱和滚珠丝类支撑轴承进行结合。在运行速度比较高速的情况下,中型飞机的制动装置在着陆制动时必须吸收大量的能量,踩刹车时产生刹车摩擦的能量甚至可以比肩刹车时,飞机盘表面温度。但是高温会对飞机轮子和刹车工作产生不良影响。例如轮胎出现爆裂,刹车盘氧化严重问题等,这就给控制系统的正常做运行和各种故障模式的避免带来了更多的困难。因此,相关工作人员一定要控制系统必须保证零部件的质量水平,以严格控制产品质量,避免危险的发生。
        结束语
        与国外全电刹车系统的发展相比,我国国内存在技术差异有两个明显的原因。首先,由于我国国内飞机起落架系统供应商与国外相比,缺乏专业性,资源分配也缺乏合理性。由于没有专业的大型企业来对整个飞机系统的资源进行整合升级,所以我国全电刹车系统无法进行有效的发展,无论是系统的成熟度还是技术水平的创新,都存在着很多的问题。除此之外,我国目前大部分的飞机系统研究团队都无法进行积极主动的研究工作,这主要是由于我国的体制影响的。因为只有再飞机型号得以确立之后。才可以进行系统的研究,这在很大程度上影响了我国飞机系统的升级。并且总是在借鉴现有模式的基础上,建立了主单元和工厂单元的研发体系。因此,相关技术的研究进展总是落后于模型的研究和开发。
        因此,我国国家的飞机标准体系研究应充分借鉴经验教训,从国外发展过程中总结出设备的原理试验等,提高系统应用的稳定可靠性。充分掌握相关技术,采用新技术的项目组应进行制动系统级试验,以避免收到受多种因素影响,以最大程度提高系统部件可靠性。本文针对跟踪开关系统故障率高,设计改进速度慢的特点,根据已完成的测试结果进行了电流测试,总结了测试过程中遇到的主要问题,这对研究结果对全电刹车系统的运用,具有一定的指导意义。但由于考试水平的限制和考试制度的变化,文章的内容具有一定的主观性和片面性。
        参考文献:
        [1]赵鹏涛,马晓平.无人机全电刹车系统的关键技术研究[J].计算机测量与控制,2007(08):1008-1010+1050.
        [2]刘泽华,李振水,贾爱绒. 大型飞机机轮刹车系统关键技术和发展趋势[A]. 中国航空学会.全面建成小康社会与中国航空发展——2013首届中国航空科学技术大会论文集[C].中国航空学会:中国航空学会,2013:6.
        [3]谢彦,苏静,王红玲,常凯,许鑫.飞机全电刹车系统的发展与关键技术研究[J].航空工程进展,2019,10(06):846-853.
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