先進(jìn)寬體客機(jī)液壓能源系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

陳才

【摘 要】本文通過(guò)對(duì)先進(jìn)寬體客機(jī)波音787、空客A350飛機(jī)的液壓能源系統(tǒng)進(jìn)行研究，對(duì)兩個(gè)機(jī)型的液壓能源系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的總結(jié)概述。

【關(guān)鍵詞】787；A350；液壓能源系統(tǒng)

【Abstract】This paper is to research the hydraulic system of advanced wide body aircraft Boeing 787 and A350，summary the design characteristics of them.

【Key words】787；A350；Hydraulic power system

0 前言

空客和波音在新世紀(jì)初推出了新寬體機(jī)型A350和787，這兩款新機(jī)型得到了市場(chǎng)的青睞。

A350和787飛機(jī)是先進(jìn)寬體客機(jī)的代表，作為兩款競(jìng)爭(zhēng)機(jī)型，兩款飛機(jī)代表了當(dāng)今這個(gè)時(shí)代液壓能源系統(tǒng)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，代表了頂尖的設(shè)計(jì)水平，也顯示出了波音和空客公司的不同的設(shè)計(jì)理念。

1 787的設(shè)計(jì)特點(diǎn)

1.1 系統(tǒng)架構(gòu)

787采用了三套液壓系統(tǒng)架構(gòu)，包括左（L）、中（C）、右（R）三套子系統(tǒng)，其簡(jiǎn)要基本原理圖見(jiàn)圖1。左右系統(tǒng)均采用EDP作為主泵，EMP作為備用泵的形式，在系統(tǒng)低壓或者大流量需求的時(shí)候工作；中系統(tǒng)的一臺(tái)EMP作為主泵，另外一臺(tái)EMP作為備用泵，兩臺(tái)電動(dòng)泵根據(jù)單雙日選擇作為主備份關(guān)系，備用泵在系統(tǒng)低壓或者大流量需求的時(shí)候啟動(dòng)工作，RAT泵僅僅在RAT放下時(shí)驅(qū)動(dòng)主飛控系統(tǒng)。

液壓能源系統(tǒng)為以下用戶(hù)提供液壓能源：飛控系統(tǒng)、高升力系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)反推系統(tǒng)、起落架收放系統(tǒng)、前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)。

1.2 設(shè)計(jì)特點(diǎn)

787主要具備以下設(shè)計(jì)特點(diǎn)：

1）系統(tǒng)壓力為5000psi。在A380和A350飛機(jī)采用5000psi壓力體制后，787飛機(jī)也采用了5000psi液壓系統(tǒng)。

2）采用了3H架構(gòu)。截至目前，波音公司還未推出采用EHA/EBHA的民用飛機(jī)，也就是采用雙套液壓系統(tǒng)的飛機(jī)。

3）液壓能源系統(tǒng)用電量大。因?yàn)椴捎昧舜蠊β蔈MP，且EMP作為系統(tǒng)的主泵，依靠電力驅(qū)動(dòng)，對(duì)電功率的要求很高，電動(dòng)泵的輸入電壓由傳統(tǒng)的115VAC變?yōu)?70VDC。輸出流量也由傳統(tǒng)的約3000psi@6gmp的EMP（傳統(tǒng)飛機(jī)的電動(dòng)泵功率一般在3000psi@6gmp左右）變?yōu)?000psi@36gpm的大功率EMP。

4）發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵（EDP）額定功率為25gpm（約95L/min），電動(dòng)液壓泵分兩級(jí)功率，分別為27gpm（約103L/min）和37gpm（約140L/min）。

5）為了降低維修性成本，787的EDP和EMP采用了相同的泵，泵可以在EDP和EMP之間進(jìn)行互換，減少了庫(kù)存，方便了維修性的需求。

6）無(wú)PTU，備用泵的能力已經(jīng)能夠滿足單套系統(tǒng)功率要求，因此不再需要PTU作為備用泵。

7）中系統(tǒng)有隔離閥，在用戶(hù)出現(xiàn)大泄漏的情況下，隔離用戶(hù)，保護(hù)系統(tǒng)油液不會(huì)漏光。

8）控制面板上沒(méi)有SOV手工控制按鈕（注：國(guó)內(nèi)民機(jī)在駕駛艙控制面板上有SOV控制按鈕）。

9）駕駛艙與777高度的通用性，包括控制面板、系統(tǒng)簡(jiǎn)圖頁(yè)都與777具有高度的集成性。雖然777與787的液壓系統(tǒng)架構(gòu)差別很大，但是787的簡(jiǎn)圖頁(yè)與操作控制面板與777的簡(jiǎn)圖頁(yè)、操作按鈕幾乎一致，飛行員有操作777的經(jīng)驗(yàn)情況下，在操作787飛機(jī)的時(shí)候就能很便捷的上手，減少了飛行員的培訓(xùn)時(shí)間，降低了航空公司的成本。

10）EMP由電源系統(tǒng)的馬達(dá)控制器供電，通過(guò)馬達(dá)控制器，延長(zhǎng)電動(dòng)泵電機(jī)啟動(dòng)時(shí)間，反應(yīng)時(shí)間由毫秒級(jí)變?yōu)閹资撩爰?jí)別的，以減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊，同時(shí)用于電源的合理分配。

11）系統(tǒng)控制進(jìn)入IMA。隨著IMA技術(shù)的成熟應(yīng)用，液壓系統(tǒng)控制進(jìn)入了IMA。

12）系統(tǒng)具備散熱器，用于控制系統(tǒng)溫度。

2 A350的設(shè)計(jì)特點(diǎn)

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

A350采用了兩套液壓能源系統(tǒng)架構(gòu)，包括綠（Green）、黃（Yellow）兩套子系統(tǒng)，它們相互獨(dú)立，其簡(jiǎn)要基本原理圖見(jiàn)圖2。

綠色系統(tǒng)與黃色系統(tǒng)除了用戶(hù)分配不一樣外，其余配置一樣，每套系統(tǒng)均采用2臺(tái)EDP作為泵源，一臺(tái)作為主泵，另外一臺(tái)作為備份，每臺(tái)主泵分別連接左發(fā)和右發(fā)，保證在一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)失效的情況下，兩套液壓系統(tǒng)仍然能夠正常工作。同時(shí)每套系統(tǒng)配置有一臺(tái)小型EMP，EMP僅僅用于地面發(fā)動(dòng)機(jī)未啟動(dòng)情形下用于開(kāi)啟貨艙門(mén)等。

液壓能源系統(tǒng)為以下用戶(hù)提供液壓能源：飛控系統(tǒng)、高升力系統(tǒng)、起落架收放系統(tǒng)、前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)、剎車(chē)系統(tǒng)。

2.2 設(shè)計(jì)特點(diǎn)

A350飛機(jī)主要具備以下設(shè)計(jì)特點(diǎn)：

1）采用5000psi高壓系統(tǒng)，空客A380有成功采用5000psi液壓系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)，且5000psi液壓系統(tǒng)在寬體客機(jī)上能夠達(dá)到減重和減小體積的目的，因此，A350依然選擇了5000psi液壓系統(tǒng)。

2）EDP的控制方式升級(jí)，在保留傳統(tǒng)的卸荷方式不變的情況下，增加了與發(fā)動(dòng)機(jī)脫開(kāi)功能，保證在某些失效模式下EDP被完全隔離，而不會(huì)產(chǎn)生泵干磨等現(xiàn)象。

3）系統(tǒng)采用2H/2E架構(gòu)，即“兩套液壓系統(tǒng)+EHA/EBHA”的架構(gòu)。2H為兩套液壓系統(tǒng)（Yellow和Green），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（電靜液作動(dòng)器的使用）。

4）主備份泵均采用EDP，弱化了EMP的作用（傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)中，EDP作為主泵，EMP作為泵用泵），在飛行全過(guò)程中僅EDP工作。

5）EMP僅在地面維護(hù)使用。傳統(tǒng)的EDP在飛行過(guò)程中作為備用泵，用于補(bǔ)充流量用，但是A350中，只要發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，則EMP就不會(huì)工作。

6）無(wú)PTU。PTU在傳統(tǒng)機(jī)型中能夠作為備用泵使用，但是A350的架構(gòu)已經(jīng)不需要采用PTU作為備用泵。

7）無(wú)RAT與液壓接口，由于多電的應(yīng)用，A350飛機(jī)采用純電RAT，在雙發(fā)失效情況下不需要液壓作動(dòng)；

8）駕駛艙與A380高度的通用性，包括控制面板、系統(tǒng)簡(jiǎn)圖頁(yè)、操作按鈕等都與A380具有高度的通用性。

9）系統(tǒng)控制進(jìn)入IMA。

10）系統(tǒng)具備散熱器，用于控制系統(tǒng)溫度。

3 總結(jié)

通過(guò)對(duì)A350飛機(jī)和787飛機(jī)液壓能源系統(tǒng)的研究，并總結(jié)其設(shè)計(jì)特點(diǎn)，可以得出如下的結(jié)論：高壓化、多電應(yīng)用、IMA等是發(fā)展趨勢(shì)。而通用性主要考慮了機(jī)型之間的延續(xù)性，方便了航空公司對(duì)機(jī)型的熟悉，也增加了機(jī)型的競(jìng)爭(zhēng)力。

[責(zé)任編輯：田吉捷]