A350飛機液壓能源系統研究

摘 要：文章通過對先進寬體民用飛機A350的液壓能源系統進行研究，對A350的液壓系統的架構、用戶、設備、駕駛艙簡圖頁與控制面板、系統控制單元等進行了簡要概述。

關鍵詞：A350；液壓系統；研究

前言

A350飛機是一款全新的先進寬體客機，其液壓系統的設計與傳統的Airbus飛機A330相比較，產生了比較大的變化，而這些設計特點的變化，對民用飛機液壓系統研發者而言具有指導意義。

1 系統架構

A350的液壓系統采用了全新的設計，其壓力體制采用了5000Psi的高壓，系統采用了2H/2E的方案，即“兩套液壓能源系統+EHA/EBHA”的架構。2H為兩套液壓能源系統（Yellow和Green），它們相互獨立，其簡要原理圖如圖1所示；2E（兩套電系統）構型即EHA+EBHA構型，為飛行控制提供了冗余（電靜液作動器的使用）。

圖1 A350液壓能源系統簡要原理圖

綠色系統與黃色系統除了用戶分配不一樣外，其余配置一樣，每套系統均采用2臺EDP作為泵源，一臺作為主泵，另外一臺作為備份，每臺主泵分別連接左發和右發，備用泵連接另外一臺發動機，保證在一臺發動機失效的情況下，兩套液壓系統仍然能夠正常工作。同時每套系統配置有一臺小型EMP，EMP僅僅用于地面發動機未啟動情形下用于開啟貨艙門等。

EHA/EBHA作為液壓備用系統，采用電驅動模式。在液壓系統正常工作情況下，EHA不工作，EBHA采用液壓驅動模式工作。在雙液壓系統失效的情況下，EBHA轉化成電動模式工作，同時EHA開啟工作，擾流板、副翼、方向舵、升降舵均能被操縱，從而保證了飛機可控。

2 系統用戶

A350飛機的液壓能源系統主要用戶系統為：主飛控、高升力、起落架收放、剎車、前輪轉彎。

主飛控系統作動器由兩套液壓系統均勻控制；高升力系統的襟翼PCU由黃色系統和綠色系統兩套系統驅動，而縫翼PCU由黃色液壓系統和電動馬達驅動；起落架收放系統中，前起落架收放由黃色系統驅動，主起落架收放由綠色系統驅動；剎車系統的機輪（1，2，3，4）由黃系統驅動，機輪（5，6，7，8）由黃系統驅動；前輪轉彎系統由黃系統驅動。

如果單套或者雙套液壓系統失效，下列的備份仍然可以工作：

對于飛控：EHAs（Electrical-Hydrostatic Actuators）電靜液作動器，EHBA的電備份作動器工作。

對于高升力系統：縫翼通過電動馬達驅動。

對于剎車系統：獨立的液壓蓄壓器。

對于前輪轉彎：自動壓差剎車（Automatic Differential Braking（ADB））提供有限的前輪轉彎功能。

3 主要設備

每套液壓系統主要設備包括：液壓油箱（1）、EDP（2）、EMP（1）、蓄壓器（1）、防火切斷閥FSOV（2）、冷卻系統（1）、液壓油箱（1）。

EDP：4個EDP給液壓系統供壓。每個發動機安裝有兩個EDP，一個EDP給GREEN系統供壓，另外一個EDP給YELLOW系統供壓。因此，即使一臺發動機失效，另外一臺發動機仍然能夠給兩套液壓系統供壓。

EMP：每套系統有一個EMP，僅僅在地面當雙發關閉時候為液壓系統供壓。

FSOV：每臺發動機有兩個防火切斷閥，分別連接在每個EDP吸油管路上，關閉防火切斷閥能夠阻止液壓油流到液壓系統，從而避免液壓系統的火災。

冷卻系統：每套系統都有一套冷卻系統，由兩個燃油/液壓熱交換器組成（每個EDP使用一個燃油/液壓熱交換器）。冷卻系統可以保證系統不會過熱，保證液壓油性能不降級。

4 駕駛艙簡圖頁與控制面板

4.1 液壓簡圖頁

A350的液壓簡圖頁，實現了對油箱油量、系統壓力、泵工作狀態、防火切斷閥的等系統狀態顯示。飛行員可以通過查看液壓系統簡圖頁查看液壓系統的工作狀態，系統的主要設備、主要參數和設備工作狀態等都可以在簡圖頁上顯示出來。

其液壓簡圖頁采用了與傳統液壓簡圖頁完全不一樣的表達方式。采用了帶有發動機圖表的顯示方式，當系統出現故障的時候，液壓簡圖頁上也會顯示出相應的故障。例如發動機失效故障、FSOV狀態故障、系統壓力異常、EDP工作狀態故障、油箱油量低油位等參數均在液壓簡圖頁上有顯示。

4.2 液壓控制面板

液壓系統有兩個控制面板，包括HYD Panel和GND HYD Panel，其中HYD Panel目的是為了控制EDP，GND HYD Panel目的是為了控制EMP。

HYD Panel面板實現對系統4個EDP的控制，其控制模式為雙重控制模式。

其一，泄壓模式，在系統出現某些故障時候（例如系統高溫等），飛行員按下對應PUMP上OFF按鈕，則該EDP被泄壓；當再次按下OFF按鈕，則EDP工作，系統壓力恢復。

其二，脫離模式，當系統故障無法被清除的時候，飛行員將根據飛行手冊的要求，按下對應DRIVE上的DISC按鈕，則EDP與發動機脫離開，飛行員無法恢復，只能在飛機落地以后由地面機務人員恢復。

GND HYD Panel面板，控制EMP的操作，僅僅在地面使用。

在正常的操作過程中，不需要對面板上的EMP控制按鈕進行操作，液壓系統會自動控制。比如打開貨艙門，當飛行員發出打開貨艙門動作的時候，系統邏輯會自動通知液壓系統打開EMP，而不需要飛行員對EMP進行操作，但是當出現故障的時候，按鈕上會顯示出系統FAULT狀態。

當機務維修需要，在雙發停車的情況下，可在液壓地面維護面板上，手動開啟電動泵。當Yellow系統電動泵手動打到ON時候，液壓系統將會給yellow系統的所有用戶供壓；當Green系統電動泵手動打到ON時候，液壓系統將會給Green系統的所有用戶供壓。為了防止誤操作，在“ON”按鈕上設置有保護蓋。

5 系統控制

A350的系統控制通過IMA實現。IMA監視以下系統參數并實現相應的系統自動控制功能、泵壓力、油箱壓力、油箱和殼體回油管路溫度、FSOVs的位置、EMP的啟動和關閉、EDP泄壓、熱交換器控制、FSOV關閉。

6 結束語

A350飛機是一款先進的寬體客機，其呈現出了采用5000psi高壓等比較明顯的特點，通過對先進寬體客機A350液壓系統的研究，深刻地了解民用飛機液壓系統的設計理念，用于指導我國民用飛機液壓系統的設計。

作者簡介：陳才（1983，8-），男，湖北咸豐，工程師，碩士，液壓能源系統設計。