飛機剎車系統原理解析

【摘 ?要】飛機剎車系統是保證飛機安全起飛和著陸的關鍵，對飛機剎車系統的研究具有重要意義。通過分析研究當前民用飛機常用的剎車系統，得到了民用飛機剎車系統的工作原理。我國民用飛機現正處于起步階段，對我國民用飛機剎車系統的研制具一定的意義。剎車系統是飛機起落裝置的重要組成部分，主要供飛機起飛，著陸，地面運動，控制方向和停機使用，是現代飛機安全運行不可缺少的重要手段。

【關鍵詞】飛機;剎車系統;工作原理

引言

飛機是衡量一個國家科技、工業水平和綜合國力的重要標志之一，被譽為工業領域的皇冠，它不僅關系到國民經濟，而且對維護國家安全和國家利益具有重要的政治意義。飛機剎車系統作為飛機系統的重要組成部分之一，在飛機起飛、著陸、地面運動和停機等階段均會使用是保證飛機安全運行的重要保障。剎車系統一般由駕駛艙操縱部件、控制單元、液壓作動附件及傳感器組成。隨著飛機技術的不斷發展，剎車系統的組成、工作原理、控制功能等也隨之發展和完善。目前很多設計優秀的剎車系統可在保證使用安全及乘客舒適的前提下，發揮剎車能力，提高剎車效率，最大限度地縮短了飛機陸滑跑距離，同時減小輪胎制動磨損，延長機輪使用壽命，改善維護性，降低運營成本。

1.飛機剎車系統的組成

在A320與B737上的剎車系統結構基本相似，采用正常剎車系統與備用剎車系統進行余度配置。以B737剎車系統為例，剎車系統一般分為正常剎車系統，備用剎車系統，停儲壓器剎車系統，起落架收上剎車系統。

2.系統圖及部件

此處所說的剎車系統為通過腳蹬觸發的液壓剎車，不包括自動剎車。

當機組人員或維修人員踩腳蹬時，由液壓A、B系統或剎車儲壓器供給的液壓通過備用剎車選擇活門和儲壓器隔離活門的控制，經過剎車計量活門后，到達剎車組件實現剎車功能。

下圖中，綠色部分為正常剎車油路、剎車儲壓器油路，紅色部分為備用剎車油路、起落架剎車及其控制油路。

（1）起落架轉換活門——接收PSEU信號而改變起落架的液壓源。

（2）起落架選擇活門——對于起落架收上剎車系統而言，當起落架手柄位于UP位時，A系統液壓通過起落架選擇活門到達起落架收上剎車作動器，從而實現起落架收上剎車。

（3）備用剎車選擇活門——用于選擇B系統的正常剎車或者A系統的備用剎車。

（4）儲壓器隔離活門——當A系統供壓、B系統不供壓時，隔離儲壓器與正常剎車系統的壓力;當A、B系統都不供壓時，將儲壓器的壓力送到正常剎車系統。

（5）儲壓器——當無其他液壓源時，儲壓器壓力通過正常剎車油路進行剎車。滿壓時的儲壓器足夠完成6次完整的剎車，或者保持停留剎車8小時。

（6）泄壓活門——當儲壓器壓力超過3500PSI時打開，防止對儲壓器造成傷害，當儲壓器壓力降至3100PSI時，泄壓活門關閉。

（7）備用剎車壓力電門——用以表明備用剎車系統是否有壓力，并給備用防滯感覺繼電器和FDAU發送信號。

（8）自動剎車壓力控制組件——自動剎車系統工作時，B系統的液壓流經自動剎車壓力控制組件后，通過自動剎車往復活門12進入正常剎車系統。自動剎車壓力控制組件同時將剎車壓力信號發送給FDAU。

（9）正常剎車計量活門——使B系統或儲壓器的壓力流入正常剎車系統。

（10）備用剎車計量活門——B系統無壓力時，使A系統的壓力流入備用剎車系統。同時提供起落架收上剎車的壓力。

（11）起落架收上剎車作動器——在起落架收上過程中，起落架收上壓力經過起落架選擇活門后到達起落架收上剎車作動器，使備用剎車計量活門打開，壓力流經計量活門后實現起落架收上剎車。

（12）自動剎車往復活門——選擇正常剎車計量壓力和自動剎車壓力中較高的壓力。

（13）正常防滯活門——控制正常剎車系統中的壓力，如果剎車壓力過高，為避免機輪打滑，由AACU提供信號使其釋放壓力。

（14）備用防滯活門——功能及控制方式同正常防滯活門，只是控制的是備用剎車系統中的壓力。

（15）液壓保險——如果液壓保險的下游發生液壓油泄漏，液壓保險感受到上下游液壓的壓力差，作動活塞避免液壓油進一步泄漏。當感受到壓差小于30PSI時，活塞復位，液壓可以繼續供往下游。

（16）剎車往復活門——用于選擇正常/自動剎車或備用/起落架收上剎車中壓力較高的液壓進入剎車。

（17）剎車壓力傳感器——監控正常或備用計量剎車的壓力，并將壓力信號發送給FDAU。

（18）儲壓器壓力傳感器——將儲壓器的壓力信號發送給駕駛艙的剎車壓力指示器。

3.B737剎車系統分類

B737剎車系統一般分為正常剎車系統，備用剎車系統，停儲壓器剎車系統，起落架收上剎車系統。

（1）正常剎車

當液壓系統B供壓時，備用剎車選擇活門切斷供向備用剎車系統的壓力，剎車裝置獲得來自正常剎車計量活門計量的液壓系統B壓力。

液壓系統B壓力也為剎車儲壓器充壓并移動儲壓器隔離活門。

（2）備用剎車

當液壓系統B不供應壓力時，液壓系統A壓力移動備用剎車選擇活門。備用剎車選擇活門將液壓系統A壓力輸送到備用剎車系統，于是剎車裝置能獲得來自備用剎車計量活門計量的液壓系統A壓力。

備用剎車系統內的壓力移動儲壓器隔離活門來隔離儲壓器壓力。

（3）停儲壓器剎車系統

當液壓系統A和液壓系統B均無壓力時，儲壓器壓力打開儲壓器隔離活門。剎車裝置于是獲得來自正常剎車計量活門的剎車儲壓器壓力。

剎車系統釋壓活門在儲壓器壓力上升到高于正常值時，在3500 psi時打開以保護儲壓器。

（4）起落架收上剎車系統

當在起落架收上過程中，正常剎車系統獲得壓力時，備用剎車選擇活門將起落架收上壓力送到備用剎車系統。起落架收上壓力操縱備用剎車計量活門到剎車實施位置。這使機輪在進入輪艙之前停止轉。

4.停留剎車系統

當設置停留剎車手柄時，停留剎車電門發送來自熱電瓶匯流條的28伏直流電源來關閉停留剎車關斷活門。停留剎車關斷活門內部的限制電門在活門運動到指定位置時去除活門馬達電源。活門內的位置電門發送活門位置信號到停留位置燈和防滯系統。

停留剎車電門向接近電門電子組件（PSEU）發送手柄設置或未設置信號。PSEU在起飛過程中停留剎車被設置時操縱起飛警告系統。PSEU向其他飛機系統發送停留剎車設置和飛機在地面信號。

當活門運動到關斷位置時，活門內的一個限制電門將來自停留剎車電門的28伏直流電送到停留剎車關斷感覺繼電器。活門位置信號經過停留剎車關斷感覺繼電器到達防滯/自動剎車組件（AACU）。AACU監控停留剎車關斷活門的故障。

5.防滯/自動剎車系統

防滯系統在剎車實施過程中自動控制剎車系統來防止機輪打滑。

自動剎車系統在飛機著陸后或中斷起飛（RTO）發生時供應計量的剎車壓力來使飛機停住。

（1）防滯系統

防滯系統監控機輪減速并控制剎車計量壓力來防止滑動出現。防滯功能包括：

- 防滯控制在輪速高于8節時，在正常防滯中控制每個機輪減速，在備用防滯過程中，控制每個主起落架上的兩個機輪減速。

- 鎖輪保護功能比較兩內側機輪或兩外側機輪之間的輪速差超過25節時松開較慢機輪的剎車壓力。

- 接地保護防止飛機在空中時2號和4號機輪的剎車操作。

- 滑水保護當地速大于輪速時減低1號和3號機輪的剎車壓力。

- 起落架收上禁止功能防止在正常起落架收上過程中備用防滯系統工作。

- 接地保護防止飛機在空中時2號和4號機輪的剎車操作。

- 滑水保護當地速大于輪速時減低1號和3號機輪的剎車壓力。

- 起落架收上禁止功能防止在正常起落架收上過程中備用防滯系統工作。

正常防滯活門通過停留剎車活門釋放多余的剎車壓力。防滯系統監控停留剎車活門的正確工作以確保多余的剎車壓力能被釋放。如果備用液壓剎車系統有壓力，防滯系統的工作幾乎與正常系統相同。如果一個主起落架上的一個機輪滑動，備用液壓剎車系統內的防滯活門松開供向該主起落架的兩個剎車裝置的剎車壓力。當備用剎車壓力電門有壓力時，它發送信號到備用防滯感覺繼電器和飛行數據獲得組件（FDAU）。當輪速超過60節時，AACU發送信號到自動速度剎車組件。自動速度剎車組件在中斷起飛功能中使用這一輪速輸入來控制自動速度剎車作動筒。

（2）自動剎車系統

飛行員可使用自動剎車（AUTO ?BRAKE）選擇電門選定自動剎車著陸減速速率或中斷起飛剎車。當所有預位和實施條件正確時，AACU控制自動剎車壓力控制組件。自動剎車壓力控制組件通過正常液壓剎車系統向剎車裝置輸送自動剎車壓力。自動剎車壓力控制組件也向以記錄為目的向飛行數據獲得組件發送剎車壓力電氣信號。

自動剎車系統監控機輪減速并控制剎車計量壓力與維持駕駛員在自動剎車（AUTO ?BRAKE）選拔電門上選定的壓力相一致，直到飛機完全停住。自動剎車功能包括：

- 1，2，3和最大（MAX）減速位置在著陸剎車過程中控制自動剎車系統來調整剎車壓力直到飛機完全停住。

- 中斷起飛（RTO）位置控制自動剎車系統提供全部壓力到機輪剎車并使飛機停住。當駕駛員在地速超過88節開始中斷起飛時自動剎車系統工作在RTO模式。

結束語

剎車好不好，不僅關系到飛機、機組的安危，更關系到每個旅客的人生安全，一個國家的航空水平。一個飛機剎車的“點”，涉及的是飛機飛行安全的“面”。由我們國家自研發的C919民用客機很快將要投入市場，C929也正在研發當中，我相信我們國家的航空安全水平將永遠保持在世界前列。

參考文獻：

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[4]范蒙華.航空機械維修檢查現狀及改善措施[J].信息記錄材料，2018，19（12）：209-210.

作者簡介：

劉雄軍（1993～），男，甘肅秦安人，漢族，本科，工程師，從事飛機維修工作。