飛機起落架實訓裝置的設計與實現

李奕君

關鍵詞：液壓控制;收放規律;單向限流

為滿足高職院校航空維修專業教學實訓需求，利用過壽拆卸的大型飛機起落架，構建了飛機起落架實訓裝置。利用該裝置可以進行飛機起落架飛行前機務準備檢查，液壓附件的安裝、傳動關系認知與故障排除，起落架減震支柱的油氣的灌充與檢查，起落架機輪的拆裝與分解及機輪剎車壓力檢查等科目的實訓教學，從而避免了裝備飛機數量不足、安全隱患多的問題，收到了很好的教學效果。

1實訓裝置的建立

為了能實現飛機起落架實訓裝置的既定功能，實訓裝置由飛機起落架實裝臺、液壓泵站與顯控臺三部分組成（如圖1所示）。

1.1起落架實裝臺

起落架實裝臺主要由安裝在實訓臺體上的波音-737飛機一個主起落架與起落架收放機構等組成，為了能直觀地展示飛機起落架復雜結構構組成及巧妙的收放機構設計，其安裝連接關系與實裝飛機完全一致。

1.2液壓泵站

液壓泵站主要是為飛機起落架實裝臺提供液壓源。根據任務要求及成本考量，經測算泵站輸出額定工作壓力為（12+5） MPa、流量不小于為20L/min即可以設計要求（起落架收上時間≯15s，放下時間≯12s）。工作時，液壓泵由電機進行驅動，向起落架實裝臺供油，進行起落架的收放和機輪的剎車。

1.3顯控臺

顯控臺主要由工控機與帶觸摸功能的顯示器所組成，是整個實訓臺的核心。其具有三大主要功能：一是對液壓泵站進行啟停控制與監測;二是對起落架進行收放控制及起落架位置的指示;三是落架放下后對機輪進行剎車和剎車壓力檢測。

2起落架實訓裝置的具體方案設計

根據起落架實訓裝置具體任務要求，該實訓臺方案設計主要包括兩大部分：（1）液壓控制子系統;（2）計算機控制與測量子系統。

2.1液壓控制子系統的設計

液壓系統控制子系統由液壓泵站、起落架收放液壓控制回路及機輪液壓剎車控制回路組成。

2.1.1液壓泵站的設計

液壓泵站的組成如圖2所示。主要液壓元件有：液壓油箱、單向變量液壓泵、溢流閥、供油濾與單向閥等組成。在電機的驅動下，液壓泵從油箱吸油向起落架收放與機輪剎車部分供油。溢流閥用來在液壓泵供油量調節部分失效時防止系統壓力過大，起到安全保障作用。

2.1.2起落架收放液壓控制回路的設計

起落架收放液壓控制回路主要由三位四電磁通換向閥，起落架收放動作筒、開鎖動作筒、單向限流閥與單向閥等組成（如圖2所示）。

2.1.2.1起落架放下的工作過程

觸摸動顯示器的測控界面，將起落架收放手柄置于放下位置，電磁閥換向閥右端電磁鐵通電，泵站輸出的高壓油進入起落架放下管路。高壓油分成兩路：一路進入上位鎖開鎖作動筒的無桿腔，推動活塞向上運動，打開起落架的收上鎖鎖鉤。收上鎖開鎖后活塞將中間油路打開，高壓油進入起落架收放作動筒的無桿腔，推動活塞放下起落架。同時，收上鎖開鎖作動筒和起落架作動筒的有桿腔里的工作油液，經過單向節流閥，電磁閥換向閥、單向閥回流油箱。由于在起落架放下時，在液壓力、重力和氣動力的共同作用下，使其放下速度較快，作動筒活塞運動到終點時容易與外筒發生碰撞，因此放下回油經過單向限流閥，使油液流出作動筒時有較大的液阻，從而減少起落架放下速度和撞擊。

2.1.2.2收起起落架的工作過程

起落架收放開關置于收起位置，電磁閥左端電磁鐵通電，高壓油一方面進入上位鎖開鎖作動筒的有桿腔推動活塞使鎖鉤復位，同時進入下位鎖開鎖動作筒，打開下位鎖后，油液經單向閥進入起落架作動筒的有桿腔，使起落架收起，作動筒無桿腔回油依次經過單向閥、電磁閥回到油箱。此過程由于供油流量不受限制，所以不會影響起落架收上的速度。

2.1.3機輪剎車液壓回路的設計

機輪剎車部分（如圖2所示）主要由剎車減壓閥和一對主機輪的剎車盤組成。剎車時，步進電機自動操縱剎車減壓閥，計算機自動對剎車壓力進行檢測與指示。

2.2計算機控制與測量子系統的設計

計算機控制與測量子系統控制關系如圖3所示，是基于Lab Windows/CV12017面向對象的圖形化編程語言的控制與測量系統。

該測控系統軟件具有靈活、效率高效的特點，除了提供良好的人機交互界面開發工具外，還提供了豐富的函數庫，大大提高了編程效率。測控系統軟件的設計共分三大模塊：硬件控制模塊、數據采集模塊和結果處理模塊。

利用Lab Windows/CV12017的虛擬儀表結合研華科技公司的PCI-7432綜合板卡對于液壓泵站電機、起落架的收放進行控制與監控、對機輪剎車進行剎車及剎車壓力信號的采集。PCI-7432綜合板卡該卡具有8通道隔離數字輸入和8通道隔離數字輸出，8通道的A/D與8通道的D/A，完全滿足了系統數字量輸入輸出的需求。另外選用了1塊研華科技DIN-24R繼電器板用于控制中間繼電器。

結語

經過一年的努力，“起落架收放實訓臺”終于按時、按要求設計完成（如圖4所示）。

利用該裝置替代實裝進行相應的教學、實踐，取得良好的教學效果的同時，明顯降低了相對高昂實訓教學費用。另外，利用該裝置，還可以進一步拓展出其他相關的實訓項目，如“起落架減震支柱的油氣灌充實訓”“液壓剎車功能實訓”及“機輪拆裝實訓”等。