一種多輪系剎車機(jī)輪的剎車控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種多輪系剎車機(jī)輪的剎車控制系統(tǒng)，分為電氣部分和液壓部分，其中：飛機(jī)剎車控制系統(tǒng)的電氣部分包括雙余度剎車指令傳感器、壓力傳感器、正常剎車控制單元、備用剎車控制單元、第一雙余度液壓切斷閥、第二雙余度液壓切斷閥的電磁鐵、雙余度壓力伺服閥的力矩馬達(dá)，形成了該電氣部分的主通道和備通道；所述飛機(jī)剎車控制系統(tǒng)的液壓部分包括雙余度液壓切斷閥的主閥級(jí)、雙余度壓力伺服閥的射流閥級(jí)、剎車機(jī)輪。液壓部分分為內(nèi)側(cè)和外側(cè)兩個(gè)通道。本發(fā)明的電氣部分能夠確保了剎車系統(tǒng)在任何單點(diǎn)電氣故障下能夠正常工作。液壓部分能夠確保在任何單個(gè)液壓源喪失或失效時(shí)，剎車系統(tǒng)最多僅喪失1/2剎車能力，仍能夠滿足飛機(jī)的剎車需要。
【專利說(shuō)明】一種多輪系剎車機(jī)輪的剎車控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種多輪系飛機(jī)剎車控制系統(tǒng)，具體是一種能夠在任何單點(diǎn)故障的情況下均能保障多輪系飛機(jī)起降制動(dòng)安全性的剎車系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著航空技術(shù)的發(fā)展，大型飛機(jī)的起飛重量不斷提高，相應(yīng)的其起落架配置日趨復(fù)雜、機(jī)輪及剎車元件增多，多輪系飛機(jī)剎車系統(tǒng)的安全性就成為了關(guān)乎飛機(jī)起降制動(dòng)安全的重要因素。
[0003]根據(jù)民機(jī)適航條款CCAR25部25.735b條款:剎車系統(tǒng)及其相關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和構(gòu)造，必須使其在任何電氣、氣動(dòng)、液壓或機(jī)械連接元件或傳動(dòng)元件損壞或者任何單個(gè)液壓源或其它剎車能源喪失時(shí)，能使飛機(jī)在按§ 25.125規(guī)定的條件下停下，其著陸滑跑過(guò)程中的平均減速度至少等于按該條確定著陸距離時(shí)所得減速度的50%。
[0004]2012年9月《流體傳動(dòng)與控制》中“民用飛機(jī)液壓剎車系統(tǒng)構(gòu)架研究”一文中總結(jié)了現(xiàn)役飛機(jī)剎車系統(tǒng)技術(shù)并公開了三種剎車系統(tǒng)液壓構(gòu)架，其中:系統(tǒng)A的技術(shù)特征為機(jī)械操縱、液壓作動(dòng)，其存在的不足主要是剎車操縱非電傳，技術(shù)落后，系統(tǒng)重量重，安裝困難；系統(tǒng)B的技術(shù)特征為電傳、液壓作動(dòng)，其存在的不足主要是產(chǎn)品多、系統(tǒng)重量重；系統(tǒng)C的技術(shù)特征為電傳、液壓作動(dòng)，其存在的不足主要是產(chǎn)品較多、系統(tǒng)重量較重，系統(tǒng)利用率較低。同時(shí)三種系統(tǒng)均沒(méi)有進(jìn)行剎車系統(tǒng)電氣架構(gòu)的安全性設(shè)計(jì)，由于電氣產(chǎn)品的可靠性往往比機(jī)械產(chǎn)品低的多，實(shí)際使用時(shí)系統(tǒng)中電氣產(chǎn)品往往成為影響系統(tǒng)安全性的薄弱環(huán)節(jié)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的系統(tǒng)重量較重、利用率較低和可靠性較低的不足，本發(fā)明提出了一種多輪系剎車機(jī)輪的剎車控制系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明分為電氣部分和液壓部分，其中:
[0007]飛機(jī)剎車控制系統(tǒng)的電氣部分包括雙余度剎車指令傳感器、壓力傳感器、正常剎車控制單元、備用剎車控制單元、第一雙余度液壓切斷閥、第二雙余度液壓切斷閥的電磁鐵、雙余度壓力伺服閥的力矩馬達(dá)，并且所述電氣部分采用雙余度設(shè)計(jì)，形成了該電氣部分的主通道和備通道；所述飛機(jī)剎車控制系統(tǒng)的液壓部分包括雙余度液壓切斷閥的主閥級(jí)、雙余度壓力伺服閥的射流閥級(jí)、剎車機(jī)輪。液壓部分分為內(nèi)側(cè)和外側(cè)兩個(gè)通道，
[0008]所述飛機(jī)剎車控制系統(tǒng)電氣部分的主通道包括各雙余度剎車指令傳感器的主線圈、各壓力傳感器的主線圈、正常剎車控制單元、各雙余度液壓切斷閥的主線圈、各雙余度壓力伺服閥的主線圈。連接所述電氣部分主通道時(shí)，將飛機(jī)正常電源與飛機(jī)應(yīng)急電源并聯(lián)。所述飛機(jī)正常電源的輸出接口與正常剎車控制單元的供電接口連接，各雙余度剎車指令傳感器主線圈信號(hào)輸出接口與正常剎車控制單元的輸入接口連接，各壓力傳感器的主線圈信號(hào)輸出接口通過(guò)電纜連與正常剎車控制單元的輸入接口連接，正常剎車控制單元的控制輸出接口通過(guò)電纜與各雙余度液壓切斷閥的主線圈輸入接口連接，各雙余度壓力伺服閥的主線圈輸入接口分別與所述正常剎車控制單元的控制輸出接口通過(guò)電纜連接。
[0009]所述飛機(jī)剎車控制系統(tǒng)電氣部分的備通道包括各雙余度剎車指令傳感器的備線圈、各壓力傳感器的備線圈、備用剎車控制單元、各雙余度液壓切斷閥的備線圈、各雙余度壓力伺服閥的備線圈和飛機(jī)應(yīng)急電源。連接所述電氣部分的備通道時(shí)，將飛機(jī)應(yīng)急電源的輸出接口通過(guò)電纜與備用剎車控制單元的供電接口連接，各雙余度剎車指令傳感器備線圈信號(hào)輸出接口通過(guò)電纜連接到備用剎車控制單元的輸入接口，各壓力傳感器的備線圈信號(hào)輸出接口通過(guò)電纜與備用剎車控制單元的輸入接口連接，備用剎車控制單元的控制輸出接口通過(guò)電纜與各雙余度液壓切斷閥的備線圈輸入接口連接；各雙余度壓力伺服閥的備線圈輸入接口分別與所述應(yīng)急剎車控制單元的控制輸出接口通過(guò)電纜連接。
[0010]所述飛機(jī)剎車控制系統(tǒng)的液壓部分的外側(cè)通道包括第一雙余度液壓切斷閥、第一雙余度壓力伺服閥、第四雙余度壓力伺服閥、第一剎車機(jī)輪和第四剎車機(jī)輪。飛機(jī)第一套液壓源的液壓輸出接口通過(guò)液壓導(dǎo)管連接第一雙余度液壓切斷閥的輸入接口，為其提供液壓源壓力；第一雙余度液壓切斷閥的輸出接口通過(guò)液壓導(dǎo)管分別與第一雙余度壓力伺服閥的輸入接口和第四雙余度壓力伺服閥的輸入接口連通，以接通或關(guān)斷雙余度壓力伺服閥的壓力輸入；第一雙余度壓力伺服閥的剎車接口與第一剎車機(jī)輪的剎車液壓接口連通，第四雙余度壓力伺服閥的剎車接口與第四剎車機(jī)輪的剎車液壓接口連通，以控制剎車壓力的大小。
[0011]所述飛機(jī)剎車控制系統(tǒng)的液壓部分的內(nèi)側(cè)通道包括第二雙余度液壓切斷閥、第二雙余度壓力伺服閥、第三雙余度壓力伺服閥、第二剎車機(jī)輪和第三剎車機(jī)輪。飛機(jī)第二套液壓源的液壓輸出接口通過(guò)液壓導(dǎo)管連接第二雙余度液壓切斷閥的輸入接口，為其提供液壓源壓力；第二雙余度液壓切斷閥的輸出接口通過(guò)液壓導(dǎo)管分別與第二雙余度壓力伺服閥的輸入接口和第三雙余度壓力伺服閥的輸入接口連通，以接通或關(guān)斷雙余度壓力伺服閥的壓力輸入；第二雙余度壓力伺服閥的剎車接口與第二剎車機(jī)輪的剎車液壓接口連通，第三雙余度壓力伺服閥的剎車接口與第三剎車機(jī)輪的剎車液壓接口連通，以控制剎車壓力的大小。
[0012]本發(fā)明的電氣部分采取了雙余度配置，確保了剎車系統(tǒng)在任何單點(diǎn)電氣故障下能夠正常工作。具體是:系統(tǒng)的供電采用飛機(jī)上的正常電源和應(yīng)急電源兩路并聯(lián)同時(shí)給剎車控制單元供電的方式；系統(tǒng)的控制元件-剎車控制單元采用正常剎車控制單元、備用剎車控制單元兩個(gè)，冷備份的工作方式；系統(tǒng)的傳感元件-剎車指令傳感器采取了雙余度設(shè)計(jì)，同時(shí)為兩個(gè)剎車控制單元提供信號(hào)；系統(tǒng)的執(zhí)行元件-液壓切斷閥、壓力伺服閥均采取了雙余度設(shè)計(jì)，可受正常剎車控制單元或備用剎車控制單元控制。
[0013]本發(fā)明的的液壓部分采取了對(duì)稱配置，確保在任何單個(gè)液壓源喪失、任何單個(gè)液壓元件失效時(shí)，剎車系統(tǒng)最多僅喪失1/2剎車能力，從而確保按§ 25.125規(guī)定的條件下停下，其著陸滑跑過(guò)程中的平均減速度至少等于按該條確定著陸距離時(shí)所得減速度的50 %。具體是:根據(jù)飛機(jī)的起落架配置結(jié)構(gòu)將剎車系統(tǒng)液壓架構(gòu)分成外側(cè)和內(nèi)側(cè)兩個(gè)部分，外側(cè)部分包括外側(cè)的雙余度液壓切斷閥、外側(cè)的雙余度壓力伺服閥和外側(cè)的剎車機(jī)輪，內(nèi)側(cè)部分包括內(nèi)側(cè)的雙余度液壓切斷閥、內(nèi)側(cè)的雙余度壓力伺服閥和內(nèi)側(cè)的剎車機(jī)輪。系統(tǒng)的供壓使用飛機(jī)上的兩套液壓源分別給剎車系統(tǒng)的外側(cè)和內(nèi)側(cè)部分供壓的方法。第一套液壓源壓力經(jīng)過(guò)外側(cè)的雙余度液壓切斷閥進(jìn)入外側(cè)的雙余度壓力伺服閥，雙余度壓力伺服閥受正常剎車控制單元或備用剎車控制單元的控制輸出剎車壓力到外側(cè)的剎車機(jī)輪，進(jìn)行剎車；第二套液壓源壓力經(jīng)過(guò)內(nèi)側(cè)的雙余度液壓切斷閥進(jìn)入內(nèi)側(cè)的伺服閥，雙余度壓力伺服閥受正常剎車控制單元或備用剎車控制單元的控制輸出剎車壓力到內(nèi)側(cè)的剎車機(jī)輪，進(jìn)行剎車。
[0014]本發(fā)明采用了高安全性的故障處理策略，既保證了飛機(jī)的剎車能力，又能夠防止飛機(jī)左右剎車能力不平衡導(dǎo)致飛機(jī)剎偏，從而進(jìn)一步提高了飛機(jī)起降制動(dòng)的安全性。具體是:系統(tǒng)中任一電氣元件出現(xiàn)單余度故障，均可以切換到備用通道工作，不影響系統(tǒng)剎車能力。系統(tǒng)中任一雙余度壓力伺服閥出現(xiàn)機(jī)械或液壓故障，則系統(tǒng)同時(shí)關(guān)閉該閥和對(duì)稱的雙余度壓力伺服閥的輸入液壓，從而防止左右剎車能力不一致導(dǎo)致的飛機(jī)剎車偏。
[0015]本發(fā)明能夠應(yīng)用于多輪飛機(jī)剎車控制系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)，包括四輪飛機(jī)、八輪飛機(jī)以及十二輪輪飛機(jī)，可以在保證系統(tǒng)安全性的同時(shí)，減少系統(tǒng)元件數(shù)量，減輕系統(tǒng)重量，降低成本，提高可靠性。以四輪飛機(jī)為例，剎車系統(tǒng)僅包括24個(gè)元件即可滿足安全性要求，具體分析見表1。
[0016]表1
[0017]
【權(quán)利要求】
1.一種多輪系剎車機(jī)輪的剎車控制系統(tǒng)，其特征在于:所述飛機(jī)剎車控制系統(tǒng)分為電氣部分和液壓部分，其中: 飛機(jī)剎車控制系統(tǒng)的電氣部分包括雙余度剎車指令傳感器、壓力傳感器、正常剎車控制單元、備用剎車控制單元、第一雙余度液壓切斷閥、第二雙余度液壓切斷閥的電磁鐵、雙余度壓力伺服閥的力矩馬達(dá)，并且所述電氣部分采用雙余度設(shè)計(jì)，形成了該電氣部分的主通道和備通道；所述飛機(jī)剎車控制系統(tǒng)的液壓部分包括雙余度液壓切斷閥的主閥級(jí)、雙余度壓力伺服閥的射流閥級(jí)、剎車機(jī)輪；液壓部分分為內(nèi)側(cè)和外側(cè)兩個(gè)通道。
2.如權(quán)利要求1所述一種多輪系剎車機(jī)輪的剎車控制系統(tǒng)，其特征在于:飛機(jī)剎車控制系統(tǒng)電氣部分的主通道包括各雙余度剎車指令傳感器的主線圈、各壓力傳感器的主線圈、正常剎車控制單元、各雙余度液壓切斷閥的主線圈、各雙余度壓力伺服閥的主線圈；連接所述電氣部分主通道時(shí)，將飛機(jī)正常電源與飛機(jī)應(yīng)急電源并聯(lián)；所述飛機(jī)正常電源的輸出接口與正常剎車控制單元的供電接口連接，各雙余度剎車指令傳感器主線圈信號(hào)輸出接口與正常剎車控制單元的輸入接口連接，各壓力傳感器的主線圈信號(hào)輸出接口通過(guò)電纜連與正常剎車控制單元的輸入接口連接，正常剎車控制單元的控制輸出接口通過(guò)電纜與各雙余度液壓切斷閥的主線圈輸入接口連接，各雙余度壓力伺服閥的主線圈輸入接口分別與所述正常剎車控制單元的控制輸出接口通過(guò)電纜連接。
3.如權(quán)利要求1所述一種多輪系剎車機(jī)輪的剎車控制系統(tǒng)，其特征在于:飛機(jī)剎車控制系統(tǒng)電氣部分的備通道包括各雙余度剎車指令傳感器的備線圈、各壓力傳感器的備線圈、備用剎車控制單元、各雙余度液壓切斷閥的備線圈、各雙余度壓力伺服閥的備線圈和飛機(jī)應(yīng)急電源；連接所述電氣部分的備通道時(shí)，將飛機(jī)應(yīng)急電源的輸出接口通過(guò)電纜與備用剎車控制單元的供電 接口連接，各雙余度剎車指令傳感器備線圈信號(hào)輸出接口通過(guò)電纜連接到備用剎車控制單元的輸入接口，各壓力傳感器的備線圈信號(hào)輸出接口通過(guò)電纜與備用剎車控制單元的輸入接口連接，備用剎車控制單元的控制輸出接口通過(guò)電纜與各雙余度液壓切斷閥的備線圈輸入接口連接；各雙余度壓力伺服閥的備線圈輸入接口分別與所述應(yīng)急剎車控制單元的控制輸出接口通過(guò)電纜連接。
4.如權(quán)利要求1所述一種多輪系剎車機(jī)輪的剎車控制系統(tǒng)，其特征在于:所述飛機(jī)剎車控制系統(tǒng)的液壓部分的外側(cè)通道包括第一雙余度液壓切斷閥、第一雙余度壓力伺服閥、第四雙余度壓力伺服閥、第一剎車機(jī)輪和第四剎車機(jī)輪；飛機(jī)第一套液壓源的液壓輸出接口通過(guò)液壓導(dǎo)管連接第一雙余度液壓切斷閥的輸入接口，為其提供液壓源壓力；第一雙余度液壓切斷閥的輸出接口通過(guò)液壓導(dǎo)管分別與第一雙余度壓力伺服閥的輸入接口和第四雙余度壓力伺服閥的輸入接口連通，以接通或關(guān)斷雙余度壓力伺服閥的壓力輸入；第一雙余度壓力伺服閥的剎車接口與第一剎車機(jī)輪的剎車液壓接口連通，第四雙余度壓力伺服閥的剎車接口與第四剎車機(jī)輪的剎車液壓接口連通，以控制剎車壓力的大小。
5.如權(quán)利要求1所述一種多輪系剎車機(jī)輪的剎車控制系統(tǒng)，其特征在于:所述飛機(jī)剎車控制系統(tǒng)的液壓部分的內(nèi)側(cè)通道包括第二雙余度液壓切斷閥、第二雙余度壓力伺服閥、第三雙余度壓力伺服閥、第二剎車機(jī)輪和第三剎車機(jī)輪；飛機(jī)第二套液壓源的液壓輸出接口通過(guò)液壓導(dǎo)管連接第二雙余度液壓切斷閥的輸入接口，為其提供液壓源壓力；第二雙余度液壓切斷閥的輸出接口通過(guò)液壓導(dǎo)管分別與第二雙余度壓力伺服閥的輸入接口和第三雙余度壓力伺服閥的輸入接口連通，以接通或關(guān)斷雙余度壓力伺服閥的壓力輸入；第二雙余度壓力伺服閥的剎車接口與第二剎車機(jī)輪的剎車液壓接口連通，第三雙余度壓力伺服閥的剎車接口與第三剎車 機(jī)輪的剎車液壓接口連通，以控制剎車壓力的大小。
【文檔編號(hào)】B64C25/44GK104002784SQ201410203443
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月14日
【發(fā)明者】劉勁松, 張琦, 范淑芳, 周宏博, 王紅玲 申請(qǐng)人:西安航空制動(dòng)科技有限公司