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為什麼(me)液壓(yā)系統(tǒng)對人(rén)類這(zhè)麼重要?沒(méi)有(yǒu)它(tā)飛機(jī)就運(yùn)行不(bú)了
2020.01.06

飛(fēi)機液壓系(xì)統是(shì)指飛機上(shàng)以(yǐ)油液為工作(zuò)介質(zhì),靠油壓驅動執行機(jī)構完成特(tè)定操縱(zòng)動作的(de)整套裝置。

為了保證供壓的安(ān)全可靠,現代飛(fēi)機上一(yī)般都有(yǒu)幾(jǐ)個獨立(lì)的液(yè)壓源系統(tǒng)。具體由主液(yè)壓系統(tǒng)、輔助液壓(yā)系統(tǒng)、地面(miàn)勤務系統(tǒng)及(jí)液壓(yā)指示系(xì)統組成。


飛(fēi)機(jī)上(shàng)以油液為工作(zuò)介質,靠(kào)油(yóu)壓驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構完成特定操縱動(dòng)作的(de)整套裝置(zhì)。為保證液壓系(xì)統工作可(kě)靠,特(tè)别是提高飛行(háng)操縱系統的液(yè)壓動力(lì)源的可(kě)靠性,現代(dài)飛機上大(dà)多裝有兩(liǎng)套(或多套)相互獨立的液(yè)壓系(xì)統。它們(men)分别稱為公用液壓系(xì)統和助力(操縱(zòng))液壓(yā)系統。公用(yòng)液壓系統用于起落架、襟(jīn)翼和(hé)減速闆的(de)收放,前輪轉彎操縱(zòng),驅動(dòng)風擋雨刷(shuā)和(hé)燃油(yóu)泵的液(yè)壓馬達等;同(tóng)時(shí)還用于驅(qū)動部(bù)分副翼、升降舵(duò)(或全(quán)動平尾)和(hé)方向舵的助力(lì)器。助力液壓系(xì)統僅用于驅動上述(shù)飛行操縱(zòng)系統(tǒng)的(de)助力器(qì)和阻尼舵機等(děng),助力液壓系統本身也(yě)可(kě)包含兩套獨立的液壓系統(tǒng)。為進一(yī)步提高(gāo)液壓系(xì)統的可(kě)靠性,系(xì)統中還并聯有應急電(diàn)動油泵(bèng)和風動(dòng)泵,當飛(fēi)機發動機發生(shēng)故障使液壓系(xì)統失去能源時(shí),可由(yóu)應急電動(dòng)油泵或伸出應(yīng)急風動泵使液(yè)壓系統繼續(xù)工(gōng)作。

如果拿(ná)人來對比飛機,那麼,發動機相當于(yú)心髒,燃油相當(dāng)于血液或者說能量(liàng),液(yè)壓相當(dāng)于肌肉,衆多計(jì)算機相(xiàng)當于大(dà)腦。

拿空客飛機來說,首先它的控制理(lǐ)念是電(diàn)傳操(cāo)縱,液(yè)壓作(zuò)動。也就(jiù)是說,飛(fēi)行員通過側杆(gǎn)輸入操縱(zòng)信号(hào),自動(dòng)操作(zuò)計算(suàn)機結合自(zì)動駕(jià)駛計算機的數據,指令液壓系(xì)統作(zuò)動從而移(yí)動舵(duò)面。

可以看到,空客(kè)飛機高自動化的設計(jì)理念(niàn)下,飛行員(yuán)要做(zuò)的就是輸入自己想(xiǎng)要的信号,而不(bú)是直(zhí)接通(tōng)過人(rén)力來影響飛機(jī)的狀(zhuàng)态,這點和(hé)波音有很大區(qū)别。

那麼液(yè)壓(yā)系統具(jù)體作用(yòng)在哪些東西(xī)上(shàng)呢,看下(xià)圖

以a320為例,a320有三套液(yè)壓(yā)系統,用(yòng)綠、黃(huáng)、藍、三色區(qū)分,每(měi)一(yī)套(tào)分别(bié)控(kòng)制部(bù)分操縱面,同時為另(lìng)外(wài)一部分提供備份。

以綠(lǜ)液壓為(wéi)例,圖中綠液壓(yā)優先控(kòng)制的有(yǒu),起落架、襟翼、縫翼、安定面、1發反(fǎn)推、左副翼、一些(xiē)擾流(liú)闆、正常刹(shā)車(chē)、方向(xiàng)舵(duò)等,可以對比看一下(xià)基本的操作面(miàn)。

也可以以橫滾(gǔn)操縱為例,看看(kàn)各個(gè)液(yè)壓系統(tǒng)的分配(ygb分别代(dài)表黃(huáng)藍(lán)綠液壓),elac,sec,sfcc等就是(shì)上(shàng)面提(tí)到的(de)自動(dòng)操作(zuò)計算機,可(kě)以看(kàn)到計(jì)算機也是(shì)有各自優(yōu)先級的操縱(zòng)分配和(hé)備份(fèn)操控(kòng)計算機(jī)的。

這些東西(xī)有多重要(yào)呢(ne),比(bǐ)如如果綠(lǜ)液壓(yā)完全失效,舉幾(jǐ)個小(xiǎo)例子(zǐ)。

1.襟翼(yì)和縫(féng)翼(yì)操作會(huì)變慢,需要機組(zǔ)在執行程(chéng)序時提前(qián)操(cāo)作;

2.起落(luò)架将不能(néng)正常放出,需要通過(guò)重力放出(chū);

3.自動(dòng)刹車不(bú)工(gōng)作,需(xū)要人工刹(shā)車;

4.進(jìn)近能(néng)力降級;

5.左(zuǒ)邊發(fā)動機反推(tuī)和部分擾流闆(pǎn)不工作,

還(hái)有增(zēng)加落地後減速和控制滑(huá)跑方(fāng)向的(de)難度等等(děng)。附加一個(gè)綠液(yè)壓液壓油過熱的狀态頁面,右邊就(jiù)是不工作(zuò)系(xì)統。

這些隻是(shì)直接導(dǎo)緻(zhì)的功(gōng)能喪失,另一個關鍵的(de)在于這些失效會在飛(fēi)行(háng)過(guò)程每時每(měi)刻增加機組(zǔ)的負荷,負(fù)荷(hé)增加(jiā)可能導(dǎo)緻錯誤的增多;注意力(lì)分配壓力(lì)大;注(zhù)意力(lì)範圍減小(xiǎo)從而對(duì)環境的(de)感知和反應能力下降;操(cāo)縱難度加大;飛機在(zài)其他不正(zhèng)常(cháng)情況發(fā)生的時候(hòu)操控能力(lì)降低(dī)等等(děng)。

這(zhè)還(hái)隻是(shì)綠(lǜ)液(yè)壓一(yī)個系(xì)統的(de)一種失效(xiào),可以想(xiǎng)象雙系(xì)統失效的情況(kuàng),飛機操縱(zòng)法則(zé)可能嚴(yán)重降級(jí),飛機的很(hěn)多自動保(bǎo)護,比如坡(pō)度角(jiǎo)保護,小速(sù)度保(bǎo)護,過載保(bǎo)護,失速保(bǎo)護等(děng)會喪失(shī),大大增(zēng)加機(jī)組壓(yā)力。

最極端的情況,比(bǐ)如你說的所有(yǒu)液壓(yā)不工作。a320将(jiāng)進入機械備(bèi)份法則,飛行(háng)員隻(zhī)能通過配平輪和腳(jiǎo)蹬控制飛(fēi)機(jī),這個時候可(kě)以說你(nǐ)騎自行(háng)車用(yòng)腳的(de)摩擦(cā)轉向,劃船用身(shēn)體搖晃控制并且同(tóng)時兼顧一(yī)堆事情(qíng)一(yī)堆程序和檢查單。飛(fēi)機的反(fǎn)應(yīng)将及(jí)其滞(zhì)後,操縱準(zhǔn)确度極大的降(jiàng)低。保護全部失(shī)去,飛行(háng)員将必(bì)須保持(chí)極(jí)其高度集中(zhōng)的(de)注意力直到(dào)飛機停(tíng)下。難度也是難(nán)以想象的。可以(yǐ)說這個(gè)時(shí)候能安全(quán)落(luò)地(dì)的機組絕對是(shì)英雄(xióng)了。

那麼乘(chéng)客可(kě)能會(huì)擔心(xīn)這麼嚴重的情況有(yǒu)多大的幾(jǐ)率發生呢,介紹一下(xià)液壓系統們是如何互相(xiàng)幫助(zhù)的吧。

其(qí)中綠液壓系統(tǒng)和黃液(yè)壓系統(tǒng)中(zhōng)間有(yǒu)ptu,可以傳輸液壓(yā)壓力(lì),比(bǐ)如(rú)綠液壓系(xì)統故障導(dǎo)緻壓力不(bú)正常,如果不是液壓(yā)油洩露什麼沒法加(jiā)壓的(de)情況(kuàng),就可以打(dǎ)開ptu,由(yóu)黃系統同時提(tí)供綠黃兩個系(xì)統的壓力。

藍液(yè)壓沒有(yǒu)這個東(dōng)西,但是(shì)藍液壓(yā)有一個沖(chòng)壓渦(wō)輪,在(zài)機腹内,放(fàng)出後能轉換一(yī)部分(fèn)飛(fēi)機動能(néng)給藍液壓供壓。

同時,藍系統和(hé)黃系統有電動(dòng)泵,作為備份的(de)液壓來源,綠液壓雖然(rán)沒有電動泵(bèng),但是有ptu呀,隻要(yào)有電有ptu黃(huáng)就能(néng)給綠(lǜ)供(gòng)壓(yā)。液壓低油面洩露等也(yě)基(jī)本不會發生,我國保(bǎo)守的運行風格(gé)以及機務機組(zǔ)的檢查和(hé)很多(duō)檢查(chá)單(dān)都在方(fāng)方面(miàn)面保護飛(fēi)機系統(tǒng)的正常(cháng)工作,可能飛(fēi)行員一(yī)輩子(zǐ)也不(bú)會遇到一次,但這些正是飛行(háng)員發揮(huī)最大作用的(de)時候。綜上,所以隻要(yào)不是飛機(jī)被導彈打(dǎ)了,就别擔(dān)心這事。你問要我飛(fēi)機被導彈(dàn)瞄準(zhǔn)了怎(zěn)麼辦(bàn)?......額~我(wǒ)會眼鏡(jìng)蛇機動你信(xìn)不信?

波音(yīn)飛(fēi)機自動(dòng)化程度低一些,人對(duì)飛機的控制要(yào)多一(yī)些,但是别(bié)認為這是(shì)好事,很(hěn)多(duō)不為人知(zhī)的小事故都是因為人為操縱(zòng)不當導緻的,波音飛機(jī)出事的(de)概率确實(shí)大一(yī)些,自(zì)動飛行(háng)的(de)保護少很(hěn)多,飛行員的壓力也(yě)會大一點(diǎn),各人認(rèn)為電傳和高(gāo)度自(zì)動化(huà)會是越來(lái)越主流的(de)方向(xiàng)。

為提高可(kě)靠性(xìng)和生(shēng)存性(xìng),現(xiàn)代飛機液壓(yā)系統一(yī)般都(dōu)有(yǒu)兩套(tào)。一套(tào)稱為主系統,主要用于起(qǐ)落架、減速(sù)闆、增(zēng)升裝置的(de)收放,并向飛機(jī)操縱(zòng)系統(tǒng)助力(lì)器作動筒的一(yī)腔供(gòng)壓;另一套稱為助(zhù)力系統(tǒng),主要(yào)用于對飛(fēi)機舵面的(de)操縱。為保(bǎo)證發動機(jī)停車(chē)時系(xì)統還能工(gōng)作,還(hái)有一(yī)套應急系(xì)統。應(yīng)急系統的液壓(yā)由單獨的電瓶(píng)驅動電動液壓(yā)泵(bèng)或靠風動渦(wō)輪驅(qū)動(dòng)的液壓(yā)泵提供。

現代液(yè)壓系統都用耐(nài)高溫(wēn)、無腐蝕的石油基油液。液(yè)壓系統的壓力(lì)已從(cóng)第二(èr)代殲擊機(jī)的21 000千(qiān)帕發(fā)展到(dào)蘇-27等飛機(jī)用的28 000千帕,其功(gōng)率從幾十千(qiān)瓦(wǎ)發展到(dào)大(dà)飛機用的(de)幾百千瓦(wǎ)。

液壓(yā)系統(tǒng)中比(bǐ)較重(zhòng)要的是高(gāo)壓下各環節的(de)密封(fēng)。由于液壓(yā)分配開關(guān)、作動(dòng)筒等部件配合(hé)精度要求高,因(yīn)此液壓油必須(xū)有高的清(qīng)潔度(dù),除靠(kào)高精(jīng)度油(yóu)濾外(wài),還要經常(cháng)檢查,超(chāo)過清潔(jié)度規定的(de)液壓(yā)油要(yào)及時更換(huàn)。再有就(jiù)是(shì)液壓(yā)油的高壓(yā)流動(dòng)容易在管(guǎn)路中(zhōng)産生液(yè)壓沖擊(jī),引起導管的強(qiáng)烈振動(dòng),為此導(dǎo)管必須按(àn)規定(dìng)間隔(gé)固定牢靠(kào)。還有就是液壓(yā)系統工作時,因(yīn)高壓(yā)油(yóu)液(yè)通過(guò)各種(zhǒng)活門、開關、作動器時阻力(lì)較大,會産生高(gāo)溫,因此液壓油(yóu)需要(yào)冷(lěng)卻(què)。現在(zài)飛機(jī)的(de)液壓系統導(dǎo)管一(yī)般都(dōu)用钛(tài)合金制(zhì)造(zào)。

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