鄭德星

摘 要：自從飛機(jī)產(chǎn)生以來(lái)，其可靠性和安全性一直得到人們廣泛關(guān)注和研究。飛機(jī)剎車(chē)系統(tǒng)作為飛機(jī)的一個(gè)重要組成部分在飛機(jī)的安全著陸方面起著至關(guān)重要作用。防滑剎車(chē)系統(tǒng)是飛機(jī)重要的機(jī)載設(shè)備，可以使飛機(jī)在安全、平穩(wěn)的前提下以最短的距離停機(jī)。近年來(lái)，隨著飛機(jī)的起降質(zhì)量與速度越來(lái)越大，對(duì)防滑剎車(chē)系統(tǒng)也提出了更高的要求。該文根據(jù)防滑剎車(chē)系統(tǒng)的工作原理，對(duì)民用飛機(jī)防滑剎車(chē)系統(tǒng)的檢測(cè)方法進(jìn)行了分析和研究，為防滑剎車(chē)系統(tǒng)的地面檢測(cè)提供參考。

關(guān)鍵詞：防滑剎車(chē)；地面檢測(cè)方法；飛機(jī)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP27 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

1982年一架波音757試飛時(shí)因防滑剎車(chē)系統(tǒng)及其監(jiān)視系統(tǒng)同時(shí)失靈，導(dǎo)致在波音機(jī)場(chǎng)著陸時(shí)全部機(jī)輪輪轂鋼圈觸地，跑道上燃起一路火焰；2005年4月25日上午9時(shí)30分左右，一架川航空客A320客機(jī)在重慶江北機(jī)場(chǎng)降落?？繒r(shí)剎車(chē)失靈，突然沖出停機(jī)黃線(xiàn)，撞上登機(jī)廊橋；2013年6月23日，一架由休斯敦飛往美國(guó)丹佛的波音787飛機(jī)因剎車(chē)系統(tǒng)故障，當(dāng)日被迫返回休斯敦國(guó)際機(jī)場(chǎng)。

由此可見(jiàn)，防滑剎車(chē)系統(tǒng)性能的好壞及工作是否正常，不僅關(guān)系到飛機(jī)能否在安全、平穩(wěn)的前提下，以最短的距離停機(jī)、減少輪胎磨損， 延長(zhǎng)飛機(jī)輪胎的壽命，降低使用維護(hù)的費(fèi)用，而且直接關(guān)系飛機(jī)及機(jī)載人員的安全。因此該文根據(jù)防滑剎車(chē)系統(tǒng)的工作原理，對(duì)某型國(guó)產(chǎn)民用飛機(jī)防滑剎車(chē)系統(tǒng)地面檢測(cè)方法進(jìn)行分析和研究，為防滑剎車(chē)系統(tǒng)地面檢測(cè)提供參考。

1 防滑剎車(chē)系統(tǒng)工作原理

飛機(jī)電子防滑剎車(chē)系統(tǒng)一般由機(jī)輪剎車(chē)裝置（剎車(chē)盤(pán)）、剎車(chē)指令傳感器、剎車(chē)控制板、液壓電磁閥（液壓鎖）、電液壓力伺服閥、剎車(chē)壓力傳感器、機(jī)輪速度傳感器等部分組成。

飛機(jī)防滑剎車(chē)系統(tǒng)分為2類(lèi)：脈沖式剎車(chē)系統(tǒng)和打滑監(jiān)控式剎車(chē)系統(tǒng)。脈沖式剎車(chē)系統(tǒng)工作時(shí)，不管機(jī)輪是否打滑，它都會(huì)按預(yù)先設(shè)定的時(shí)間間隔交替進(jìn)行剎車(chē)、松剎，直到飛機(jī)剎停。此類(lèi)系統(tǒng)的剎車(chē)效率次優(yōu)，但性能穩(wěn)定。打滑監(jiān)控式剎車(chē)系統(tǒng)通過(guò)傳感器監(jiān)測(cè)飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)，根據(jù)機(jī)輪是否打滑對(duì)其進(jìn)行控制。這類(lèi)系統(tǒng)的剎車(chē)性能可達(dá)到最優(yōu)效果。脈沖式剎車(chē)系統(tǒng)由于剎車(chē)效率較低，未來(lái)將會(huì)慢慢被淘汰。

根據(jù)系統(tǒng)被控量的差別，打滑監(jiān)控式剎車(chē)系統(tǒng)可分為4種：開(kāi)關(guān)式防滑剎車(chē)系統(tǒng)、速度變化率加壓力偏調(diào)控制的防滑剎車(chē)系統(tǒng)、滑移速度控制式和滑移率控制式防滑剎車(chē)系統(tǒng)。

1.1 開(kāi)關(guān)式防滑剎車(chē)系統(tǒng)（慣性防滑剎車(chē)系統(tǒng)）

慣性防滑剎車(chē)系統(tǒng)的共同點(diǎn)在于用慣性傳感器感受機(jī)輪的減速度，當(dāng)減速度超過(guò)門(mén)限值時(shí)，慣性傳感器會(huì)直接通過(guò)機(jī)械機(jī)構(gòu)操縱液壓閥，或慣性傳感器通過(guò)機(jī)構(gòu)接通微動(dòng)電門(mén)控制電磁閥，最終使剎車(chē)裝置與回油路接通。

1.2 機(jī)輪速度變化率式防滑剎車(chē)系統(tǒng)

機(jī)輪速度變化率加壓力偏調(diào)控制式的防滑剎車(chē)系統(tǒng)，控制量是機(jī)輪速度的變化率，由于壓力偏調(diào)，使系統(tǒng)工作平穩(wěn)，起落架受力得到改善。

1.3 滑移速度控制式防滑剎車(chē)系統(tǒng)

滑移速度控制式防滑剎車(chē)系統(tǒng)具有壓力偏調(diào)功能，控制量是準(zhǔn)滑移速度。滑移速度是飛機(jī)沿跑道的縱向速度與受剎機(jī)輪線(xiàn)速度的差值。防滑剎車(chē)系統(tǒng)的控制器用預(yù)先設(shè)定的減速度和受剎機(jī)輪速度推算飛機(jī)速度，從而得到參考速度。當(dāng)用參考速度代替飛機(jī)速度計(jì)算滑移速度時(shí)，得出的便是準(zhǔn)滑移速度。壓力偏調(diào)的核心是通過(guò)延長(zhǎng)系統(tǒng)在結(jié)合系數(shù)—滑移率特性正斜率區(qū)的停留時(shí)間來(lái)提高剎車(chē)效率。

1.4 滑移率控制式防滑剎車(chē)系統(tǒng)

滑移率控制式防滑剎車(chē)系統(tǒng)控制受剎機(jī)輪的滑移率，即控制滑移速度與飛機(jī)速度的比率。在諸多影響因素中，滑移率對(duì)結(jié)合系數(shù)的影響最大。該系統(tǒng)將滑移率控制在與結(jié)合系數(shù)最大值對(duì)應(yīng)的滑移率附近，以提高系統(tǒng)的剎車(chē)效率。

2 民用飛機(jī)使用的防滑系統(tǒng)原理

民用飛機(jī)所使用的防滑剎車(chē)系統(tǒng)采用的是綜合控制方法，所有輸入信號(hào)，象左右輪速信號(hào)、腳蹬行程、剎車(chē)壓力信號(hào)等，在經(jīng)過(guò)剎車(chē)控制閥信號(hào)處理器內(nèi)處理后，輸出電信號(hào)控制剎車(chē)控制閥開(kāi)度，從而控制剎車(chē)壓力。腳蹬行程信號(hào)為初始輸入信號(hào)，它會(huì)引起剎車(chē)控制閥工作電流的變化，腳蹬行程越大，電流就越強(qiáng)。同時(shí)，根據(jù)輸入處理器的其他信號(hào)，修正閥工作電流。當(dāng)滑動(dòng)監(jiān)控器監(jiān)控到機(jī)輪滑動(dòng)動(dòng)作時(shí)，滑動(dòng)監(jiān)控器將會(huì)產(chǎn)生電信號(hào)，修正剎車(chē)控制閥的工作電流。當(dāng)與剎車(chē)腳蹬信號(hào)相對(duì)應(yīng)的剎車(chē)壓力過(guò)低時(shí)，剎車(chē)壓力傳感器會(huì)將壓力信號(hào)反饋給閥信號(hào)處理器，處理器通過(guò)調(diào)整增大閥控制電流，使剎車(chē)壓力變大。在當(dāng)前的跑道條件下，當(dāng)腳蹬信號(hào)控制的剎車(chē)壓力超出了機(jī)輪滑動(dòng)的極限時(shí)，減速率計(jì)算器和防滑級(jí)別控制器會(huì)將控制閥工作電流保持在機(jī)輪滑動(dòng)極限之下某一值，保證剎車(chē)效率。

民用飛機(jī)進(jìn)行了濕跑道調(diào)參試飛試驗(yàn)，通過(guò)試飛數(shù)據(jù)分析，內(nèi)外機(jī)輪剎車(chē)壓力、輪速與時(shí)間的關(guān)系符合防滑剎車(chē)系統(tǒng)的工作過(guò)程軌跡，很好地驗(yàn)證了防滑系統(tǒng)的原理，為以后發(fā)展地面檢測(cè)方法定量測(cè)試提供了直觀的數(shù)據(jù)圖。

3 防滑剎車(chē)地面檢測(cè)方法

如何保持防滑剎車(chē)系統(tǒng)的良好功能和性能，是剎車(chē)系統(tǒng)檢測(cè)和維護(hù)的重點(diǎn)。

自防滑剎車(chē)功能在飛機(jī)上使用至今，針對(duì)防滑剎車(chē)的不同工作原理，地面檢測(cè)防滑剎車(chē)功能經(jīng)歷了3個(gè)階段的迅猛發(fā)展，從最原始的“人力”驅(qū)動(dòng)地面檢測(cè)法，發(fā)展到機(jī)械驅(qū)動(dòng)地面檢測(cè)法，到目前民航界流行使用的自動(dòng)電子地面檢測(cè)法。

早期國(guó)內(nèi)某型軍用飛機(jī)采用“人力”驅(qū)動(dòng)地面檢測(cè)法。在飛機(jī)機(jī)輪頂起的狀態(tài)下，無(wú)須拆卸飛機(jī)上的任何零件。首先飛機(jī)上電，打開(kāi)自動(dòng)電子防滑剎車(chē)電門(mén)，機(jī)務(wù)人員僅靠臂力使機(jī)輪開(kāi)始旋轉(zhuǎn)。與此同時(shí)，在駕駛艙的操作人員需將剎車(chē)腳蹬踩到底，使機(jī)輪輪速急劇下降。當(dāng)減速度超過(guò)門(mén)限值時(shí)，防滑剎車(chē)系統(tǒng)內(nèi)的慣性傳感器直接通過(guò)機(jī)構(gòu)接通微動(dòng)電門(mén)控制冷氣閥電磁開(kāi)關(guān)，使剎車(chē)裝置的冷氣與周?chē)拇髿饨油?，通過(guò)放氣聲音來(lái)識(shí)別防滑測(cè)試是否通過(guò)?！叭肆Α彬?qū)動(dòng)地面檢測(cè)方法可定性檢測(cè)防滑剎車(chē)功能是否完好，可以應(yīng)用于機(jī)輪直徑較小，機(jī)輪滾轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力較小的機(jī)型，經(jīng)常見(jiàn)于早期的軍機(jī)。

機(jī)械驅(qū)動(dòng)地面檢測(cè)法與“人力”驅(qū)動(dòng)地面檢測(cè)法的檢測(cè)原理一致，只是改變了驅(qū)動(dòng)源。機(jī)械驅(qū)動(dòng)地面檢測(cè)法使用電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)機(jī)輪旋轉(zhuǎn)，其他操作程序與“人力”驅(qū)動(dòng)地面檢測(cè)方法一致。機(jī)械驅(qū)動(dòng)地面檢測(cè)法可應(yīng)用于機(jī)輪直徑較大，機(jī)輪滾轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力較大的機(jī)型。

現(xiàn)民航客機(jī)防滑剎車(chē)地面檢測(cè)比較流行的是使用電子地面檢測(cè)法，電子地面檢測(cè)法主要是通過(guò)一套電子防滑檢測(cè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)的。電子防滑檢測(cè)設(shè)備主要是由電子防滑檢測(cè)模擬器、輪速模擬驅(qū)動(dòng)器和剎車(chē)壓力傳感器3個(gè)部分組成。

機(jī)輪輪速傳感器安裝在飛機(jī)主輪中心軸內(nèi)，輪速模擬驅(qū)動(dòng)器與機(jī)輪的輪速傳感器相連，驅(qū)動(dòng)器轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)輪速傳感器，模擬輪速信號(hào)。剎車(chē)壓力傳感器與輪轂剎車(chē)壓力腔相連，感應(yīng)剎車(chē)壓力，然后將剎車(chē)壓力轉(zhuǎn)化為電信號(hào)并傳輸給電子防滑檢測(cè)模擬器。電子防滑檢測(cè)模擬器將向輪速模擬驅(qū)動(dòng)器提供初始輪速信號(hào)，模擬出初始輪速（大于防滑剎車(chē)啟動(dòng)輪速，且小于最大工作輪速）。在一定的剎車(chē)腳蹬位移的作用下，剎車(chē)壓力升高、電子防滑檢測(cè)模擬器感應(yīng)剎車(chē)壓力的變化，合理調(diào)節(jié)輪速模擬驅(qū)動(dòng)器轉(zhuǎn)速，使輪速傳感器的輪速信號(hào)發(fā)生相應(yīng)的變化。當(dāng)減速率超過(guò)參考數(shù)值時(shí)，則會(huì)引起剎車(chē)控制組件（BCU）調(diào)節(jié)剎車(chē)壓力，形成防滑剎車(chē)的閉環(huán)反饋控制，從而達(dá)到在飛機(jī)靜態(tài)下定性地檢測(cè)防滑剎車(chē)性能好壞的目的。

在定性檢測(cè)防滑剎車(chē)系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上，結(jié)合相關(guān)機(jī)型飛行試驗(yàn)的防滑剎車(chē)數(shù)據(jù)，對(duì)防滑剎車(chē)功能的模擬點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，然后再經(jīng)過(guò)一系列的防滑剎車(chē)地面試驗(yàn)，可以模擬出不同輪速變化率下防滑剎車(chē)啟動(dòng)工作的不同情況，從而在一定程度上達(dá)到定量檢測(cè)防滑剎車(chē)系統(tǒng)的目的。

4 民用飛機(jī)防滑剎車(chē)地面檢測(cè)方法的現(xiàn)狀

現(xiàn)在民用飛機(jī)防滑剎車(chē)系統(tǒng)功能是否完好，單純依賴(lài)于剎車(chē)控制組件（BCU）的自檢測(cè)（Built-In-test，簡(jiǎn)稱(chēng)BIT），自檢測(cè)分為開(kāi)機(jī)自檢測(cè)（Start-up Test）、連續(xù)自檢測(cè)（Continuous self Test）和飛行中檢測(cè)（In-flight test）。開(kāi)機(jī)自檢測(cè)是在飛機(jī)上電后為了測(cè)試剎車(chē)系統(tǒng)部件是否喪失功能，連續(xù)自檢測(cè)是在剎車(chē)控制組件（BCU）上電時(shí)進(jìn)行，用于在BCU使用過(guò)程中后臺(tái)監(jiān)控剎車(chē)系統(tǒng)BCU和其他LRU的工作狀態(tài)，飛行自檢測(cè)是飛機(jī)在空中放下起落架過(guò)程中，剎車(chē)系統(tǒng)將完成一次飛行自檢，模擬一次防滑剎車(chē)過(guò)程，目的是在著陸前檢測(cè)剎車(chē)系統(tǒng)是否存在危險(xiǎn)故障，象切斷閥和剎車(chē)控制閥的工作失效。

總之，自檢測(cè)僅作用于監(jiān)控剎車(chē)控制組件（BCU）自身內(nèi)部的邏輯控制和相關(guān)部件信號(hào)反饋，是系統(tǒng)的靜態(tài)檢測(cè)，而缺乏對(duì)防滑剎車(chē)系統(tǒng)所有的關(guān)系部件及油液管路，在動(dòng)態(tài)實(shí)際工作情況下進(jìn)行直接有效的試驗(yàn)監(jiān)控。而在飛機(jī)滑行時(shí)直接檢驗(yàn)防滑剎車(chē)性能的方法，會(huì)對(duì)飛機(jī)飛行的安全性及機(jī)輪的磨損產(chǎn)生一定的影響。更重要的是，這不是飛機(jī)起降滑跑的正常操作程序。

5 結(jié)論

民航飛機(jī)的防滑剎車(chē)性能定性檢測(cè)程序使用檢測(cè)設(shè)備對(duì)其功能進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬定期檢測(cè)，避免發(fā)生檢測(cè)手段比較單一情況，對(duì)提高系統(tǒng)的使用維護(hù)水平和飛機(jī)的起降安全可靠性有很大幫助。該文提供的地面檢測(cè)方法及檢測(cè)設(shè)備是現(xiàn)今民航飛機(jī)電子防滑剎車(chē)系統(tǒng)最有效和最直接的檢測(cè)方法之一，可為以后民用飛機(jī)防滑剎車(chē)系統(tǒng)地面檢測(cè)方法提供參考。

參考文獻(xiàn)

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