(上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院，上海 201210)

引言

民用飛機(jī)剎車(chē)系統(tǒng)是飛機(jī)減速的重要方式之一，對(duì)飛機(jī)安全起著重要作用，需具備足夠的安全裕度，以保證在任何預(yù)期運(yùn)營(yíng)的跑道(如干跑道、濕跑道、污染跑道等)上都能夠安全剎停飛機(jī)[1]。一般情況下，剎車(chē)系統(tǒng)會(huì)配有剎車(chē)蓄壓器，作為液壓能源系統(tǒng)的補(bǔ)充，提供長(zhǎng)時(shí)間停留剎車(chē)能力，提高剎車(chē)系統(tǒng)的安全性和可用性[2]。目前蓄壓器的研究比較深入，其原理和材料等比較成熟[3-4]。因此對(duì)于民用飛機(jī)來(lái)說(shuō)，剎車(chē)蓄壓器的容積尺寸是設(shè)計(jì)時(shí)需重點(diǎn)考慮的一個(gè)方面，容積尺寸越大，剎車(chē)蓄壓器的重量相應(yīng)就越大。相對(duì)于其他交通工具，民用飛機(jī)對(duì)重量更加敏感，對(duì)其運(yùn)營(yíng)經(jīng)濟(jì)型有重要影響。為盡量減小剎車(chē)蓄壓器的容積尺寸，需對(duì)剎車(chē)蓄壓器所承擔(dān)的功能需求進(jìn)行研究。其中最重要的是分析在不同跑道上帶防滑著陸對(duì)剎車(chē)蓄壓器尺寸的影響，一方面此需求是剎車(chē)蓄壓器最重要的安全性需求，對(duì)于保證飛機(jī)安全有著重要作用；另一方面此需求涉及非線性程度較高的機(jī)體和剎車(chē)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性，以及比較復(fù)雜的剎車(chē)系統(tǒng)防滑控制律。目前國(guó)外對(duì)車(chē)輛的剎車(chē)蓄壓器研究較多[5-6]，鮮有對(duì)民用飛機(jī)剎車(chē)蓄壓器的研究； 國(guó)內(nèi)對(duì)民用飛機(jī)剎車(chē)蓄壓器的仿真等研究相對(duì)多一些[7-9]，但在建立較為精確的剎車(chē)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模，并引入防滑控制率進(jìn)行著陸工況詳細(xì)分析方面相對(duì)欠缺。

本研究以典型民用飛機(jī)剎車(chē)系統(tǒng)為例，建立了飛機(jī)剎車(chē)系統(tǒng)模型，并引入防滑控制律，通過(guò)仿真，對(duì)比分析了在不同跑道上帶防滑著陸對(duì)剎車(chē)蓄壓器容積尺寸的影響。

1 典型民用飛機(jī)剎車(chē)系統(tǒng)架構(gòu)

典型民用飛機(jī)剎車(chē)系統(tǒng)一般含正常和備份2個(gè)子系統(tǒng)[2]，其中典型正常系統(tǒng)回路的架構(gòu)如圖1所示。

圖1 典型剎車(chē)系統(tǒng)正?；芈芳軜?gòu)圖Fig.1 Typical brake system normal loop architecture

正常剎車(chē)子系統(tǒng)使用額定壓力為20.6 MPa的液壓能源系統(tǒng)供壓，并聯(lián)1個(gè)剎車(chē)蓄壓器，通過(guò)1個(gè)切斷閥(Shut-off Valve，SOV)將液壓油傳遞到剎車(chē)控制閥(Brake Control Valve，BCV)中，正常剎車(chē)子系統(tǒng)在每個(gè)機(jī)輪上均有1個(gè)BCV，實(shí)現(xiàn)四輪剎車(chē)獨(dú)立控制。正常剎車(chē)回路的回油管路上有停留剎車(chē)閥(Parking Brake Valve，PBV)，關(guān)閉后將回油路切斷，使剎車(chē)回路油液保持高壓，從而實(shí)現(xiàn)停留剎車(chē)功能。當(dāng)飛機(jī)需要夜里長(zhǎng)時(shí)間(一般額定時(shí)間為8 h)停留在機(jī)庫(kù)或停機(jī)坪上時(shí)，在飛機(jī)斷電前，駕駛員操作駕駛艙的停留剎車(chē)開(kāi)關(guān)以實(shí)施停留剎車(chē)功能：PBV關(guān)閉將回油路切斷，SOV和BCV開(kāi)啟一段時(shí)間后關(guān)閉，將PBV前的回油壓力升高到20.6 MPa左右，從而使剎車(chē)回路油液保持高壓，實(shí)現(xiàn)停留剎車(chē)功能。由于PBV有內(nèi)泄漏，使回油路液壓油流到油箱，需要不斷地為回油路補(bǔ)充液壓油，一方面，SOV進(jìn)油口壓力與回油口壓力的差小于一定值時(shí)，SOV無(wú)需供電而自動(dòng)打開(kāi)，將液壓油輸送給BCV；另一方面，BCV為大泄漏量的伺服閥，關(guān)閉時(shí)雖然回油路與剎車(chē)路連通，但仍能通過(guò)進(jìn)油口和回油口的內(nèi)泄漏補(bǔ)充回油路液壓油。此時(shí)液壓能源系統(tǒng)已經(jīng)斷電無(wú)法供壓，剎車(chē)蓄壓器作為液壓能源提供補(bǔ)充液壓油，從而保證長(zhǎng)時(shí)間足夠的停留剎車(chē)壓力。

2 蓄壓器設(shè)計(jì)需求和不同類(lèi)型跑道摩擦系數(shù)

正常剎車(chē)回路中，當(dāng)液壓能源系統(tǒng)喪失壓力時(shí)，蓄壓器能夠作為備用能源支持實(shí)施剎車(chē)動(dòng)作。此時(shí)有兩種剎車(chē)方式：一種是不帶防滑控制的剎車(chē)；另一種是帶防滑控制的剎車(chē)。要求蓄壓器在兩種剎車(chē)方式下均具有足夠的供壓能力。同時(shí)，根據(jù)CCAR 25 R4 735(h)條款[10]，要求剎車(chē)蓄壓器需滿(mǎn)足如下要求：

(1) 當(dāng)防滑系統(tǒng)沒(méi)有工作時(shí)至少可完成6個(gè)完整的剎車(chē)循環(huán)動(dòng)作；

(2) 在飛機(jī)經(jīng)審定的所有跑道表面條件下，當(dāng)防滑系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)飛機(jī)完全停止。

綜上所述，典型民用飛機(jī)剎車(chē)系統(tǒng)對(duì)剎車(chē)蓄壓器的需求如下：

(1) 剎車(chē)蓄壓器需要能夠保證8 h的停留剎車(chē)能力；

(2) 剎車(chē)蓄壓器需要能夠支持7次不帶防滑的完整剎車(chē)循環(huán)動(dòng)作；

(3) 剎車(chē)蓄壓器需要能夠支持任意目標(biāo)跑道上1次完整的帶防滑剎車(chē)著陸過(guò)程。

其中，對(duì)于1次完整的帶防滑剎車(chē)著陸過(guò)程，不同跑道對(duì)剎車(chē)系統(tǒng)的影響主要是由于輪胎的摩擦系數(shù)不同導(dǎo)致防滑剎車(chē)著陸距離不同，進(jìn)而影響剎車(chē)蓄壓器的需油量。

根據(jù)AC-121-FS-2009-33《航空承運(yùn)人濕跑道和污染跑道運(yùn)行管理規(guī)定》[11]，典型跑道一般分為干跑道、濕跑道和污染跑道。每種類(lèi)型跑道與輪胎的摩擦系數(shù)不一樣，并隨機(jī)輪打滑程度變化而變化。通過(guò)對(duì)典型的干跑道、濕跑道和冰跑道的試驗(yàn)和分析[12]，得出如下摩擦系數(shù)公式：

干跑道：

μ=0.8sin[1.5344arctan(14.0326s)]

(1)

濕跑道：

μ=0.4sin[2.0192arctan(8.2098s)]

(2)

冰跑道：

μ=0.2sin[2.0875arctan(7.201788s)]

(3)

式中，μ—— 輪胎跑道摩擦系數(shù)

s—— 滑移率

通過(guò)飛機(jī)速度與機(jī)輪速度之差相對(duì)飛機(jī)速度的比值，用于表征機(jī)輪打滑程度：

(4)

式中，v—— 飛機(jī)速度

w—— 機(jī)輪速度

不同的民用飛機(jī)有不同的目標(biāo)運(yùn)營(yíng)跑道，有些飛機(jī)只可以在干跑道和濕跑道上運(yùn)營(yíng)，有些飛機(jī)可以在積水或融雪的跑道上運(yùn)營(yíng)，有些飛機(jī)甚至可以在冰跑道上運(yùn)營(yíng)。本研究將會(huì)對(duì)不同典型跑道著陸工況進(jìn)行分析，評(píng)估在不同跑道著陸對(duì)蓄壓器的容積需求。

3 蓄壓器建模與剎車(chē)防滑控制律

為了確定剎車(chē)蓄壓器容積尺寸，由剎車(chē)蓄壓器的3條需求可以看出，需求(1)和(2)均為開(kāi)環(huán)控制，可以通過(guò)計(jì)算進(jìn)行分析，而需求(3)為非線性閉環(huán)控制，需通過(guò)剎車(chē)系統(tǒng)建模進(jìn)行仿真分析。因此，為模擬完整剎車(chē)著陸過(guò)程，需搭建飛機(jī)機(jī)體、剎車(chē)系統(tǒng)、跑道等模型，并綜合考慮飛機(jī)氣動(dòng)力等各種力和力矩的相互作用。

3.1 剎車(chē)系統(tǒng)蓄壓器數(shù)學(xué)建模

剎車(chē)蓄壓器是一種儲(chǔ)存能量的附件[4]，它在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候把系統(tǒng)多余的壓力油儲(chǔ)存起來(lái)，在需要時(shí)又釋放出來(lái)供給系統(tǒng)，此外還能緩和液壓沖擊及吸收壓力脈動(dòng)等功能。蓄壓器的模型需要包括充氣和開(kāi)關(guān)閥的特性?；痉匠虨槔硐霘怏w方程：

pvk=const

(5)

式中，p—— 氣體壓力

v—— 氣體體積

k—— 多變指數(shù)

氣體壓力根據(jù)下式建立：

pgas·Vaccu=1.4pprecharge·V0

(6)

式中，pgas—— 氣體壓力

Vaccu—— 蓄壓器的體積

pprecharge—— 預(yù)充氣壓力

V0——pprecharge下的氣體體積

當(dāng)油液壓力高于蓄壓器預(yù)充壓力時(shí)方程有效。如果油壓低于這個(gè)壓力，氣囊將膨脹充滿(mǎn)整個(gè)腔體，并不儲(chǔ)存任何的能量。

3.2 防滑剎車(chē)控制律

根據(jù)SAE AIR 1739[13]和AC 25-7[14]，剎車(chē)系統(tǒng)防滑控制類(lèi)型可以分為3種：

(1) 開(kāi)關(guān)式 使用滿(mǎn)計(jì)量剎車(chē)壓力(由飛行員指令)直到感受到機(jī)輪鎖住為止，然后釋放剎車(chē)壓力以使機(jī)輪向后起轉(zhuǎn)，當(dāng)系統(tǒng)感受到機(jī)輪正在向后加速到同步速度(例如：地面速度)，再次使用滿(mǎn)計(jì)量剎車(chē)壓力；

(2) 準(zhǔn)調(diào)節(jié)式 試圖隨機(jī)輪速度的變化連續(xù)地調(diào)整剎車(chē)壓力，典型情況是當(dāng)機(jī)輪減速率超過(guò)預(yù)先選定的值時(shí)釋放剎車(chē)壓力，在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間合適的滑移深度之后，以更低的水平再次應(yīng)用剎車(chē)壓力，之后漸漸增加剎車(chē)壓力直到感受到另一個(gè)初始滑移狀態(tài)為止；

(3) 全調(diào)節(jié)式 為準(zhǔn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的細(xì)化，在滑移期間，修正動(dòng)作基于感受單個(gè)的機(jī)輪速度，而不是預(yù)先設(shè)計(jì)的響應(yīng)，壓力減少的數(shù)值或再次使用是基于機(jī)輪進(jìn)入滑移或從滑移中恢復(fù)的速率。

PID控制[16]作為經(jīng)典控制算法，對(duì)于液壓作動(dòng)系統(tǒng)控制有較好效果，但對(duì)于高動(dòng)態(tài)、高精度控制的剎車(chē)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，在輪胎打滑時(shí)，傳統(tǒng)PID控制往往響應(yīng)較慢，導(dǎo)致容易多次深度打滑，影響安全性和乘坐舒適性。本研究采用壓力偏調(diào)控制(Pressure Bias Modulation，PBM)防滑剎車(chē)控制算法[17]進(jìn)行建模和仿真驗(yàn)證，以分析研究跑道類(lèi)型對(duì)蓄能器的影響關(guān)系。PBM控制算法是在PID算法的基礎(chǔ)上，對(duì)積分級(jí)進(jìn)行平方，調(diào)節(jié)BCV控制電流，實(shí)現(xiàn)壓力偏調(diào)，從而保證機(jī)輪打滑解除后，可以短暫維持低剎車(chē)壓力一段時(shí)間，然后再上升剎車(chē)壓力去試探打滑點(diǎn)，從而防止短時(shí)間內(nèi)多次深打滑。

剎車(chē)控制單元(Brake Control Unit，BCU)接收輪速信號(hào)，基于反饋的輪速得到基準(zhǔn)速度，將二者差值輸入到 PBM控制模塊，得到合適的BCV控制電流，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)防滑剎車(chē)。典型的PBM控制模塊主要由比例級(jí)、微分級(jí)和偏壓級(jí)組成，并通過(guò)權(quán)重累加控制指令后限幅輸出給BCV。

1) 比例級(jí)

當(dāng)目標(biāo)速度與輪速差小于比例級(jí)門(mén)限值時(shí)，表明機(jī)輪幾乎不打滑，則保持輸出不變，作為BCV控制電流的一部分；當(dāng)目標(biāo)速度與輪速差大于比例級(jí)門(mén)限值時(shí)，表明機(jī)輪出現(xiàn)較深打滑，則快速減小控制電流，使機(jī)輪從較深打滑狀態(tài)中恢復(fù)。

(7)

式中，yp—— 比例級(jí)輸出

yp0—— 上一時(shí)刻比例級(jí)輸出

kp—— 比例控制系數(shù)

Δw—— 實(shí)時(shí)輪速與基準(zhǔn)速度之差

Δwp—— 比例級(jí)的門(mén)限值

2) 微分級(jí)

當(dāng)目標(biāo)速度與輪速差小于微分級(jí)門(mén)限值時(shí)，表明機(jī)輪幾乎不打滑，那么保持輸出不變，作為BCV控制電流的一部分；當(dāng)目標(biāo)速度與輪速差大于微分級(jí)門(mén)限值時(shí)，代表機(jī)輪出現(xiàn)較深打滑，需要及時(shí)做出相應(yīng)反應(yīng)，以減小超調(diào)，改善剎車(chē)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性，增加穩(wěn)定性。

(8)

式中，yd—— 微分級(jí)輸出

yd0—— 上一時(shí)刻電流值

kd—— 比例放大系數(shù)

Td—— 時(shí)間常數(shù)

Δwd—— 微分級(jí)的門(mén)限值

3) 偏壓級(jí)

偏壓級(jí)是對(duì)PID控制中積分級(jí)的改進(jìn)。當(dāng)輪速與目標(biāo)速度之差小于偏壓級(jí)門(mén)限值時(shí)，表明機(jī)輪基本沒(méi)有出現(xiàn)打滑，此時(shí)需要逐步增大BCV控制電流，以增大剎車(chē)力矩，從而去尋找防滑臨界點(diǎn)，提高剎車(chē)效率。當(dāng)輪速與基準(zhǔn)速度之差大于該門(mén)限值時(shí)，代表機(jī)輪出現(xiàn)一定的打滑，此時(shí)需要減小BCV控制電流，以減小剎車(chē)力矩，并且減小的BCV控制電流幅度隨差值變化而變化。

(9)

式中，yi—— 偏壓級(jí)輸出

yi0—— 上一時(shí)刻偏壓級(jí)輸出

Δwi1，Δwi2—— 偏壓級(jí)的門(mén)限值

ki1—— 加壓速度

ki2—— 降低BCV電流的加速度

4) 加權(quán)綜合

加權(quán)綜合通過(guò)把比例極、微分級(jí)和偏壓級(jí)的輸出按照各自的權(quán)值疊加，并且限制最大輸出值，作為最終的BCV控制電流。

(10)

式中，y—— PBM最終輸出值，即最終的BCV控制電流

Cp，Cd，Ci—— 分別為比例級(jí)、微分級(jí)和偏壓級(jí)的權(quán)重系數(shù)

ymax—— BCV控制電流上限值

4 基于MWORKS的仿真模型建立和結(jié)果分析

本研究采用MWORKS仿真環(huán)境進(jìn)行建模和分析，搭建了飛機(jī)機(jī)體和剎車(chē)系統(tǒng)模型，如圖2所示。該模型主要包括飛機(jī)機(jī)體模型(圖3)、剎車(chē)液壓回路模型(圖4)、剎車(chē)系統(tǒng)蓄壓器模型(圖5)和輪胎跑道模型(圖6)等，剎車(chē)防滑控制律采用前文所述PDM控制算法。搭建模型后，通過(guò)公開(kāi)的試驗(yàn)、手冊(cè)等數(shù)據(jù)對(duì)仿真模型進(jìn)行了校準(zhǔn)，以保證根據(jù)模型拓展出的仿真工況盡可能真實(shí)。

5 跑道類(lèi)型對(duì)剎車(chē)蓄壓器容積尺寸需求分析

3條需求決定了蓄壓器容積尺寸，本研究在對(duì)1次帶防滑的完整著陸過(guò)程進(jìn)行分析時(shí)，需先對(duì)其余2條需求進(jìn)行分析，以確保蓄壓器尺寸可以同時(shí)滿(mǎn)足3條需求。

圖3 飛機(jī)機(jī)體模型Fig.3 Aircraft model

圖4 剎車(chē)液壓回路模型Fig.4 Brake hydraulic loop model

圖5 剎車(chē)系統(tǒng)蓄壓器模型Fig.5 Brake system accumulator model

圖6 輪胎跑道模型Fig.6 Tire and runway model

1) 8 h停留剎車(chē)能力需求分析

由于8 h停留剎車(chē)能力僅為飛機(jī)靜態(tài)情況下的操作，與跑道情況無(wú)關(guān)，因此所有類(lèi)型跑道僅需分析1次即可。

根據(jù)仿真模型計(jì)算出，當(dāng)支持8 h停留剎車(chē)時(shí)，蓄壓器容積尺寸需要40 in3。

2) 7次不帶防滑的完整剎車(chē)動(dòng)作需求分析

根據(jù)AC 25.735-1[4]，一個(gè)完整剎車(chē)循環(huán)動(dòng)作定義為剎車(chē)從完全松開(kāi)到完全壓緊再回到完全松開(kāi)的使用過(guò)程。假定每個(gè)完整剎車(chē)循環(huán)動(dòng)作中，0.5 s踩剎車(chē)腳蹬至滿(mǎn)行程保持3 s，然后0.5 s松開(kāi)剎車(chē)腳蹬至零位，保持1 s。

由于7次不帶防滑的完整剎車(chē)動(dòng)作僅為飛機(jī)靜態(tài)情況下的操作，與跑道情況無(wú)關(guān)，因此所有類(lèi)型跑道僅需分析一次即可，仿真曲線詳見(jiàn)圖7～圖9。

圖7 剎車(chē)腳蹬7次完整剎車(chē)循環(huán)動(dòng)作Fig.7 Brake pedal 7 application cycles

圖8 7次完整剎車(chē)循環(huán)動(dòng)作對(duì)應(yīng)的蓄壓器壓力變化Fig.8 Accumulator pressure change during brake pedal 7 application cycles

圖9 7次完整剎車(chē)循環(huán)動(dòng)作對(duì)應(yīng)的蓄壓器剩余油液體積變化Fig.9 Accumulator remaining oil volume change during brake pedal 7 application cycles

仿真結(jié)果表明，當(dāng)選擇蓄壓器容積尺寸為115 in3時(shí)，7次完整剎車(chē)循環(huán)動(dòng)作后，剎車(chē)蓄壓器剩余壓力約為7.2 MPa，剩余液壓油體積約為3 in3，滿(mǎn)足需求。

3) 1次帶防滑的完整剎車(chē)著陸過(guò)程需求分析

選擇3種典型跑道進(jìn)行分析：干跑道、濕跑道和污染跑道中最嚴(yán)酷的冰跑道，其與輪胎對(duì)應(yīng)的摩擦系數(shù)分別設(shè)置為0.5，0.25和0.05。

根據(jù)搭建的仿真模型，當(dāng)設(shè)定跑道類(lèi)型為干跑道時(shí)，通過(guò)迭代，選擇蓄壓器容積尺寸為64 in3，1次帶防滑的完整剎車(chē)著陸過(guò)程仿真結(jié)果如圖10～圖12所示。

從仿真結(jié)果可以看出，19 s左右剎停飛機(jī)，此時(shí)蓄壓器剩余壓力約為6.9 MPa，剩余液壓油體積約為0 in3，因此干跑道上一次防滑著陸過(guò)程對(duì)蓄壓器的容積尺寸需求為64 in3。

當(dāng)設(shè)定跑道類(lèi)型為濕跑道時(shí)，通過(guò)迭代，選擇蓄壓器容積尺寸為89 in3，1次帶防滑的完整剎車(chē)著陸過(guò)程仿真結(jié)果如圖13～圖15所示。

圖10 干跑道上1次帶防滑的完整剎車(chē)著陸過(guò)程—飛機(jī)速度和輪速變化Fig.10 One complete landing brake duration on dry runway-aircraft speed and wheelspeed change

圖11 干跑道上1次帶防滑的完整剎車(chē)著陸過(guò)程—蓄壓器壓力變化Fig.11 One complete landing brake duration on dry runway-accumulator pressure change

圖12 干跑道上1次帶防滑的完整剎車(chē)著陸過(guò)程—蓄壓器剩余油液體積變化Fig.12 One complete landing brake duration on dry runway-accumulator remaining oil volume change

由圖中可以看出，25 s左右剎停飛機(jī)，此時(shí)蓄壓器剩余壓力約為6.9 MPa，剩余液壓油體積約為0 in3，因此濕跑道上一次防滑著陸過(guò)程對(duì)蓄壓器的容積尺寸需求為89 in3。

圖13 濕跑道上1次帶防滑的完整剎車(chē)著陸過(guò)程—飛機(jī)速度和輪速變化Fig.13 One complete landing brake duration on wet runway—aircraft speed and wheelspeed change

圖14 濕跑道上1次帶防滑的完整剎車(chē)著陸過(guò)程—蓄壓器壓力變化Fig.14 One complete landing brake duration on wet runway-accumulator pressure change

圖15 濕跑道上1次帶防滑的完整剎車(chē)著陸過(guò)程—蓄壓器剩余油液體積變化Fig.15 One complete landing brake duration on wet runway—accumulator remaining oil volume change

當(dāng)設(shè)定跑道類(lèi)型為冰跑道時(shí)，通過(guò)迭代，選擇蓄壓器容積尺寸為155 in3，1次帶防滑的完整剎車(chē)著陸過(guò)程仿真結(jié)果如圖16～圖18所示。

圖16 冰跑道上1次帶防滑的完整剎車(chē)著陸過(guò)程—飛機(jī)速度和輪速變化Fig.16 One complete landing brake duration on icy runway—aircraft speed and wheelspeed change

圖17 冰跑道上1次帶防滑的完整剎車(chē)著陸過(guò)程—蓄壓器壓力變化Fig.17 One complete landing brake duration on icy runway—accumulator pressure change

圖18 冰跑道上1次帶防滑的完整剎車(chē)著陸過(guò)程—蓄壓器剩余油液體積變化Fig.18 One complete landing brake duration on icy runway—accumulator remaining oil volume change

由圖中可以看出，61 s左右剎停飛機(jī)，此時(shí)蓄壓器剩余壓力約為6.9 MPa，剩余液壓油體積約為0 in3，因此冰跑道上一次防滑著陸過(guò)程對(duì)蓄壓器的容積尺寸需求為155 in3。

基于上述仿真結(jié)果，干跑道上1次帶防滑的完整著陸過(guò)程對(duì)剎車(chē)蓄壓器容積尺寸需求最小，濕跑道次之，冰跑道要求最大。因此可以得出一個(gè)推論：輪胎與跑道摩擦系數(shù)越低，對(duì)剎車(chē)蓄壓器容積尺寸需求越大。相應(yīng)的，在積水、融雪、濕雪、干雪、壓實(shí)的雪等類(lèi)型的污染跑道上進(jìn)行1次帶防滑的完整著陸過(guò)程時(shí)，對(duì)剎車(chē)蓄壓器的容積尺寸需求應(yīng)該介于濕跑道和冰跑道之間。

這是符合理論分析的：防滑工作時(shí)，BCV閥芯受到以滑移率變化等作為輸入的剎車(chē)防滑控制律驅(qū)動(dòng)而頻繁移動(dòng)，使BCV油路通徑頻繁變化，使蓄壓器中的液壓油快速輸入下游剎車(chē)裝置中，或者從下游剎車(chē)裝置中回流到油箱，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)剎車(chē)壓力的快速調(diào)節(jié)。因此，輪胎越容易打滑，著陸過(guò)程越長(zhǎng)，所需要的液壓油就越多，從而對(duì)剎車(chē)蓄壓器的容積尺寸需求就越大。

綜上所述，針對(duì)本研究分析的典型民用飛機(jī)剎車(chē)系統(tǒng)，當(dāng)目標(biāo)運(yùn)營(yíng)著陸跑道包括冰跑道時(shí)，其對(duì)剎車(chē)蓄壓器的容積尺寸需求受冰跑道防滑著陸驅(qū)動(dòng)，需要至少為155 in3；當(dāng)目標(biāo)運(yùn)營(yíng)著陸跑道僅為干跑道和濕跑道時(shí)，其對(duì)剎車(chē)蓄壓器的容積尺寸需求不受干跑道和濕跑道防滑著陸驅(qū)動(dòng)，而是受7次完整剎車(chē)動(dòng)作驅(qū)動(dòng)，需要至少為115 in3；當(dāng)目標(biāo)運(yùn)營(yíng)跑道不包括冰跑道時(shí)而需要包括積水、融雪、濕雪、干雪、壓實(shí)的雪等類(lèi)型的污染跑道時(shí)，只要針對(duì)對(duì)應(yīng)與輪胎之間摩擦系數(shù)最低的跑道進(jìn)行分析即可。

6 結(jié)論

本研究針對(duì)典型民用飛機(jī)剎車(chē)系統(tǒng)剎車(chē)蓄壓器，分析了其設(shè)計(jì)需求。對(duì)于不同的目標(biāo)著陸跑道，通過(guò)搭建仿真模型，分析了其對(duì)剎車(chē)蓄壓器容積尺寸的不同需求。結(jié)果表明，干跑道、濕跑道和冰跑道對(duì)蓄壓器容積尺寸需求逐步增大，并且相對(duì)于飛機(jī)常規(guī)運(yùn)營(yíng)的干、濕跑道，冰跑道著陸所需的蓄壓器尺寸大大增加。因此飛機(jī)在研發(fā)時(shí)，需要考慮所有目標(biāo)運(yùn)營(yíng)機(jī)場(chǎng)跑道類(lèi)型進(jìn)行蓄壓器設(shè)計(jì)，同時(shí)也要求目標(biāo)運(yùn)營(yíng)跑道的權(quán)衡和選取要合理，不然會(huì)背負(fù)不必要的蓄壓器重量。另外，本研究中的分析僅是針對(duì)特定剎車(chē)系統(tǒng)參數(shù)，后續(xù)可以通過(guò)優(yōu)化剎車(chē)系統(tǒng)參數(shù)或者更改剎車(chē)系統(tǒng)架構(gòu)等方法減小對(duì)剎車(chē)蓄壓器容積尺寸需求，從而減小剎車(chē)蓄壓器重量。