某型飛機剎車腳蹬傳感器安全性問題研究

摘 要：本文通過分析某型飛機剎車腳蹬傳感器運動機構，對其安全性問題進行了研究，重點分析了V1后剎車腳蹬傳感器連接軸承卡阻導致非指令剎車的問題，最后提出了2種解決方案，分別針對剎車腳蹬傳感器運動機構本身的調整和相應安全性要求的更改。2種方案各有利弊，取決于不同的飛機構型，以及對適航、成本等的考量?；诋斍帮w機構型，本文推薦方案2。

關鍵詞：剎車腳蹬傳感器 功能危險性分析 軸承卡阻 非指令剎車

中圖分類號：V22 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）05（b）-0078-02

剎車系統在飛機起飛和著陸時至關重要，尤其是在RTO（Rejected Take-off）時和飛機剛剛著陸的情況下，因為此時飛機速度非常大，剎車系統如果出現故障，危險性就非常高，因而剎車系統的安全性能力要求就更高。相應的，對剎車腳蹬傳感器的安全性要求很高。

剎車腳蹬傳感器安裝于駕駛艙中，用于將飛行員踩剎車腳蹬的動作，轉化為電信號。電信號輸入到剎車控制單元中，產生相應的剎車指令，實現剎車動作[1]。

目前新型飛機的剎車腳蹬傳感器一般采用LVDT（Linear Variable Differential Transformer）型差動變壓器位移傳感器或RVDT（Rotational Variable Differential Transformer）型差動變壓器位移傳感器[2]。相比RVDT型差動變壓器位移傳感器，LVDT型差動變壓器位移傳感形式簡單，精度較高，安裝方便，重量易于平均分擔。在LVDT型差動變壓器位移傳感器中，相比于LVDT與回力彈簧分離的安裝形式，LVDT與回力彈簧集成為一個LRU（Linear Replaceable Unit）的集成式腳蹬傳感器得到了更為廣泛的應用。

本文針對某型飛機的壓縮式集成剎車腳蹬傳感器，重點研究了剎車腳蹬傳感器故障導致飛機非指令剎車的安全性問題。

1 某型飛機剎車腳蹬傳感器運動機構介紹

某型飛機壓縮式集成剎車腳蹬傳感器的運動機構如圖1所示，分別表示的是方向舵處于前位、零位和后位位置。其中，各個可旋轉位置處均通過軸承連接。腳蹬踏板具有兩種操作，第一種是剎車動作，飛行員用腳尖踩下腳蹬踏板1，此時方向舵桿2不動，只是剎車腳蹬傳感器3被壓縮而產生剎車指令；第二種是飛行員用腳后跟踩腳蹬踏板1，此時方向舵桿2轉動，剎車腳蹬傳感器3隨動而不壓縮，因而只實現方向舵運動，而不會導致剎車動作。

2 某型飛機剎車腳蹬傳感器安全性問題說明

由圖1可以看出，在此種機構下，飛行員操作方向舵腳蹬時，如果A和B軸承正常，操縱方向舵桿旋轉，其連接點處角度會隨著方向舵桿的旋轉而自適應變化，即向前踩方向舵腳蹬時，A點角度變大，B點角度變小，從而不會導致剎車腳蹬傳感器壓縮，因而也不會導致剎車動作；如果A或B軸承卡阻，操縱方向舵桿旋轉時，其連接點處角度不會隨之變化，并且因為除剎車腳蹬傳感器外，其余相連桿皆為硬桿，無法壓縮，從而會導致向前踩方向舵腳蹬時，剎車腳蹬傳感器壓縮，因而會產生非指令的剎車動作，使飛機出現非指令剎車，影響飛機運行安全。

根據CCAR 25部[3]1309（b）要求，單點故障不能導致災難級事件發生。而根據此飛機的飛機級FHA[4]（Function Hazard Analysis，功能危險性分析）要求：飛機在V1（決策速度）后非指令減速的故障影響等級為災難級。分解到剎車系統的FHA要求為：V1后非指令剎車的故障影響等級為災難級?？梢?，此機構下，軸承A或B卡阻，操縱方向舵腳蹬導致非指令剎車的故障為單點故障導致災難級事件，是不符合CCAR 25部要求的。

3 某型飛機剎車腳蹬傳感器安全性問題解決

4 結語

本文分析了某型飛機壓縮式集成剎車腳蹬傳感器運動機構的安全性問題，提出了2種解決方案，分別為更改腳蹬運動機構和更改剎車系統安全性要求。

此2種方案各有利弊，基于此飛機當前構型分析，方案2更好一些，因為不需要更改實際運動機構，節省了時間、金錢等成本。

但是，針對不同構型飛機，方案1都可以適用；如果V1后兩個機輪剎車時，發動機推力小于兩個輪子的剎車力與氣動力等阻力之和，則飛機就會處于減速狀態，為災難級事件，此時方案2就不可以采用了。

參考文獻

[1] 丁曉力，王仕兵.飛機剎車系統中LVDT的可靠性設計[J].航空制造技術，2009（4）.

[2] 薛東青.民機剎車腳蹬傳感器安裝方案研究[J].中國科技投資，2012，21.

[3] CCAR 25 R4中國民用航空規章，第25部.

[4] 孫春林，劉東宇.功能危險分析在飛機剎車系統中的應用研究[J].機械設計與制造，2011（2）.