民用飛機起落架電控應急放系統的設計研究

夏語冰

摘 要：起落架應急放系統是現代民用飛機的常用設計。本文通過對典型民機起落架應急放系統的需求來源和方案的分析，提出了電控起落架應急放方案設計，為民機電控應急放下系統設計提供有益參考。

關鍵詞：起落架應急放系統 電傳操縱

中圖分類號：V22 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）07（b）-0068-02

飛機在著陸階段需放下并鎖住起落架，用于支撐飛機，并支持飛機滑跑。目前，民用飛機在正常收放系統的基礎上多設置有起落架應急放系統。本文綜合分析了應急放系統的需求來源，并對典型民機的應急放系統進行分析，并在此基礎上提出了電控應急放系統的設計方案。希望為民機起落架應急放系統的設計提供技術支持。

1 設置應急放系統的需求來源

中國民用航空規章第25部運輸類飛機適航標準第25.729（c）條款對起落架應急操作做了的明確要求，詳細條款如下。

應急操作必須有應急措施可在下列情況下放下起落架：（1）正常收放系統中任何合理可能的失效；（2）任何單個液壓源、電源或等效能源的失效。[1]

為滿足該條款的要求，通常在設計起落架收放系統時需考慮設計一套獨立于正常收放系統的起落架放下系統（應急放系統），以滿足在正常收放系統中任何合理可能的失效或任何單個液壓源、電源或等效能源的失效的情況下可以放下并鎖住起落架。

2 典型民機應急放系統的設計

典型民用飛機的應急放系統多采用機械鋼索方式，以A320飛機為例。當起落架正常收放系統失效時，飛行員使用應急放起落架系統使主起上位鎖和前起上鎖機構開鎖，起落架依靠重力和氣動力作用放下并鎖住。其原理圖如圖1所示。具體操作如下。

（1）拉起起落架應急放手柄；（2）帶動手柄下的扇形輪旋轉；（3）帶動鋼索移動打開起落架上位鎖；（4）起落架在自身重力和氣動力的作用下放下。

系統安裝示意圖如圖2和圖3所示。

2.1 系統特點

為了改變鋼索運動的方向和進行必要的導向，系統大量使用了滑輪機構和傳動桿設計，為了保證傳動機構正常工作，對相關設備的安裝要求較高。另外由于外部載荷的變化，和飛機環境溫度的變化，機體結構和飛機操縱系統之間會產生不同的相對變形，因此會導致鋼索機構變松而產生彈性間隙，或者導致鋼索機構變緊而產生附加摩擦力，應此還需安裝補償器。同時由于鋼索使用過程中常出現磨損、壓傷、銹蝕和斷絲等情況，滑輪部分由于磨損也可能導致轉動不靈活，因此需要在維護工作中需定期進行必要的檢查和潤滑。

3 電控應急放系統設計

與傳統的鋼索滑輪機構操縱方式相比，電傳操縱具有重量輕，安裝占用空間少等優點。同時電傳操縱系統便于實現對元件的監控，以便快速發現故障，可保證故障平均修復時間和往返飛行再次離站時間的要求，以提高飛機的維修性指標。

隨著電子元器件的可靠性大幅度提高，采用多余度的電傳控制技術已被公認為能夠滿足適航要求，因此采用電控方式的應急放系統也成為可能。電控應急放系統主要由應急放控制器、電-液上位鎖、應急放開關組成，系統原理圖如圖4所示。

應急放模式由獨立的應急放控制器控制，首先確保起落架收放系統閥組件處于旁通模式進行卸壓，由應急放控制器控制各個起落架上位鎖開鎖，使起落架解鎖并靠重力自由放下并鎖住，同時通過應急放控制器獨立的評估下位鎖信號并傳輸給EICAS系統。

應急放系統通過應急放開關操作，為防止誤操作，應急放開關可選用帶有保護蓋的兩位開關。

當應急放開關置于應急放下位置時，如下動作將會按順序依次進行。

（1）將起落架放下離散信號指令發送至應急放控制器；（2）應急放控制器接收指令后控制起落架收放系統閥組件，使高低壓管路連通，實現收放系統液壓回路卸壓；（3）應急放控制器發送指令給前、主起落架上位鎖，起落架會在重力和氣動力的作用下應急放下；（4）應急放控制器獨立評估起落架下位鎖信號，并將評估結果傳輸至EICAS系統并顯示。

其中為實現電動開鎖，起落架上位鎖需采用電-液上位鎖。該類型上位鎖具有兩種開鎖方式，即傳統的液壓開鎖方式和電控開鎖方式。其原理圖見圖5所示。

正常收放模式下，由液壓系統供壓，推動開鎖作動器內活塞桿運動開打鎖鉤，應急放模式下，由電機轉動，通過渦輪蝸桿結構，推動蝸桿運動打開鎖鉤。

同時系統由起落架控制單元對應急放控制器和起落架上位鎖進行必要的狀態監控和定期的功能檢查，以確保系統滿足安全性和維修性的要求。

3.1 需考慮的問題

采用電控方案，用電纜代替了鋼索實現傳遞開鎖信號的功能，因此系統的安裝布置，特別是有關安全性的需求需格外關注。本文總結了如下幾點原則，適用于安裝布置初期。

（1）盡量與實現起落架正常收放控制的控制單元隔離；（2）盡量與實現正常收放的液壓管路安裝布置隔離；（3）盡量與實現起落架位置指示的信號線安裝布置隔離；（4）如由于空間緊張無法實現隔離，建議進行必要的結構保護。

后期需通過各類特殊風險分析進行驗證，以滿足中國民用航空規章第25部運輸類飛機適航標準第25.1309條款對于設備、系統及安裝的要求。

4 結語

本文在綜合考慮了適航條款要求、系統安全性和維修性要求的基礎上提出了起落架電控應急放下的控制方案，旨在提供電控應急放方案設計的思路，在實際工程應用中，可根據飛機具體的安全性要求、維修性要求及成本預算進行局部設計調整。

參考文獻

[1] 中國民用航空規章第25部運輸類飛機適航標準[S].中國民用航空局，2011-11-7.endprint

摘 要：起落架應急放系統是現代民用飛機的常用設計。本文通過對典型民機起落架應急放系統的需求來源和方案的分析，提出了電控起落架應急放方案設計，為民機電控應急放下系統設計提供有益參考。

關鍵詞：起落架應急放系統 電傳操縱

中圖分類號：V22 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）07（b）-0068-02

飛機在著陸階段需放下并鎖住起落架，用于支撐飛機，并支持飛機滑跑。目前，民用飛機在正常收放系統的基礎上多設置有起落架應急放系統。本文綜合分析了應急放系統的需求來源，并對典型民機的應急放系統進行分析，并在此基礎上提出了電控應急放系統的設計方案。希望為民機起落架應急放系統的設計提供技術支持。

1 設置應急放系統的需求來源

中國民用航空規章第25部運輸類飛機適航標準第25.729（c）條款對起落架應急操作做了的明確要求，詳細條款如下。

應急操作必須有應急措施可在下列情況下放下起落架：（1）正常收放系統中任何合理可能的失效；（2）任何單個液壓源、電源或等效能源的失效。[1]

為滿足該條款的要求，通常在設計起落架收放系統時需考慮設計一套獨立于正常收放系統的起落架放下系統（應急放系統），以滿足在正常收放系統中任何合理可能的失效或任何單個液壓源、電源或等效能源的失效的情況下可以放下并鎖住起落架。

2 典型民機應急放系統的設計

典型民用飛機的應急放系統多采用機械鋼索方式，以A320飛機為例。當起落架正常收放系統失效時，飛行員使用應急放起落架系統使主起上位鎖和前起上鎖機構開鎖，起落架依靠重力和氣動力作用放下并鎖住。其原理圖如圖1所示。具體操作如下。

（1）拉起起落架應急放手柄；（2）帶動手柄下的扇形輪旋轉；（3）帶動鋼索移動打開起落架上位鎖；（4）起落架在自身重力和氣動力的作用下放下。

系統安裝示意圖如圖2和圖3所示。

2.1 系統特點

為了改變鋼索運動的方向和進行必要的導向，系統大量使用了滑輪機構和傳動桿設計，為了保證傳動機構正常工作，對相關設備的安裝要求較高。另外由于外部載荷的變化，和飛機環境溫度的變化，機體結構和飛機操縱系統之間會產生不同的相對變形，因此會導致鋼索機構變松而產生彈性間隙，或者導致鋼索機構變緊而產生附加摩擦力，應此還需安裝補償器。同時由于鋼索使用過程中常出現磨損、壓傷、銹蝕和斷絲等情況，滑輪部分由于磨損也可能導致轉動不靈活，因此需要在維護工作中需定期進行必要的檢查和潤滑。

3 電控應急放系統設計

與傳統的鋼索滑輪機構操縱方式相比，電傳操縱具有重量輕，安裝占用空間少等優點。同時電傳操縱系統便于實現對元件的監控，以便快速發現故障，可保證故障平均修復時間和往返飛行再次離站時間的要求，以提高飛機的維修性指標。

隨著電子元器件的可靠性大幅度提高，采用多余度的電傳控制技術已被公認為能夠滿足適航要求，因此采用電控方式的應急放系統也成為可能。電控應急放系統主要由應急放控制器、電-液上位鎖、應急放開關組成，系統原理圖如圖4所示。

應急放模式由獨立的應急放控制器控制，首先確保起落架收放系統閥組件處于旁通模式進行卸壓，由應急放控制器控制各個起落架上位鎖開鎖，使起落架解鎖并靠重力自由放下并鎖住，同時通過應急放控制器獨立的評估下位鎖信號并傳輸給EICAS系統。

應急放系統通過應急放開關操作，為防止誤操作，應急放開關可選用帶有保護蓋的兩位開關。

當應急放開關置于應急放下位置時，如下動作將會按順序依次進行。

（1）將起落架放下離散信號指令發送至應急放控制器；（2）應急放控制器接收指令后控制起落架收放系統閥組件，使高低壓管路連通，實現收放系統液壓回路卸壓；（3）應急放控制器發送指令給前、主起落架上位鎖，起落架會在重力和氣動力的作用下應急放下；（4）應急放控制器獨立評估起落架下位鎖信號，并將評估結果傳輸至EICAS系統并顯示。

其中為實現電動開鎖，起落架上位鎖需采用電-液上位鎖。該類型上位鎖具有兩種開鎖方式，即傳統的液壓開鎖方式和電控開鎖方式。其原理圖見圖5所示。

正常收放模式下，由液壓系統供壓，推動開鎖作動器內活塞桿運動開打鎖鉤，應急放模式下，由電機轉動，通過渦輪蝸桿結構，推動蝸桿運動打開鎖鉤。

同時系統由起落架控制單元對應急放控制器和起落架上位鎖進行必要的狀態監控和定期的功能檢查，以確保系統滿足安全性和維修性的要求。

3.1 需考慮的問題

采用電控方案，用電纜代替了鋼索實現傳遞開鎖信號的功能，因此系統的安裝布置，特別是有關安全性的需求需格外關注。本文總結了如下幾點原則，適用于安裝布置初期。

（1）盡量與實現起落架正常收放控制的控制單元隔離；（2）盡量與實現正常收放的液壓管路安裝布置隔離；（3）盡量與實現起落架位置指示的信號線安裝布置隔離；（4）如由于空間緊張無法實現隔離，建議進行必要的結構保護。

后期需通過各類特殊風險分析進行驗證，以滿足中國民用航空規章第25部運輸類飛機適航標準第25.1309條款對于設備、系統及安裝的要求。

4 結語

本文在綜合考慮了適航條款要求、系統安全性和維修性要求的基礎上提出了起落架電控應急放下的控制方案，旨在提供電控應急放方案設計的思路，在實際工程應用中，可根據飛機具體的安全性要求、維修性要求及成本預算進行局部設計調整。

參考文獻

[1] 中國民用航空規章第25部運輸類飛機適航標準[S].中國民用航空局，2011-11-7.endprint

摘 要：起落架應急放系統是現代民用飛機的常用設計。本文通過對典型民機起落架應急放系統的需求來源和方案的分析，提出了電控起落架應急放方案設計，為民機電控應急放下系統設計提供有益參考。

關鍵詞：起落架應急放系統 電傳操縱

中圖分類號：V22 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）07（b）-0068-02

飛機在著陸階段需放下并鎖住起落架，用于支撐飛機，并支持飛機滑跑。目前，民用飛機在正常收放系統的基礎上多設置有起落架應急放系統。本文綜合分析了應急放系統的需求來源，并對典型民機的應急放系統進行分析，并在此基礎上提出了電控應急放系統的設計方案。希望為民機起落架應急放系統的設計提供技術支持。

1 設置應急放系統的需求來源

中國民用航空規章第25部運輸類飛機適航標準第25.729（c）條款對起落架應急操作做了的明確要求，詳細條款如下。

應急操作必須有應急措施可在下列情況下放下起落架：（1）正常收放系統中任何合理可能的失效；（2）任何單個液壓源、電源或等效能源的失效。[1]

為滿足該條款的要求，通常在設計起落架收放系統時需考慮設計一套獨立于正常收放系統的起落架放下系統（應急放系統），以滿足在正常收放系統中任何合理可能的失效或任何單個液壓源、電源或等效能源的失效的情況下可以放下并鎖住起落架。

2 典型民機應急放系統的設計

典型民用飛機的應急放系統多采用機械鋼索方式，以A320飛機為例。當起落架正常收放系統失效時，飛行員使用應急放起落架系統使主起上位鎖和前起上鎖機構開鎖，起落架依靠重力和氣動力作用放下并鎖住。其原理圖如圖1所示。具體操作如下。

（1）拉起起落架應急放手柄；（2）帶動手柄下的扇形輪旋轉；（3）帶動鋼索移動打開起落架上位鎖；（4）起落架在自身重力和氣動力的作用下放下。

系統安裝示意圖如圖2和圖3所示。

2.1 系統特點

為了改變鋼索運動的方向和進行必要的導向，系統大量使用了滑輪機構和傳動桿設計，為了保證傳動機構正常工作，對相關設備的安裝要求較高。另外由于外部載荷的變化，和飛機環境溫度的變化，機體結構和飛機操縱系統之間會產生不同的相對變形，因此會導致鋼索機構變松而產生彈性間隙，或者導致鋼索機構變緊而產生附加摩擦力，應此還需安裝補償器。同時由于鋼索使用過程中常出現磨損、壓傷、銹蝕和斷絲等情況，滑輪部分由于磨損也可能導致轉動不靈活，因此需要在維護工作中需定期進行必要的檢查和潤滑。

3 電控應急放系統設計

與傳統的鋼索滑輪機構操縱方式相比，電傳操縱具有重量輕，安裝占用空間少等優點。同時電傳操縱系統便于實現對元件的監控，以便快速發現故障，可保證故障平均修復時間和往返飛行再次離站時間的要求，以提高飛機的維修性指標。

隨著電子元器件的可靠性大幅度提高，采用多余度的電傳控制技術已被公認為能夠滿足適航要求，因此采用電控方式的應急放系統也成為可能。電控應急放系統主要由應急放控制器、電-液上位鎖、應急放開關組成，系統原理圖如圖4所示。

應急放模式由獨立的應急放控制器控制，首先確保起落架收放系統閥組件處于旁通模式進行卸壓，由應急放控制器控制各個起落架上位鎖開鎖，使起落架解鎖并靠重力自由放下并鎖住，同時通過應急放控制器獨立的評估下位鎖信號并傳輸給EICAS系統。

應急放系統通過應急放開關操作，為防止誤操作，應急放開關可選用帶有保護蓋的兩位開關。

當應急放開關置于應急放下位置時，如下動作將會按順序依次進行。

（1）將起落架放下離散信號指令發送至應急放控制器；（2）應急放控制器接收指令后控制起落架收放系統閥組件，使高低壓管路連通，實現收放系統液壓回路卸壓；（3）應急放控制器發送指令給前、主起落架上位鎖，起落架會在重力和氣動力的作用下應急放下；（4）應急放控制器獨立評估起落架下位鎖信號，并將評估結果傳輸至EICAS系統并顯示。

其中為實現電動開鎖，起落架上位鎖需采用電-液上位鎖。該類型上位鎖具有兩種開鎖方式，即傳統的液壓開鎖方式和電控開鎖方式。其原理圖見圖5所示。

正常收放模式下，由液壓系統供壓，推動開鎖作動器內活塞桿運動開打鎖鉤，應急放模式下，由電機轉動，通過渦輪蝸桿結構，推動蝸桿運動打開鎖鉤。

同時系統由起落架控制單元對應急放控制器和起落架上位鎖進行必要的狀態監控和定期的功能檢查，以確保系統滿足安全性和維修性的要求。

3.1 需考慮的問題

采用電控方案，用電纜代替了鋼索實現傳遞開鎖信號的功能，因此系統的安裝布置，特別是有關安全性的需求需格外關注。本文總結了如下幾點原則，適用于安裝布置初期。

（1）盡量與實現起落架正常收放控制的控制單元隔離；（2）盡量與實現正常收放的液壓管路安裝布置隔離；（3）盡量與實現起落架位置指示的信號線安裝布置隔離；（4）如由于空間緊張無法實現隔離，建議進行必要的結構保護。

后期需通過各類特殊風險分析進行驗證，以滿足中國民用航空規章第25部運輸類飛機適航標準第25.1309條款對于設備、系統及安裝的要求。

4 結語

本文在綜合考慮了適航條款要求、系統安全性和維修性要求的基礎上提出了起落架電控應急放下的控制方案，旨在提供電控應急放方案設計的思路，在實際工程應用中，可根據飛機具體的安全性要求、維修性要求及成本預算進行局部設計調整。

參考文獻

[1] 中國民用航空規章第25部運輸類飛機適航標準[S].中國民用航空局，2011-11-7.endprint