A380飛機液壓能源系統(tǒng)研究

摘 要：文章通過對先進寬體民用飛機A380的液壓能源系統(tǒng)進行研究，對A380的液壓能源系統(tǒng)的架構(gòu)、用戶、設(shè)備、操作與顯示、系統(tǒng)控制等進行了簡要概述。

關(guān)鍵詞：A380；液壓能源系統(tǒng)；研究

前言

A380飛機是一款全新的先進超大四發(fā)寬體客機，其液壓系統(tǒng)的設(shè)計與傳統(tǒng)的Airbus四發(fā)寬體客機A340相比較，產(chǎn)生了比較大的變化，而研究這些設(shè)計特點的變化，對民用飛機液壓系統(tǒng)研發(fā)者而言具有指導(dǎo)意義。

1 系統(tǒng)架構(gòu)

A380的液壓系統(tǒng)壓力體制采用了5000Psi的高壓，是民用飛機史上第一款采用5000Psi壓力體制的機型。系統(tǒng)采用了2H/2E的方案，即“兩套液壓能源子系統(tǒng)+EHA/EBHA”的架構(gòu)，也是民用飛機史上第一款采用兩套液壓能源架構(gòu)的寬體客機。液壓能源系統(tǒng)兩套子系統(tǒng)（Yellow和Green）架構(gòu)，兩套子系統(tǒng)相互獨立，其簡要原理圖如圖1所示。2E（兩套電系統(tǒng)）構(gòu)型即“EHA+EBHA”構(gòu)型，為飛行控制提供了冗余。

綠色系統(tǒng)與黃色系統(tǒng)除了用戶不一樣外，其余配置一樣，每套系統(tǒng)均采用4臺EDP+2臺電動泵作為泵源，每個發(fā)動機驅(qū)動兩個EDP，兩臺EDP足夠為液壓用戶提供能源。由于系統(tǒng)提供了足夠的冗余，當(dāng)飛機的一臺EDP失效情況下，飛機仍然可以派遣。同時每套系統(tǒng)配置有兩臺小型EMP，EMP僅僅在地面發(fā)動機未啟動情形下用于開啟貨艙門等工況下使用。

由于A380體積龐大，因此，A380飛機采用了局部液壓系統(tǒng)，在機翼起落架剎車、前輪轉(zhuǎn)彎、以及機身起落架剎車三處采用了局部液壓包。

EHA/EBHA作為液壓備用系統(tǒng)，采用電驅(qū)動模式。在液壓系統(tǒng)正常工作情況下，EHA不工作，EBHA采用液壓驅(qū)動模式工作。在雙液壓系統(tǒng)失效的情況下，EBHA轉(zhuǎn)化成電動模式工作，同時EHA開啟工作，擾流板、副翼、方向舵、升降舵均能被操縱，從而保證了飛機可控。

2 系統(tǒng)用戶

A380飛機的液壓系統(tǒng)主要用戶系統(tǒng)為：主飛控系統(tǒng)、高升力系統(tǒng)、起落架收放系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)、前輪轉(zhuǎn)彎。

主飛控系統(tǒng)作動器由兩套液壓系統(tǒng)均勻控制，每套系統(tǒng)能保證飛控操縱；高升力系統(tǒng)的襟翼PCU由黃色系統(tǒng)和綠色系統(tǒng)兩套系統(tǒng)驅(qū)動，而縫翼PCU由黃色液壓系統(tǒng)和電動馬達驅(qū)動；起落架收放系統(tǒng)中，前起落架收放、機翼起落架收放及其艙門收放由綠色系統(tǒng)驅(qū)動，機身起落架收放及其艙門收放由黃色系統(tǒng)驅(qū)動；剎車系統(tǒng)的機翼起落架剎車由綠色系統(tǒng)控制，機身起落架剎車由黃系統(tǒng)驅(qū)動；轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)的前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)由綠系統(tǒng)驅(qū)動，后輪轉(zhuǎn)彎由黃色系統(tǒng)驅(qū)動。

如果單套或者雙套液壓系統(tǒng)失效，下列的備份仍然可以工作：

飛控系統(tǒng)：EHAs、EHBA。

高升力系統(tǒng)：縫翼通過電動馬達驅(qū)動。

剎車系統(tǒng)和轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)：局部電液能源系統(tǒng)（Local Electro-Hydraulic Generation System）。

3 主要設(shè)備

每套液壓系統(tǒng)主要設(shè)備包括：液壓油箱（1）、EDP（4）、EMP（2）、蓄壓器（1）、防火切斷閥FSOV（2）、冷卻系統(tǒng)（1）、HSMU（Hydraulic System Monitoring Unit液壓系統(tǒng)監(jiān)視單元）、液壓油箱等。另外還有一個燃油/液壓熱交換器，用于冷卻系統(tǒng)的備份。

4 操作與顯示

4.1 液壓簡圖頁

下圖2所示為A380的液壓簡圖頁，實現(xiàn)了對油箱油量、系統(tǒng)壓力、EDP工作狀態(tài)、防火切斷閥的工作狀態(tài)等的顯示。飛行員可以通過查看液壓系統(tǒng)簡圖頁查看液壓系統(tǒng)的工作狀態(tài)，系統(tǒng)的主要設(shè)備、主要參數(shù)和設(shè)備工作狀態(tài)等都可以在簡圖頁上顯示出來。

其液壓簡圖頁采用了帶有發(fā)動機圖表的顯示方式，當(dāng)出現(xiàn)系統(tǒng)故障的時候，液壓簡圖頁上也會顯示出相應(yīng)的故障。

4.2 液壓控制面板

液壓系統(tǒng)有兩個控制面板，包括HYD Panel和GND HYD Panel，分別如圖3和圖4所示，其中HYD Panel控制EDP，GND HYD Panel控制EMP。

其一，泄壓模式，在系統(tǒng)出現(xiàn)某些故障時候（例如系統(tǒng)高溫等），飛行員按下對應(yīng)PUMP上OFF按鈕，則該EDP被泄壓；當(dāng)再次按下OFF按鈕，則EDP工作，系統(tǒng)壓力恢復(fù)。

其二，脫離模式，當(dāng)系統(tǒng)故障無法被清除的時候，飛行員將根據(jù)飛行手冊的要求，按下對應(yīng)DRIVE上的DISC按鈕，則對應(yīng)的EDP與發(fā)動機脫離開，飛行員無法恢復(fù)，只能在飛機落地以后由機務(wù)人員恢復(fù)。

在正常的操作過程中，不需要對面板上的EMP控制按鈕進行操作，液壓系統(tǒng)會自動控制。比如打開貨艙門，當(dāng)飛行員發(fā)出打開貨艙門動作的時候，系統(tǒng)邏輯會自動通知液壓系統(tǒng)打開EMP，而不需要飛行員對EMP進行操作，但是當(dāng)出現(xiàn)故障的時候，按鈕上會顯示出系統(tǒng)FAULT狀態(tài)。

當(dāng)機務(wù)維修需要，在發(fā)動機未啟動情況下，可在液壓地面維護面板上，手動開啟電動泵。

5 系統(tǒng)控制

A380的系統(tǒng)控制單元通過HSMU實現(xiàn)。HSMU監(jiān)視以下系統(tǒng)參數(shù)并實現(xiàn)相應(yīng)的系統(tǒng)自動控制功能。監(jiān)控EDP泵壓力、監(jiān)控電動泵的壓力和溫度、油箱壓力（檢測油箱的空氣壓力，其采用的油箱增壓方式為發(fā)動機引氣增壓。對于油箱壓力的監(jiān)控主要目的在于防止油箱壓力低從而導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象）、監(jiān)控FSOVs的位置、監(jiān)控系統(tǒng)溫度、控制EMP的啟動和關(guān)閉、EDP泄壓、控制燃油/液壓熱交換器。

6 結(jié)束語

A380飛機是一款先進的寬體客機，雖然A380并沒有得到航空公司的青睞，但是A380的液壓能源系統(tǒng)設(shè)計呈現(xiàn)出了采用5000psi高壓等比較明顯的先進特點，空客公司在后續(xù)的A350飛機上延續(xù)了這樣的設(shè)計理念，得到了航空公司的認(rèn)可。

作者簡介：陳才（1983，8-），男，湖北咸豐，工程師，碩士，液壓能源系統(tǒng)設(shè)計。