A350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A350的液壓能源系統(tǒng)進行研究，對A350的液壓系統(tǒng)的架構(gòu)、用戶、設(shè)備、駕駛艙簡圖頁與控制面板、系統(tǒng)控制單元等進行了簡要概述。

關(guān)鍵詞：A350；液壓系統(tǒng)；研究

前言

A350飛機是一款全新的先進寬體客機，其液壓系統(tǒng)的設(shè)計與傳統(tǒng)的Airbus飛機A330相比較，產(chǎn)生了比較大的變化，而這些設(shè)計特點的變化，對民用飛機液壓系統(tǒng)研發(fā)者而言具有指導意義。

1 系統(tǒng)架構(gòu)

A350的液壓系統(tǒng)采用了全新的設(shè)計，其壓力體制采用了5000Psi的高壓，系統(tǒng)采用了2H/2E的方案，即“兩套液壓能源系統(tǒng)+EHA/EBHA”的架構(gòu)。2H為兩套液壓能源系統(tǒng)（Yellow和Green），它們相互獨立，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（電靜液作動器的使用）。

圖1 A350液壓能源系統(tǒng)簡要原理圖

綠色系統(tǒng)與黃色系統(tǒng)除了用戶分配不一樣外，其余配置一樣，每套系統(tǒng)均采用2臺EDP作為泵源，一臺作為主泵，另外一臺作為備份，每臺主泵分別連接左發(fā)和右發(fā)，備用泵連接另外一臺發(fā)動機，保證在一臺發(fā)動機失效的情況下，兩套液壓系統(tǒng)仍然能夠正常工作。同時每套系統(tǒng)配置有一臺小型EMP，EMP僅僅用于地面發(fā)動機未啟動情形下用于開啟貨艙門等。

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

A350飛機的液壓能源系統(tǒng)主要用戶系統(tǒng)為：主飛控、高升力、起落架收放、剎車、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；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，前起落架收放由黃色系統(tǒng)驅(qū)動，主起落架收放由綠色系統(tǒng)驅(qū)動；剎車系統(tǒng)的機輪（1，2，3，4）由黃系統(tǒng)驅(qū)動，機輪（5，6，7，8）由黃系統(tǒng)驅(qū)動；前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)由黃系統(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：

對于飛控：EHAs（Electrical-Hydrostatic Actuators）電靜液作動器，EHBA的電備份作動器工作。

對于高升力系統(tǒng)：縫翼通過電動馬達驅(qū)動。

對于剎車系統(tǒng)：獨立的液壓蓄壓器。

對于前輪轉(zhuǎn)彎：自動壓差剎車（Automatic Differential Braking（ADB））提供有限的前輪轉(zhuǎn)彎功能。

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（2）、EMP（1）、蓄壓器（1）、防火切斷閥FSOV（2）、冷卻系統(tǒng)（1）、液壓油箱（1）。

EDP：4個EDP給液壓系統(tǒng)供壓。每個發(fā)動機安裝有兩個EDP，一個EDP給GREEN系統(tǒng)供壓，另外一個EDP給YELLOW系統(tǒng)供壓。因此，即使一臺發(fā)動機失效，另外一臺發(fā)動機仍然能夠給兩套液壓系統(tǒng)供壓。

EMP：每套系統(tǒng)有一個EMP，僅僅在地面當雙發(fā)關(guān)閉時候為液壓系統(tǒng)供壓。

FSOV：每臺發(fā)動機有兩個防火切斷閥，分別連接在每個EDP吸油管路上，關(guān)閉防火切斷閥能夠阻止液壓油流到液壓系統(tǒng)，從而避免液壓系統(tǒng)的火災。

冷卻系統(tǒng)：每套系統(tǒng)都有一套冷卻系統(tǒng)，由兩個燃油/液壓熱交換器組成（每個EDP使用一個燃油/液壓熱交換器）。冷卻系統(tǒng)可以保證系統(tǒng)不會過熱，保證液壓油性能不降級。

4 駕駛艙簡圖頁與控制面板

4.1 液壓簡圖頁

A350的液壓簡圖頁，實現(xiàn)了對油箱油量、系統(tǒng)壓力、泵工作狀態(tài)、防火切斷閥的等系統(tǒng)狀態(tài)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與傳統(tǒng)液壓簡圖頁完全不一樣的表達方式。采用了帶有發(fā)動機圖表的顯示方式，當系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時候，液壓簡圖頁上也會顯示出相應的故障。例如發(fā)動機失效故障、FSOV狀態(tài)故障、系統(tǒng)壓力異常、EDP工作狀態(tài)故障、油箱油量低油位等參數(shù)均在液壓簡圖頁上有顯示。

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，其中HYD Panel目的是為了控制EDP，GND HYD Panel目的是為了控制EMP。

HYD Panel面板實現(xiàn)對系統(tǒng)4個EDP的控制，其控制模式為雙重控制模式。

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PUMP上OFF按鈕，則該EDP被泄壓；當再次按下OFF按鈕，則EDP工作，系統(tǒng)壓力恢復。

其二，脫離模式，當系統(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DRIVE上的DISC按鈕，則EDP與發(fā)動機脫離開，飛行員無法恢復，只能在飛機落地以后由地面機務(wù)人員恢復。

GND HYD Panel面板，控制EMP的操作，僅僅在地面使用。

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，但是當出現(xiàn)故障的時候，按鈕上會顯示出系統(tǒng)FAULT狀態(tài)。

當機務(wù)維修需要，在雙發(fā)停車的情況下，可在液壓地面維護面板上，手動開啟電動泵。當Yellow系統(tǒng)電動泵手動打到ON時候，液壓系統(tǒng)將會給yellow系統(tǒng)的所有用戶供壓；當Green系統(tǒng)電動泵手動打到ON時候，液壓系統(tǒng)將會給Green系統(tǒng)的所有用戶供壓。為了防止誤操作，在“ON”按鈕上設(shè)置有保護蓋。

5 系統(tǒng)控制

A350的系統(tǒng)控制通過IMA實現(xiàn)。IMA監(jiān)視以下系統(tǒng)參數(shù)并實現(xiàn)相應的系統(tǒng)自動控制功能、泵壓力、油箱壓力、油箱和殼體回油管路溫度、FSOVs的位置、EMP的啟動和關(guān)閉、EDP泄壓、熱交換器控制、FSOV關(guān)閉。

6 結(jié)束語

A350飛機是一款先進的寬體客機，其呈現(xiàn)出了采用5000psi高壓等比較明顯的特點，通過對先進寬體客機A350液壓系統(tǒng)的研究，深刻地了解民用飛機液壓系統(tǒng)的設(shè)計理念，用于指導我國民用飛機液壓系統(tǒng)的設(shè)計。

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。