AH-64A“阿帕奇”武裝直升機液壓系統分析

楊思睿，任永亮，譚倫

（中國直升機設計研究所，江西 景德鎮 333000）

AH-64武裝直升機是美國陸軍主力武裝直升機。AH-64武裝直升機由美國波音公司（Boeing）研制，發展自美國陸軍20世紀70年代初的先進武裝直升機（Advanced Attack Helicopter， AAH） 計 劃， 以 作為AH-1眼鏡蛇攻擊直升機后繼型號。AH-64A是AH-64的第一種量產機型，從1984年起正式服役，美國陸軍共接收800架此機型。先后經歷過1989年美軍入侵巴拿馬、1991年的海灣戰爭以及波黑戰爭等實戰考驗。AH-64武裝直升機被定義為一種能攜帶反坦克導彈、格外注重獵殺目標與多目標接戰能力。

1 液壓系統概述

AH-64A“阿帕奇”直升機安裝有主液壓系統和通用液壓系統，他們相互獨立，其中任一套液壓系統的失效不會影響另一套液壓系統正常工作，主液壓系統和通用液壓系統部分功能相似。主液壓系統主要為飛控舵機供壓，通用液壓系統用于為飛控舵機供壓之外，還為旋翼剎車、武器轉塔等系統供壓。此外，還有獨立的機輪剎車液壓系統，與主液壓系統和通用液壓系統均無交聯。

2 主液壓系統

主液壓系統包括：主液壓系統包括主液壓泵、舵機、油箱組合閥，如圖1。

（1）主液壓泵。主液壓泵安裝在主減左側的附件機匣上，是由主速器進行驅動的恒壓變量泵。

（2）舵機。主液壓系統，主液壓系統為橫向舵機、縱向舵機、總距舵機、航向舵機的主腔提數字式自動增穩裝置和備份控制系統進行飛行控制。所以，主液壓系統失效將導致自動增穩裝置和備份控制系統失效。

（3）主液壓系統油箱組合閥。主系統油箱組合閥用于儲存油液，過濾油液，供壓，調節流量。包括排氣閥、調壓閥、低油面開關、油位傳感器、油濾、壓力開關、壓力傳感器。液壓油箱的增壓來源為引起系統。地勤人員通過地保設備連接或手搖泵將油液通過5um的濾芯注入液壓油箱。主液壓系統容積為3．3L。液壓油箱儲存大約1．1L；排氣閥用于系統拆裝維修或維護后，用于系統排氣；調壓閥用于調節泵輸出壓力和回油壓力；油箱低油面開關，油面下降至告警位時，開關由油箱內活塞機械觸發，位于飛行告警燈面板上“主系統油面低”警告燈將會被點亮；油位指示器可以進行目視檢查油位是否處于正常范圍。油濾帶有污染指示器，60～80psi壓差時，污染指示器可以點亮位于飛行告警燈面板上“主系統油液污染”警告燈。回油路上的油濾設有旁通油路；壓力開關用于在系統壓力高于2050psi時和低于1250psi時，飛行告警燈面板上“主系統壓力”警告燈以及中控板CPG上的“主系統”警告燈；壓力傳感器，用于測量并顯示系統壓力。

圖1 主液壓系統

3 通用液壓系統

通用液壓系統為航向舵機、縱向舵機、橫向舵機和總距舵機的通用液壓腔供壓，同時，通用液壓系統還為旋翼剎車，武器轉臺、尾輪鎖、導彈彈射，外吊掛，APU起動供壓，通用液壓系統壓力流量需求遠大于主液壓系統。組成包括通用液壓泵、回油蓄壓器、通用系統油箱組合閥、通用蓄壓器和高壓氣瓶。與主液壓系統相同，部分早期架次通用液壓系統還裝有散熱器，后續構型已取消了散熱器。

（1）通用液壓泵與主液壓泵完全相同，但安裝于主減附件機匣右側。

（2）回油蓄壓器，用于吸收武器炮塔作動時的液壓沖擊。

（3）通用系統油箱組合閥。通用系統油箱組合閥裝在主減平臺右后方。用于存儲、過濾、供壓、調節流量。包括低油位通用隔離閥、切斷閥、蓄壓器隔離閥、過載保護電磁閥、蓄壓器壓力傳感器、旋翼剎車電磁閥。通用液壓系統與主液壓系統比較大的區別在于油箱組合閥。通用系統油箱組合閥體積更大，油箱容量也更大，達到了4．9L。液壓系統總容積達到9．8L。排氣閥、減壓閥、安全閥、油箱低油面指示開關，油位指示器、回油濾、壓力油濾、壓力開關盒壓力傳感器都和主液壓系統同類附件完全相同。飛行告警面板顯示也相似地 “通用系統油面低”“通用系統污染”“通用系統壓力”黃色告警燈。通用系統低壓告警仍點亮副駕駛告警提示板上（CPG）“通用液壓系統”燈。低油面和通用系統隔離閥，正常情況下，允許通用液壓供向外吊掛，武器轉臺、尾輪鎖、導彈彈射。一旦油面快速下降，由PAS氣體增壓的油箱活塞，將會移動，關閉低油面閥。通用隔離閥，正常需要兩端壓力平衡保證流量，將會關閉，阻止油液流向外吊掛，武器轉臺、尾輪鎖、導彈彈射；尾部供壓切斷閥，位于航向舵機的壓力油路和尾輪鎖作動筒，由位于通用系統油箱上的低油面開關控制，當低油面開關被觸發后，將通向航向舵機的壓力油路和尾輪鎖作動筒的油路切斷；蓄壓器隔離閥，正常情況下，僅允許壓力供至舵機；過壓保護閥，當飛行員或副駕駛飛行員將“應急液壓”開關撥至“打開”位，保護閥通電斷開，接通蓄壓器和舵機的通用系統液壓腔。“應急”液壓開關位于飛行員頭頂上方開關控制板，由應急液壓斷路器控制。應急液壓系統用于飛行控制僅可維持30～41s飛行，應急啟動時，必須立即放下起落架；蓄壓器壓力傳感器，測量和顯示壓力；旋翼剎車電磁閥，由一個三位開關控制，分別為“關斷”“剎車”“鎖定”，位于飛行供電操作面板上，靠近供電桿的位置（見圖）。電磁閥和壓力開關由應急直流總線供28V直流電壓，如果斷路器斷開，或直升機應急供電喪失，如果旋翼剎車開關在之前已撥至“鎖定”位，蓄壓器壓力仍可以進行供壓使旋翼剎車保持鎖定。開關撥至“剎車”位時，壓力為2．32MPa，撥至“鎖定”位，旋翼剎車壓力保持為20．68MPa。此開關和發動機狀態開關之間具有互鎖邏輯，只有當發動機狀態開關撥至“空轉”“熄火”時，旋翼剎車的“鎖定”位才會真正工作，以防止旋翼剎車誤操作為靜剎鎖定。

（4）通用蓄壓器和高壓氮氣瓶。一個蓄壓器安裝在直升機的右側，在APU的正下方。儲存壓力位20．68MPa。通用蓄壓器壓力可以通過通用液壓組件壓力通用于旋翼剎車、APU起動以及應急飛行控制（不包括武器系統）。

圖2 通用液壓系統

4 地面維護接口

手搖泵安裝在機身右側主系統地面液壓接口旁。手搖泵搖桿可以旋至三個位置，分別用于為系統蓄壓器充壓、為主液壓系統油箱加油、為通用液壓系統油箱加油。

5 系統分析

AH-64A“阿帕奇”直升機液壓系統設計是系統集成度、重量、維修性綜合平衡的一套成功的經典的設計，非常值得學習借鑒。常規的直升機液壓系統設計一般有電動泵對液壓泵的備份，但是，AH-64A“阿帕奇”直升機液壓系統使用兩套完全獨立機械液壓泵配合蓄壓器應急供壓的設計，此外，氣增壓油箱，按鈕式旋翼剎車相對于鋼索式旋翼剎車，可以實現減重；封閉式機輪剎車相對于主動液壓剎車，也具有易維護高可靠的特點。吸收反向沖擊的回油蓄壓器，易接近的地面供壓加油手搖泵和小油箱組件，這些在直升機液壓系統設計中都是很好的啟示。

6 結語

綜合分析阿帕奇武裝直升機液壓系統，其系統架構簡單，可靠性、重量、維護性在設計中進行了綜合權衡，是直升機液壓系統設計的典范。我國直升機液壓系統設計平臺化發展是優勢，但是，以某種程度上來說，對于不同用途的直升機，對液壓系統勢必提出不同的需求，尤其是武裝直升機，液壓系統的設計更要綜合考慮，需要廣泛借鑒。