作者簡介：江其祥（1991—）男，福建，漢族，中國民航飛行學(xué)院航空工程學(xué)院飛行器制造工程專業(yè)本科在讀，研究方向：畢業(yè)之后將進(jìn)入航空行業(yè)，成為一名飛機(jī)機(jī)務(wù)，主要從事飛機(jī)結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)的維修，包括航線維修與定檢。

摘 要：剎車系統(tǒng)作為飛機(jī)不可或缺的一部分對飛機(jī)的安全有著極其重要的影響。由于液壓驅(qū)動剎車存在的缺陷，長期以來又無法有效改進(jìn)，因此有必要研制一種新的控制方法來取代傳統(tǒng)的液壓驅(qū)動控制。目前國內(nèi)外正積極研制新一代的剎車系統(tǒng)——電制動剎車系統(tǒng)，它用機(jī)電作動機(jī)構(gòu)取代現(xiàn)有剎車系統(tǒng)的液壓作動機(jī)構(gòu)，不再需要管道、泵和閥等液壓組件，各種信號都通過電纜傳輸，對剎車系統(tǒng)的監(jiān)控更為簡單和直觀，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)油、節(jié)約成本和避免人為差錯(cuò)。

關(guān)鍵詞：剎車系統(tǒng) 缺陷 電作動

中圖分類號：TH137 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）01（a）-0000-00

1 液壓剎車與電作動剎車的比較

1.1 液壓剎車概述

所有飛機(jī)剎車系統(tǒng)的工作機(jī)理都大致一樣：飛機(jī)在降落滑跑過程中，充分利用飛機(jī)輪胎與地面之間產(chǎn)生的摩擦力，借助于動、靜剎車組件之間的相互作用產(chǎn)生摩擦，將飛機(jī)的動能轉(zhuǎn)化為其他形勢的能量（主要是熱能），盡快并安全的把飛機(jī)的速度降為零。

剎車工作時(shí)，在液壓油的作用下，驅(qū)動活塞壓緊剎車盤產(chǎn)生制動力矩起到剎停的作用，剎車松開時(shí)，在回復(fù)彈簧的作用下收回活塞，動、靜盤間不存在力矩，從而使機(jī)輪正常轉(zhuǎn)動。

1.2電作動剎車的優(yōu)越性

以液壓油為傳動介質(zhì)的液壓剎車系統(tǒng)存在著下列難以克服的缺點(diǎn)：管道復(fù)雜；結(jié)構(gòu)笨重；易損、維修量大；排故難度大；維護(hù)和修理時(shí)間長費(fèi)用高等；另外由于目前對液壓剎車狀態(tài)的監(jiān)控和反饋不直觀，飛機(jī)滑行或著陸時(shí)，在使用剎車和發(fā)動機(jī)反推的時(shí)機(jī)及程度上完全依靠飛行員的經(jīng)驗(yàn)，這樣不僅效率不高造成剎車熱包或燃油的浪費(fèi)，還易引發(fā)人為差錯(cuò)。許多航空公司都發(fā)生過時(shí)防滯剎車未及時(shí)松開，熱組件散熱不良發(fā)生粘結(jié)，影響了后續(xù)航班的人為差錯(cuò)。

對于航空公司來說，采用電制動剎車系統(tǒng)不僅能夠減低飛機(jī)重量，還能帶來以下好處：

提高剎車系統(tǒng)的故障診斷能力。大大減少剎車系統(tǒng)的維護(hù)費(fèi)用和時(shí)間。提高剎車系統(tǒng)的安全性。有利于實(shí)現(xiàn)飛機(jī)的智能化控制

2 電作動剎車系統(tǒng)的組成及其工作原理

2.1制動系統(tǒng)的組成

全電剎車系統(tǒng)由剎車機(jī)電計(jì)算機(jī)、剎車控制器、電機(jī)驅(qū)動器（EMA，Electro-Mechanical Actuator）、機(jī)輪速度傳感器、機(jī)輪及電剎車裝置等產(chǎn)品組成，其中電剎車裝置上安裝有兩個(gè)電動機(jī)作動器。為提高系統(tǒng)的可靠性，我們設(shè)計(jì)了兩套系統(tǒng)，系統(tǒng)一為計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)即所謂的自動控制系統(tǒng)，系統(tǒng)二為手動控制系統(tǒng)?，F(xiàn)代通用電機(jī)的電磁制動類型有能耗制動、反接制動和回饋制動?？紤]到飛機(jī)制動過程中要求制動力矩大，制動準(zhǔn)確，因此選用反接制動為主體，回饋制動為輔的制動方式.

2.2 制動的工作原理

整個(gè)剎車系統(tǒng)通過電傳信號控制相應(yīng)的剎車減速率、剎車的工作情況和剎車的性能指標(biāo)并且直接在ECAS計(jì)算機(jī)顯示。飛行員在控制剎車的計(jì)算機(jī)中輸入跑道的各項(xiàng)情況（長度、濕度等），飛機(jī)的著陸重量及發(fā)動機(jī)的反推情況。通過這些條件飛機(jī)可以計(jì)算出飛機(jī)降落時(shí)所需的安全長度，從而設(shè)定相應(yīng)的減速速率，并根據(jù)飛機(jī)降落時(shí)的實(shí)時(shí)情況對減速速率做出相應(yīng)的調(diào)整。系統(tǒng)的防滑剎車控制律采用成熟的 “速度差 +PBM”控制率，當(dāng)比較級的輸出大于某一門限值時(shí)，輸出應(yīng)逐步增大，且誤差小時(shí)增長率小，誤差大時(shí)增長率大；在比較級輸出小于該門限值時(shí)，輸出按某一放電規(guī)律緩慢降低。PBM的工作情況直接決定了剎車的性能。

為提高飛機(jī)剎車系統(tǒng)的可靠性，飛機(jī)還配有一套手動制動系統(tǒng)，以便在計(jì)算機(jī)自動控制剎車系統(tǒng)失效時(shí)提供剎車。在計(jì)算機(jī)自動控制系統(tǒng)正常工作時(shí)，手動控制系統(tǒng)不外部供電，僅作為回饋制動使用，作為計(jì)算機(jī)自動控制剎車系統(tǒng)的輔助剎車裝置。在飛機(jī)起飛滑跑時(shí)，手動制動系統(tǒng)的電機(jī)通過脫開裝置脫開，減小機(jī)輪阻力。

直流無刷電機(jī)快速制動準(zhǔn)確定位控制原理框圖如圖1所示。其基本工作過程為：需要?jiǎng)x車制動時(shí)，按下剎車制動開關(guān)K ，剎車預(yù)制動電路發(fā)出制動信號， 驅(qū)動電路使直流電機(jī)反接，反接產(chǎn)生的反向電流能在電機(jī)內(nèi)產(chǎn)生制動力矩從而使直流電機(jī)快速制動達(dá)到制動目的。

如果要使電機(jī)在制動時(shí)，不論電機(jī)的轉(zhuǎn)速高低，都能停在同一位置，則首先需要知道電機(jī)當(dāng)前的轉(zhuǎn)速，然后根據(jù)轉(zhuǎn)速的高低去控制制動過程。制動過程的原理是：在電機(jī)拖動旋轉(zhuǎn)物的某一位置上安裝一個(gè)角位移傳感器。當(dāng)停制動信號發(fā)出后，使電動機(jī)進(jìn)入制動程序。由于電動機(jī)傳動軸與機(jī)輪相連，所以電動機(jī)的轉(zhuǎn)速反映了機(jī)輪的速度。根據(jù)角位移機(jī)的所反映的電動機(jī)轉(zhuǎn)速及根據(jù)降落的實(shí)際情況，設(shè)定相應(yīng)的減速率。電動機(jī)轉(zhuǎn)速較大，降落跑道相對較短，相應(yīng)的減速速率就應(yīng)設(shè)置的大即通入較大的制動電流，產(chǎn)生較大的減速力矩。反之，機(jī)輪速度小則設(shè)置較小的減速速率，從而使制動準(zhǔn)確有效。

3結(jié)束語

飛機(jī)電制動剎車系統(tǒng)是航空剎車發(fā)展的方向，國外對此系統(tǒng)的研究已經(jīng)進(jìn)入了實(shí)用化階段，同時(shí)依托電剎車良好的數(shù)據(jù)反饋，對飛機(jī)的自動控制系統(tǒng)進(jìn)行升級，以達(dá)到更加安全和節(jié)約成本的目的。國內(nèi)的廠商也應(yīng)當(dāng)盡早開展這方面的研究，在現(xiàn)有技術(shù)能力不足的情況下，可以引入第三方生產(chǎn)商進(jìn)行合作，不僅可以暫時(shí)避過難點(diǎn)、提高國內(nèi)剎車研制水平，還有利于提高國產(chǎn)支線飛機(jī)在國際市場的競爭力。

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