傅方園

摘要：發(fā)動(dòng)機(jī)功率桿電磁止動(dòng)鎖是用于在空中將功率桿鎖止在飛行慢車以上位置，確保功率桿不會(huì)收至低功率位置使飛機(jī)失去動(dòng)力的重要設(shè)備，原某型飛機(jī)功率桿電磁止動(dòng)鎖控制系統(tǒng)僅依靠單側(cè)主起落架的輪載信號(hào)進(jìn)行開/閉鎖控制，存在著陸時(shí)解鎖不及時(shí)的缺陷，為了提高開鎖的靈敏度和閉鎖的可靠性，在系統(tǒng)中增加了輪速解鎖信號(hào)、雙輪載信號(hào)等判斷信號(hào)和控制邏輯，使本系統(tǒng)既提高了靈敏度又保證了上鎖的可靠性。

關(guān)鍵詞：電磁鎖;靈敏度;安全性

0 引言

某型飛機(jī)在外場(chǎng)使用過(guò)程中，由于頻繁出現(xiàn)飛機(jī)著陸時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)功率桿電磁止動(dòng)鎖開鎖時(shí)機(jī)滯后于飛機(jī)觸地時(shí)機(jī)的現(xiàn)象，故飛行員在感覺(jué)飛機(jī)觸地后不能在第一時(shí)間將功率桿拉至反槳減速。這種問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致飛行員為了在著陸過(guò)程中為排除電磁鎖對(duì)操作功率桿的干擾，在落地前手動(dòng)解除了電磁鎖，給飛機(jī)操作帶來(lái)了巨大隱患，最終在2015年5月10日釀成了飛行員在空中將功率桿誤收至飛行慢車以下位置、導(dǎo)致飛機(jī)發(fā)生重著陸的事故。這起事故不但給用戶造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，而且嚴(yán)重制約了某型飛機(jī)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，為此，必須對(duì)控制方式進(jìn)行徹底有效的改進(jìn)。

1 發(fā)動(dòng)機(jī)功率桿止動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

為了保證某型飛機(jī)飛行安全，設(shè)計(jì)限定了發(fā)動(dòng)機(jī)空中最低功率，對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)功率桿位置為“飛行慢車”以上位置。為了防止飛行員在空中誤將功率桿拉至飛行慢車以下位置（含反槳負(fù)拉力位置），在發(fā)動(dòng)機(jī)操縱臺(tái)設(shè)置了功率桿飛行慢車機(jī)械擋塊和飛行慢車電磁止動(dòng)鎖兩種防誤操作的機(jī)構(gòu)以保證防誤收系統(tǒng)的可靠性可以達(dá)到適航法規(guī)要求的安全等級(jí)。發(fā)動(dòng)機(jī)操縱臺(tái)分解圖見圖1.

當(dāng)功率桿推至飛行慢車以上位置后，再拉動(dòng)功率桿至飛行慢車位置將受到飛行慢車機(jī)械擋塊的阻擋，要越過(guò)它需要飛行員扣動(dòng)解鎖手柄（圖1，3項(xiàng)），這樣可以通過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)起到防誤收作用，這種防誤收裝置無(wú)論在空中和地面均會(huì)起到阻擋功率桿的作用。飛行慢車電磁止動(dòng)鎖（圖1，1項(xiàng)）為單向鎖，前推功率桿不受其限制，在空中狀態(tài)時(shí)后拉至飛行慢車位置將受到電磁止動(dòng)鎖的阻擋，電磁止動(dòng)鎖受左主起落架輪載開關(guān)的控制，在飛機(jī)離地后自動(dòng)上鎖，在飛機(jī)落地后自動(dòng)解鎖。當(dāng)電磁鎖故障時(shí)，電磁鎖故障紅色指示將燃亮，飛行員可根據(jù)提示手動(dòng)將電磁止動(dòng)鎖解鎖。

2 解鎖遲滯原因分析

原電磁止動(dòng)鎖控制邏輯較簡(jiǎn)單，只受左主起落架輪載信號(hào)控制，輪載信號(hào)接通則開鎖，輪載信號(hào)消失則上鎖。在這種控制方式下，當(dāng)右主起落架先觸地會(huì)導(dǎo)致飛行員感覺(jué)飛機(jī)已經(jīng)觸地，但此時(shí)電磁止動(dòng)鎖并未解鎖，飛行員收油門動(dòng)作將受到電磁鎖的阻礙。另外某型飛機(jī)機(jī)翼升力較大，飛機(jī)在觸地后，在機(jī)翼升力作用下起落架減震支柱并不能立即壓縮至輪載信號(hào)開關(guān)接通狀態(tài)，因此導(dǎo)致飛行員感覺(jué)飛機(jī)觸地后一段時(shí)間后電磁鎖才能解鎖。為了印證分析結(jié)論，抽取了12個(gè)飛參樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。從12個(gè)飛參樣本數(shù)據(jù)中判讀出：1）輪載信號(hào)相對(duì)發(fā)出較晚，一般在飛機(jī)接地后4s左右發(fā)出，最長(zhǎng)延遲超過(guò)6s;2）左右主起輪載信號(hào)不一致;3）輪速信號(hào)在飛機(jī)觸地后很快就會(huì)發(fā)出，最長(zhǎng)延遲不超過(guò)2s;這些數(shù)據(jù)說(shuō)明了上述分析合理正確。

3 改進(jìn)方案

3.1增加輪載信號(hào)

為了增加輪載信號(hào)接通的可靠性，保證飛機(jī)在著陸時(shí)任意主起落架先接地均能接通電磁止動(dòng)鎖解鎖信號(hào)，除使用左主起輪載信號(hào)外又增加了右主起輪載信號(hào)，兩路輪載信號(hào)并聯(lián)控制電磁止動(dòng)鎖，著陸時(shí)左右主起任意一個(gè)先觸地接通輪載信號(hào)均能接通電磁鎖解鎖電源，使其解鎖。

3.2 增加輪載信號(hào)延時(shí)斷開控制

由于輪載信號(hào)在起飛速度達(dá)到?jīng)Q斷速度前的臨界狀態(tài)會(huì)出現(xiàn)斷開的情況，如果中斷起飛，飛行員需要將功率桿拉至飛行慢車以下位置，此時(shí)如果輪載信號(hào)不能穩(wěn)定的接通會(huì)出現(xiàn)功率桿不能順暢的拉至飛行慢車以下位置的情況。為了解決此問(wèn)題，在輪載信號(hào)線路中增加了延時(shí)斷開繼電器，當(dāng)左、右輪載信號(hào)任意一個(gè)接通時(shí)，繼電器立即接通發(fā)出解鎖信號(hào)，當(dāng)左右輪載信號(hào)均消失后，繼電器延時(shí)1秒斷開，使解鎖信號(hào)繼續(xù)發(fā)出1秒，保證飛機(jī)在顛簸狀態(tài)輪載信號(hào)可以穩(wěn)定輸出，電磁鎖可以持續(xù)解鎖。

3.3 增加輪速解鎖信號(hào)

針對(duì)輪載信號(hào)延遲接通問(wèn)題，我們?cè)诜治鲲w參數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)現(xiàn)輪速信號(hào)可以更快的被觸發(fā)并且信號(hào)源穩(wěn)定適合作為飛機(jī)觸地的判斷信號(hào)，因此新研制了輪速信號(hào)轉(zhuǎn)換盒，它將監(jiān)控左右主起落架上四個(gè)機(jī)輪轉(zhuǎn)速，當(dāng)任意一個(gè)機(jī)輪轉(zhuǎn)速大于90Km/h時(shí)輸出解鎖信號(hào)，當(dāng)機(jī)輪轉(zhuǎn)速低于70Km/h時(shí)輸出上鎖信號(hào)。

3.4 輪速、輪載解鎖信號(hào)并聯(lián)控制

以上增加的輪速解鎖信號(hào)和輪載信號(hào)并聯(lián)控制電磁止動(dòng)鎖解鎖，任意一路信號(hào)均可觸發(fā)電磁鎖解鎖功能。具體原理圖見圖2。

3.5 輪速信號(hào)的控制

由于飛機(jī)起飛離地后的幾分鐘內(nèi)機(jī)輪還在持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，輪速信號(hào)仍將持續(xù)發(fā)出，此時(shí)電磁止動(dòng)鎖仍舊會(huì)處于開鎖狀態(tài)，此時(shí)如果誤操作功率桿將會(huì)導(dǎo)致危險(xiǎn)出現(xiàn)。為了在起飛階段屏蔽掉輪速解鎖信號(hào)同時(shí)，還要保證飛機(jī)在著陸、復(fù)飛、飛行訓(xùn)練等狀態(tài)下均可以可靠輸出，我們?cè)陔姎饩€路中增加了輪速信號(hào)自鎖繼電器，繼電器與發(fā)動(dòng)機(jī)功率桿63°微動(dòng)開關(guān)信號(hào)交聯(lián)，使功率桿達(dá)到起飛狀態(tài)后觸發(fā)對(duì)輪速信號(hào)的屏蔽，直至輪速信號(hào)消失后解除屏蔽。

4. 改進(jìn)后系統(tǒng)在飛機(jī)各狀態(tài)下工作分析

改進(jìn)后的系統(tǒng)需要在起飛、復(fù)飛、著陸、飛行訓(xùn)練階段均能滿足可靠上鎖和及時(shí)解鎖的功能，以下對(duì)系統(tǒng)在各狀態(tài)下工作方式進(jìn)行分析說(shuō)明。

4.1 起飛階段

起飛時(shí)，雙功率桿推至63°以上后進(jìn)入起飛狀態(tài)，繼電器348K、347K接通，向自鎖繼電器給出“地”通路。此后飛機(jī)滑跑加速至輪速信號(hào)接通門檻值約90Km/h時(shí)，輪速信號(hào)控制盒發(fā)出解鎖信號(hào)至自鎖繼電器的線圈+和觸點(diǎn)2，由于功率桿給出了地，此時(shí)自鎖繼電器工作，斷開由2至1的通路，輪速解鎖信號(hào)被切斷（從此時(shí)飛機(jī)仍處于滑跑階段至飛機(jī)起飛離地，電磁鎖受主起輪載信號(hào)控制處于解鎖狀態(tài)），同時(shí)觸點(diǎn)8、9接通給出了另一路地信號(hào)，繼電器持續(xù)工作。當(dāng)飛機(jī)離地，輪速減至門檻值以下時(shí)，輪速解鎖信號(hào)停止輸出，自鎖繼電器失電釋放，1、2點(diǎn)再次接通，給出輪速解鎖信號(hào)的通路，8、9點(diǎn)斷開，自鎖地消失，為下一次輪速解鎖信號(hào)發(fā)出做好準(zhǔn)備。

在起飛離地過(guò)程中當(dāng)左右功率桿一旦均超過(guò)63°，即使功率桿再收至63°以下，自鎖繼電器由于自身還有一路接地，因此不會(huì)釋放，會(huì)一直保持到輪速解鎖信號(hào)消失為止。

4.2 復(fù)飛階段

當(dāng)飛機(jī)復(fù)飛時(shí)，由于機(jī)輪不觸地，不會(huì)引發(fā)輪速解鎖信號(hào)，空地信號(hào)也不會(huì)接通，因此，復(fù)飛階段對(duì)解鎖無(wú)影響。

4.3著陸階段

當(dāng)飛機(jī)著陸時(shí)，功率桿必定低于63°，此時(shí)斷開了自鎖繼電器的地通路，當(dāng)飛機(jī)觸地，輪速信號(hào)給出時(shí)，自鎖繼電器線圈僅有正電信號(hào)，沒(méi)有地通路，不會(huì)動(dòng)作，自鎖信號(hào)可以通過(guò)繼電器的1、2點(diǎn)通路給至電磁止動(dòng)鎖的解鎖電源，使電磁鎖解鎖。

4.4飛行訓(xùn)練模式

當(dāng)飛機(jī)進(jìn)行飛行訓(xùn)練時(shí)，會(huì)出現(xiàn)主起機(jī)輪觸地后立即拉起的狀態(tài)，此狀態(tài)的特點(diǎn)是，功率桿在降低高度時(shí)必定低于63°，在觸地拉起時(shí)，功率桿又必須在大于63°的位置上才可實(shí)現(xiàn)。輪載信號(hào)在機(jī)輪觸地瞬間不一定會(huì)接通，輪速信號(hào)可能會(huì)接通。

在飛機(jī)進(jìn)場(chǎng)降低高度階段，功率桿低于63°，斷開了自鎖繼電器的地，輪速信號(hào)控制盒沒(méi)有信號(hào)輸出，自鎖繼電器處于釋放狀態(tài)，輪速解鎖信號(hào)的通路接通。當(dāng)飛機(jī)觸地后，如果飛行員選擇拉起飛機(jī)，那么必定要將功率桿推至63°以上，此時(shí)給出了自鎖繼電器的地，當(dāng)輪速信號(hào)大于門檻值發(fā)出解鎖信號(hào)時(shí)，電路同起飛階段。

5. 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)改進(jìn)設(shè)計(jì)的功率桿電磁止動(dòng)鎖控制系統(tǒng)完成了裝機(jī)驗(yàn)證和適航審批。經(jīng)過(guò)試飛實(shí)踐，改進(jìn)后的系統(tǒng)可有效提高功率桿電磁止動(dòng)鎖解鎖的靈敏度和準(zhǔn)確性，減少了飛行員在著陸過(guò)程操作電磁止動(dòng)鎖的動(dòng)作，達(dá)到了飛行員預(yù)期的效果。對(duì)提高飛機(jī)的安全性、可靠性和操作性起到了積極的作用。同時(shí)為大升力翼型飛機(jī)在需要準(zhǔn)確獲得飛機(jī)觸地信號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]中國(guó)民用航空局，《運(yùn)輸類飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)》[M]，北京：2011.11.07。

[2]西安飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，《設(shè)計(jì)、試驗(yàn)規(guī)范-第六分冊(cè)-飛機(jī)特設(shè)系統(tǒng)》