康 磊，王甘牛

(中國飛機強度研究所，陜西 西安 710065)

1 引 言

綜合航空慣性剎車試驗臺的試驗對象主要針對重載直升機機輪剎車裝置以及輕型飛機機輪剎車裝置，通過一個試驗臺完成兩種不同類型對象的試驗。該試驗臺的設(shè)計難點在于兩種試驗對象試驗條件的不同，重載直升機機輪剎車裝置試驗時要求“大慣量、低速度”，輕型飛機機輪剎車裝置試驗時要求“小慣量、高速度”。進行綜合航空慣性剎車試驗臺的設(shè)計，需要滿足上述不同的試驗條件。

2 結(jié)構(gòu)組成及原理

綜合航空慣性試驗臺主要由鼓輪組合系統(tǒng)(模擬道面)、機械加載系統(tǒng)、電機拖動系統(tǒng)(模擬速度)、液壓系統(tǒng)、伺服剎車系統(tǒng)等組成，綜合航空慣性剎車試驗臺如圖1所示。

圖1 綜合航空慣性剎車試驗臺

該試驗臺與其他慣性試驗臺的主要區(qū)別在于，鼓輪組合系統(tǒng)由兩片鼓輪組成，“主鼓輪”主要用于輕型飛機機輪剎車裝置試驗，“主+輔鼓輪”主要用于重載直升機機輪剎車試驗。同時，該試驗臺傳動軸設(shè)置減速箱，當進行輕型飛機試驗時，需要高轉(zhuǎn)速、小扭矩，此時減速比設(shè)為1；進行重載直升機試驗時，需要低轉(zhuǎn)速、大扭矩，減速比設(shè)為3，從而分別滿足兩種不同的試驗條件。

2.1 鼓輪組合系統(tǒng)

鼓輪組合系統(tǒng)由膜片式聯(lián)軸器、減速機、動態(tài)扭矩計及其支架、主鼓輪、輔鼓輪、軸、軸承、軸承座等組成。電機通過膜片式聯(lián)軸器與減速機連接，減速機通過法蘭與動態(tài)扭矩計連接，動態(tài)扭矩計右端通過法蘭與另一半聯(lián)軸器連接，該半聯(lián)軸器與鼓輪軸用平鍵連接，主鼓輪與軸通過過盈配合傳遞扭矩，輔鼓輪內(nèi)孔與軸承配合并安裝于軸上。鼓輪系統(tǒng)主體模型如圖2所示。

圖2 鼓輪系統(tǒng)主體模型

2.2 機械加載系統(tǒng)

機械加載系統(tǒng)由移動加載框架、加載軸及搖臂、軸承、直線滾動導(dǎo)軌、加載液壓缸及球頭鉸鏈、后支座、大底座等組成。工作時加載液壓缸推動移動加載框架帶動機輪沿直線導(dǎo)軌向前運動，機輪輪胎水平壓在主鼓輪上進行剎車試驗。加載框架如圖3所示。

圖3 加載框架

2.3 電機拖動系統(tǒng)

電機拖動系統(tǒng)是試驗臺的動力系統(tǒng)，不僅需要帶動鼓輪旋轉(zhuǎn)為試驗臺提供符合要求的轉(zhuǎn)速，還需要通過電機輸出扭矩模擬飛機慣量，從而使機械慣量與電慣量相結(jié)合，滿足飛機機輪剎車試驗的要求。

電機拖動系統(tǒng)分為直流驅(qū)動系統(tǒng)與交流變頻驅(qū)動系統(tǒng)，考慮到交流變頻系統(tǒng)調(diào)速范圍寬、利用率廣泛、交流電機易于維護等優(yōu)點，本文中試驗臺采用交流變頻驅(qū)動方案，設(shè)計為ABB全數(shù)字變頻驅(qū)動系統(tǒng)，如圖4所示。

圖4 全數(shù)字變頻驅(qū)動系統(tǒng)原理架構(gòu)

2.4 液壓系統(tǒng)

液壓加載系統(tǒng)含有加載泵站、伺服加載單元和靜力矩單元，伺服加載單元用以推動托架對輪胎進行加載，具有位控、力控和快速退回功能；靜力矩單元主要用于試驗臺靜力矩試驗，采用液壓作動方式。液壓伺服加載及靜力矩系統(tǒng)原理如圖5所示。

圖5 液壓伺服加載及靜力矩系統(tǒng)原理

2.5 伺服剎車系統(tǒng)

伺服剎車系統(tǒng)主要指液壓伺服剎車系統(tǒng)，涵蓋泵站、管路、控制閥組及相關(guān)傳感器等，主要完成剎車裝置液壓伺服剎車控制功能，剎車介質(zhì)采用15#紅油。液壓伺服剎車原理如圖6所示。

圖6 液壓伺服剎車原理

3 結(jié) 論

綜合航空慣性剎車試驗臺不僅能夠完成重載直升機機輪剎車裝置動態(tài)性能測試，還可以完成輕型飛機機輪剎車裝置動態(tài)性能測試。試驗臺最大試驗?zāi)芰靠蛇_10MJ，最高轉(zhuǎn)速可達300km/h，可覆蓋目前所有相關(guān)機型的試驗。