楊寧

摘要：飛機起落架系統(tǒng)是飛機至關(guān)重要的部件，作為在起飛和著陸階段的液壓收放系統(tǒng)能夠根據(jù)檢測到的相關(guān)信號或指令將起落架自動收放。飛機起落架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)非常的復(fù)雜，其自身并不是單純的機械系統(tǒng)，起落架系統(tǒng)是一個機械、電氣以及液壓耦合的綜合控制系統(tǒng)，影響其收放功能的非線性因素很多，其動態(tài)載荷的變化直接影響到液壓收放系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：飛機起落架;液壓收放系統(tǒng);故障診斷

前言

隨著電液伺服技術(shù)的快速發(fā)展，飛機起落架液壓收放系統(tǒng)在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上增加了電氣元件，可以對液壓系統(tǒng)部件實現(xiàn)電氣自動化控制，但是由于部件的復(fù)雜度和集成化帶來的故障診斷難度不斷加大

1起落架油路系統(tǒng)及工作原理

起落架油路由電路控制作動。其控制油路部件為液壓泵、起落架收上電磁閥和放下電磁閥。主要器件為前起落架收放作動筒，左、右主起落架收放作動筒，起落架緊急釋放手柄、儲壓器、泵壓力開關(guān)，收上和放下電磁閥，液壓泵和液壓油箱（Tank）以及起落架在放下位，起落架控制手柄在收上位時，液壓油路工作狀態(tài)圖。當(dāng)起落架手柄從放下位扳至收上位時，收上電磁閥和放下電磁閥上部雙向油路接通，Accumulaotr先通過2路流量控制閥，經(jīng)NRV單項閥將液壓壓力傳遞至收放作動筒兩端，由于作動筒收上端有效面積大于放下端，在保持作動筒兩端液體壓力相等的同時，作用在收上端的壓力強迫活塞向?qū)?cè)運動，活塞伸長并推動起落架收上，當(dāng)儲壓氣壓力低于1400psi時，泵壓力開關(guān)打開，泵工作電路接通，此時泵開始工作將液壓油箱內(nèi)液壓油打入本該儲壓氣作用的油路，即開始介入起落架收放動作，同時將液壓油泵入儲壓器。當(dāng)起落架完全收上時，NOSELDGGEARUP（前起落架收上）電門閉合，ExtendSolenoidValve（放下電磁閥）作動至單向?qū)ㄎ?。電動泵繼續(xù)工作，收放作動筒放下端液壓油經(jīng)過ExtendSolenoidCalve（放下電磁閥）一側(cè)返回液壓油箱，另一側(cè)進入收上油路配合原收上油路壓力，使起落架進入全壓收上模式，當(dāng)儲壓氣出口壓力大于1650psi時，泵壓力開關(guān)關(guān)斷，液壓泵停止工作，收上保持壓力由儲壓氣提供。由以上分析可知，起落架電路系統(tǒng)通過控制收上和放下電磁閥的作動，不需要更改液壓泵工作泵油方向，就可以達到控制起落架作動筒收放和保持的目的。當(dāng)起落架出現(xiàn)異常無法正常工作時，拉出緊急釋放手柄，手柄一側(cè)控制斷開液壓泵輸入端電壓電流，使液壓泵停止工作，另一端打開緊急釋放油路，使收放作動筒收上側(cè)液壓油經(jīng)單向閥和緊急釋放油路快速返回油箱的同時，另一路進入作動筒放下端，配合其原放下端壓力和起落架自身重力，放下并鎖定，從而達到應(yīng)急放起落架的目的。

2故障診斷方法

故障診斷是一種根據(jù)系統(tǒng)信號特征來判斷系統(tǒng)的狀態(tài)是否出現(xiàn)故障，飛機起落架液壓收放系統(tǒng)是一種非線性多節(jié)點耦合的控制系統(tǒng)，飛機著陸產(chǎn)生的巨大沖擊會影響收放系統(tǒng)的穩(wěn)定性，需要通過故障診斷的方法，當(dāng)出現(xiàn)系統(tǒng)故障的時候觸發(fā)故障響應(yīng)機制，調(diào)節(jié)相應(yīng)的參數(shù)或抑制相關(guān)的功能，從而減少功能失效帶來的影響。飛機起落架液壓收放系統(tǒng)的故障診斷采用基于模型設(shè)計和系統(tǒng)狀態(tài)觀測器來實現(xiàn)的，其中，構(gòu)建的動力學(xué)模型中可以將影響性能的參數(shù)提取出來，將傳感器采集的信號做有效性判斷，而后將兩者的數(shù)據(jù)進行合集處理形成診斷數(shù)據(jù)集。系統(tǒng)狀態(tài)觀測器負責(zé)實時讀取飛機起落架液壓收放系統(tǒng)的工作狀態(tài)，液壓收放系統(tǒng)的診斷需要在相應(yīng)的工作狀態(tài)對部件進行診斷，收放系統(tǒng)也是部件或系統(tǒng)診斷的一個使能條件。數(shù)據(jù)集將診斷所需的診斷信號進行提取，系統(tǒng)狀態(tài)觀測器將收放系統(tǒng)的工作狀態(tài)輸出到故障診斷模塊中。對不同的故障診斷項使用不同的故障診斷算法，當(dāng)故障觸發(fā)后進行故障狀態(tài)的濾波，只有當(dāng)故障觸發(fā)的計數(shù)器達到故障確認的計數(shù)上限值，故障才算真正的確認下來，此時電控單元可以通過相應(yīng)的技術(shù)手段將故障進行存儲，與此同時，在電控單元將故障響應(yīng)模塊激活，從而快速地切斷飛機起落架的相應(yīng)的動作。飛機起落架液壓收放系統(tǒng)的故障狀態(tài)可以分為系統(tǒng)正常、部分正常、系統(tǒng)故障以及部分故障四種狀態(tài)。當(dāng)故障診斷模塊檢測到系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，狀態(tài)跳轉(zhuǎn)到部分故障，在部分故障模塊中故障計算器到了故障確認上限值后，跳轉(zhuǎn)到系統(tǒng)故障，當(dāng)故障診斷模塊檢測到故障消失了，跳轉(zhuǎn)到系統(tǒng)部分正常狀態(tài)，只有當(dāng)故障恢復(fù)的計數(shù)器降到了故障恢復(fù)計數(shù)器下限值時，收放系統(tǒng)的故障狀態(tài)才能恢復(fù)到系統(tǒng)正常狀態(tài)。在狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程中，檢測到部分故障時，故障可能只是瞬間被置起，故障會隨著時間自愈，故障會自動消失，此時故障狀態(tài)更新為系統(tǒng)正常狀態(tài)，計數(shù)器也同時恢復(fù)至初始值。故障診斷系統(tǒng)中通常利用故障濾波算法來確認故障，故障狀態(tài)是一種抖動的狀態(tài)信號，需要經(jīng)過濾波算法來識別故障的最終狀態(tài)，飛機起落架液壓收放系統(tǒng)的故障診斷可以連續(xù)的觀測系統(tǒng)的工作狀態(tài)，當(dāng)識別到系統(tǒng)或部件觸發(fā)故障后，對故障狀態(tài)的計數(shù)完全可以基于時間進行連續(xù)的累加，當(dāng)計數(shù)器數(shù)值達到相應(yīng)的故障確認時間就可以將故障確認了，所以采用基于連續(xù)時間的故障濾波算法來確認故障。

結(jié)束語

飛機在著陸過程中，動態(tài)載荷的沖擊對液壓收放系統(tǒng)能夠產(chǎn)生巨大的失效影響。針對在著陸階段飛機液壓收放系統(tǒng)潛在的失效問題，在飛機液壓收放系統(tǒng)的動力學(xué)模型基礎(chǔ)上，設(shè)計基于模型的故障診斷方法，利用構(gòu)建的觀測器實時的獲取系統(tǒng)的故障狀態(tài)，在故障管理系統(tǒng)中實現(xiàn)故障響應(yīng)后關(guān)閉相關(guān)功能從而避免液壓收放系統(tǒng)的失效，故障觸發(fā)時，電控單元能夠?qū)崟r記錄相關(guān)的故障信息，有利于維修人員獲取故障特征和故障原因，提升檢修工作的效率，最大程度上提升飛機液壓收放系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

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