楊蕊姣， 吳金宇， 王偉

（1.中電科蕪湖鉆石飛機(jī)制造有限公司，安徽蕪湖 241000；2.中電科蕪湖通用航空產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司，安徽蕪湖 241000）

0 引言

起落架系統(tǒng)是飛機(jī)的重要承力并具有操縱特性的部件，在固定翼飛機(jī)起飛降落中承擔(dān)著極其重要的使命。起落架有固定式和可收放式兩類，固定式起落架結(jié)構(gòu)簡單，但飛行過程對氣動特性有一定的影響，通常在低速小飛機(jī)中使用；高性能通用飛機(jī)及民航客機(jī)通常采用可收放式起落架，該類飛機(jī)在降落過程中，需確保起落架放下且到位，并給予飛行員明確指示后，飛行員才能執(zhí)行降落動作，確保安全降落，因此起落架的位置指示及告警對具有可收放起落架的固定翼飛機(jī)至關(guān)重要。

國內(nèi)研發(fā)的CCAR23部通用飛機(jī)起落架警告系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須滿足中國民用航空局適航條款要求。中國民用航空總局適航規(guī)章CCAR23.729（f）條對起落架警告及消除系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有明確的要求，規(guī)定了對于陸上飛機(jī)，必須提供下列音響或者是等效的起落架警告裝置：1）該裝置在1個或幾個油門收回超過正常著陸進(jìn)場位置，而起落架未完全放下和鎖住時，將連續(xù)發(fā)聲。如果本條規(guī)定的警告裝置設(shè)有人工停響措施，則此警告系統(tǒng)必須設(shè)計(jì)成當(dāng)1個或幾個油門收回后警告已被暫停時，隨后再減小任一油門到（或超過）正常著陸進(jìn)場位置，將會啟動警告裝置。2）在使用正常著陸程序時，該裝置在襟翼放下到超過最大進(jìn)場的襟翼位置，而起落架未完全放下和鎖住時，將連續(xù)發(fā)聲。該裝置不得設(shè)置人工停響措施[1]。

本文針對中國民航規(guī)章對23部通用飛機(jī)起落架警告系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，結(jié)合某型通用飛機(jī)起落架的特點(diǎn)，進(jìn)行該型飛機(jī)起落架警告系統(tǒng)設(shè)計(jì)，通過實(shí)際裝機(jī)及試驗(yàn)驗(yàn)證該系統(tǒng)的使用效果。

1 相關(guān)系統(tǒng)功能介紹

1.1 起落架指示及警告系統(tǒng)

起落架指示系統(tǒng)主要用于向飛行員提供指示信息，讓飛行員明確知曉當(dāng)前起落架狀態(tài)，是收起并鎖住狀態(tài)，或放下并鎖住狀態(tài)，或運(yùn)動中狀態(tài)，通常使用指示燈，或者在主飛行顯示器里指示。

警告系統(tǒng)主要用于提示飛行員當(dāng)前需要放下起落架，或者提醒起落架發(fā)生故障；起落架指示及警告系統(tǒng)是飛行員在座艙中知曉起落架狀態(tài)的直接來源，如其失效，將直接影響降落安全，因此該系統(tǒng)的重要性很高。

1.2 油門

油門是動力系統(tǒng)的控制部件，飛行員通過推拉油門桿以增加或減小油門，來調(diào)節(jié)飛行速度。飛機(jī)起飛及正常飛行時，油門量都會超過一定值，從而保證動力系統(tǒng)的有效輸出，維持飛機(jī)正常飛行，一般只有在飛機(jī)降落過程，所有油門才會收至接近怠速位置，此時飛機(jī)應(yīng)該放下起落架，以備降落。

1.3 襟翼系統(tǒng)

襟翼系統(tǒng)主要是為了增加飛機(jī)升力，在起飛及著陸過程中使用襟翼，在較小的飛行速度下維持飛機(jī)的升力，以減小起飛及降落過程中的滑跑距離[2]，因此襟翼位置一般設(shè)計(jì)有起飛位、正常飛行位、降落位，飛行員將襟翼設(shè)置在降落位，一般表明準(zhǔn)備降落，此時飛機(jī)應(yīng)該放下起落架。

2 起落架警告系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)組成

2.1.1 相關(guān)部件介紹

以當(dāng)前常用于通用飛機(jī)的液壓驅(qū)動可收放前三點(diǎn)式起落架為例，介紹該起落架警告系統(tǒng)的組成及工作原理。

1）起落架開關(guān)。起落架收放由飛行員操作儀表面板的搖臂開關(guān)來控制，具有收起及放下兩個位置，如圖2所示，前起落架及主起落架同時受該開關(guān)控制，開關(guān)動作后，通過液壓組件驅(qū)動起落架的收起及放下。

2）起落架位置傳感器。在起落架艙表征起落架完全收上及完全放下到位位置設(shè)置收上到位及放下到位開關(guān)，以給起落架狀態(tài)指示提供輸入信號。

3）起落架位置指示燈。儀表面板上設(shè)置起落架位置指示燈，用來給飛行員提供起落架當(dāng)前狀態(tài)[3]，在3個起落架放下且到位時，綠燈亮起，如果某個起落架沒有按開關(guān)動作完成收上或放下，則紅色警告燈亮起，如圖2所示。

圖2 起落架收放開關(guān)及狀態(tài)指示燈

4）油門操作桿位置傳感器。油門操作桿位于駕駛艙主副駕駛中間，在油門達(dá)到需要放下起落架位置設(shè)置油門位置傳感器，如圖3所示。

圖3 油門位置傳感器

5）起落架警告及消除。在儀表板設(shè)置蜂鳴器，用以提示飛行員當(dāng)前起落架沒有在正確位置，以及設(shè)置警告消除按扭，如圖4所示，用于飛行員明確知曉該警告，并可主動選擇忽略該警告。

圖4 起落架警告消除按鈕

6）襟翼位置傳感器。襟翼由襟翼開關(guān)驅(qū)動，在襟翼放下到位位置，設(shè)置襟翼位置傳感器，與油門位置傳感器類似。

2.1.2 系統(tǒng)組成框圖

起落架警告系統(tǒng)組成如圖5所示，系統(tǒng)由起落架到位開關(guān)、左/右油門位置開關(guān)、襟翼放下到位開關(guān)、警告消除按鈕、警告蜂鳴器、警告及消除相關(guān)控制繼電器組成，其中：1）左/右油門位置開關(guān)，用于向告警電路提供飛機(jī)狀態(tài)信息；2）襟翼放下到位開關(guān)用于向警告電路提供襟翼位置信息；3）警告消除按鍵用于消除警告；4）警告蜂鳴器用于起落架警告音調(diào)生成；5）警告及消除控制繼電器包含由用于控制由油門位置引起的起落架警告的接通及消除的繼電器，以及由襟翼位置引起的起落架警告的觸發(fā)控制。

圖1 前三點(diǎn)式可收放起落架

圖5 起落架警告系統(tǒng)組成圖

2.2 工作原理

2.2.1 針對油門位置引起警告及消除的原理

針對CCAR23.729（f）條款第一條的要求，即油門位置觸發(fā)的起落架警告的要求，通過使用雙線圈電磁繼電器以及搭建邏輯電路來實(shí)現(xiàn)，圖6是起落架警告及消除系統(tǒng)原理圖，下邊詳細(xì)解釋電路工作原理。

1）當(dāng)左油門收至著陸位置，觸發(fā)左油門位置開關(guān)S5閉合的位置時，如此時前起落架放下到位開關(guān)S1、S2，或左起落架到位開關(guān)S3，或右起落架到位開關(guān)S4未閉合，即C與NC接通，則警告峰鳴器的“-”極通過警告控制繼電器R2的11腳、13腳、左油門位置開關(guān)S5的NO、C腳，以及某一放下到位開關(guān)的NC及C腳與地接通，由于蜂鳴器B1的“+”極一直與28 V電源接通，則此時蜂鳴器B1發(fā)出連續(xù)警告音。

2）按壓警告消除按鈕K1，此時警告控制繼電器R2的SET線圈得電，13腳與9腳接通，8腳與4腳接通，蜂鳴器B1的“-”極無通路到地，則蜂鳴器停響。

3）此時，收右油門至觸發(fā)右油門位置開關(guān)S6閉合位置，由警告峰鳴器的“-”極通過警告控制繼電器R3的11腳、13腳，右油門位置開關(guān)S6的NO、C腳，以及放下到位開關(guān)的NC及C腳再次與地接通，蜂鳴器B1再次連續(xù)發(fā)出警告音。

4）此時，按壓警告消除按鍵K1，警告控制繼電器R2及R3的SET線圈得電，各自13腳與9腳接通，8腳與4腳接通，蜂鳴器B1的“-”極通過警告控制繼電器R2的8腳、4腳，警告控制繼電器R3的8腳、4腳，以及放下到位開關(guān)的NC及C腳與地接通，蜂鳴器B1警告音無法消除。

先收右油門、再收左油門與上述原理類似，不再重復(fù)敘述。

2.2.2 針對襟翼位置引起警告的工作原理

針對CCAR23.729（f）條款第二條的要求，即襟翼位置觸發(fā)的起落架警告的要求，通過使用普通電磁繼電器及搭建邏輯電路來實(shí)現(xiàn)。

如圖6所示，當(dāng)襟翼放到至著陸狀態(tài)，即襟翼到位開關(guān)S7閉合，則襟翼警告邏輯控制繼電器R1吸合，如此時前起落架放下到位開關(guān)S1、S2，或左起落架到位開關(guān)S3，或右起落架到位開關(guān)S4未閉合，即C與NC接通，則警告峰鳴器的“-”極通過襟翼警告邏輯控制繼電器R1的87、30腳，以及某一放下到位開關(guān)的NC及C腳與地接通，蜂鳴器B1發(fā)出連續(xù)警告音，無法通過警告消除按鈕使停響。

圖6 起落架警告及消除系統(tǒng)原理圖

3 試驗(yàn)驗(yàn)證情況

針對某型CCAR23部通用飛機(jī)改裝了該起落架警告及消除系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在完成裝機(jī)后開展了相關(guān)功能的測試，測試記錄如表1所示。

表1 起落架警告及消除功能測試記錄

測試結(jié)果表明，該起落架警告及消除設(shè)計(jì)可按CCAR23.729（f）條款要求實(shí)現(xiàn)規(guī)定狀態(tài)下的起落架警告，系統(tǒng)組成簡單，易于實(shí)現(xiàn)。截至目前，該型飛機(jī)已飛行多個架次，起落架警告及消除系統(tǒng)均穩(wěn)定可靠運(yùn)行，無故障發(fā)生。

4 結(jié)語

本文針對可收放起落架的特點(diǎn)，提供了滿足適航要求完整的起落架警告及消除功能的解決方法，在實(shí)際飛機(jī)上得到了驗(yàn)證，系統(tǒng)電路采用通用元器件搭建邏輯電路實(shí)現(xiàn)，具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、成本低、易于實(shí)現(xiàn)、通用性強(qiáng)等特點(diǎn)，對同類型飛機(jī)起落架警告系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有一定的參考意義。