先进宽体客机液压能源系统设计特点

陈才

【摘 要】本文通过对先进宽体客机波音787、空客A350飞机的液压能源系统进行研究，对两个机型的液压能源系统设计特点进行了简要的总结概述。

【关键词】787；A350；液压能源系统

【Abstract】This paper is to research the hydraulic system of advanced wide body aircraft Boeing 787 and A350，summary the design characteristics of them.

【Key words】787；A350；Hydraulic power system

0 前言

空客和波音在新世纪初推出了新宽体机型A350和787，这两款新机型得到了市场的青睐。

A350和787飞机是先进宽体客机的代表，作为两款竞争机型，两款飞机代表了当今这个时代液压能源系统设计的特点，代表了顶尖的设计水平，也显示出了波音和空客公司的不同的设计理念。

1 787的设计特点

1.1 系统架构

787采用了三套液压系统架构，包括左（L）、中（C）、右（R）三套子系统，其简要基本原理图见图1。左右系统均采用EDP作为主泵，EMP作为备用泵的形式，在系统低压或者大流量需求的时候工作；中系统的一台EMP作为主泵，另外一台EMP作为备用泵，两台电动泵根据单双日选择作为主备份关系，备用泵在系统低压或者大流量需求的时候启动工作，RAT泵仅仅在RAT放下时驱动主飞控系统。

液压能源系统为以下用户提供液压能源：飞控系统、高升力系统、发动机反推系统、起落架收放系统、前轮转弯系统。

1.2 设计特点

787主要具备以下设计特点：

1）系统压力为5000psi。在A380和A350飞机采用5000psi压力体制后，787飞机也采用了5000psi液压系统。

2）采用了3H架构。截至目前，波音公司还未推出采用EHA/EBHA的民用飞机，也就是采用双套液压系统的飞机。

3）液压能源系统用电量大。因为采用了大功率EMP，且EMP作为系统的主泵，依靠电力驱动，对电功率的要求很高，电动泵的输入电压由传统的115VAC变为270VDC。输出流量也由传统的约3000psi@6gmp的EMP（传统飞机的电动泵功率一般在3000psi@6gmp左右）变为5000psi@36gpm的大功率EMP。

4）发动机驱动泵（EDP）额定功率为25gpm（约95L/min），电动液压泵分两级功率，分别为27gpm（约103L/min）和37gpm（约140L/min）。

5）为了降低维修性成本，787的EDP和EMP采用了相同的泵，泵可以在EDP和EMP之间进行互换，减少了库存，方便了维修性的需求。

6）无PTU，备用泵的能力已經能够满足单套系统功率要求，因此不再需要PTU作为备用泵。

7）中系统有隔离阀，在用户出现大泄漏的情况下，隔离用户，保护系统油液不会漏光。

8）控制面板上没有SOV手工控制按钮（注：国内民机在驾驶舱控制面板上有SOV控制按钮）。

9）驾驶舱与777高度的通用性，包括控制面板、系统简图页都与777具有高度的集成性。虽然777与787的液压系统架构差别很大，但是787的简图页与操作控制面板与777的简图页、操作按钮几乎一致，飞行员有操作777的经验情况下，在操作787飞机的时候就能很便捷的上手，减少了飞行员的培训时间，降低了航空公司的成本。

10）EMP由电源系统的马达控制器供电，通过马达控制器，延长电动泵电机启动时间，反应时间由毫秒级变为几十毫秒级别的，以减少对电网的冲击，同时用于电源的合理分配。

11）系统控制进入IMA。随着IMA技术的成熟应用，液压系统控制进入了IMA。

12）系统具备散热器，用于控制系统温度。

2 A350的设计特点

2.1 系统架构

A350采用了两套液压能源系统架构，包括绿（Green）、黄（Yellow）两套子系统，它们相互独立，其简要基本原理图见图2。

绿色系统与黄色系统除了用户分配不一样外，其余配置一样，每套系统均采用2台EDP作为泵源，一台作为主泵，另外一台作为备份，每台主泵分别连接左发和右发，保证在一台发动机失效的情况下，两套液压系统仍然能够正常工作。同时每套系统配置有一台小型EMP，EMP仅仅用于地面发动机未启动情形下用于开启货舱门等。

液压能源系统为以下用户提供液压能源：飞控系统、高升力系统、起落架收放系统、前轮转弯系统、刹车系统。

2.2 设计特点

A350飞机主要具备以下设计特点：

1）采用5000psi高压系统，空客A380有成功采用5000psi液压系统的经验，且5000psi液压系统在宽体客机上能够达到减重和减小体积的目的，因此，A350依然选择了5000psi液压系统。

2）EDP的控制方式升级，在保留传统的卸荷方式不变的情况下，增加了与发动机脱开功能，保证在某些失效模式下EDP被完全隔离，而不会产生泵干磨等现象。

3）系统采用2H/2E架构，即“两套液压系统+EHA/EBHA”的架构。2H为两套液压系统（Yellow和Green），2E（两套电系统）构型即EHA+EBHA构型，为飞行控制提供了冗余（电静液作动器的使用）。

4）主备份泵均采用EDP，弱化了EMP的作用（传统液压系统中，EDP作为主泵，EMP作为泵用泵），在飞行全过程中仅EDP工作。

5）EMP仅在地面维护使用。传统的EDP在飞行过程中作为备用泵，用于补充流量用，但是A350中，只要发动机启动，则EMP就不会工作。

6）无PTU。PTU在传统机型中能够作为备用泵使用，但是A350的架构已经不需要采用PTU作为备用泵。

7）无RAT与液压接口，由于多电的应用，A350飞机采用纯电RAT，在双发失效情况下不需要液压作动；

8）驾驶舱与A380高度的通用性，包括控制面板、系统简图页、操作按钮等都与A380具有高度的通用性。

9）系统控制进入IMA。

10）系统具备散热器，用于控制系统温度。

3 总结

通过对A350飞机和787飞机液压能源系统的研究，并总结其设计特点，可以得出如下的结论：高压化、多电应用、IMA等是发展趋势。而通用性主要考虑了机型之间的延续性，方便了航空公司对机型的熟悉，也增加了机型的竞争力。

[责任编辑：田吉捷]