飞机起落架实训装置的设计与实现

李奕君

关键词：液压控制;收放规律;单向限流

为满足高职院校航空维修专业教学实训需求，利用过寿拆卸的大型飞机起落架，构建了飞机起落架实训装置。利用该装置可以进行飞机起落架飞行前机务准备检查，液压附件的安装、传动关系认知与故障排除，起落架减震支柱的油气的灌充与检查，起落架机轮的拆装与分解及机轮刹车压力检查等科目的实训教学，从而避免了装备飞机数量不足、安全隐患多的问题，收到了很好的教学效果。

1实训装置的建立

为了能实现飞机起落架实训装置的既定功能，实训装置由飞机起落架实装台、液压泵站与显控台三部分组成（如图1所示）。

1.1起落架实装台

起落架实装台主要由安装在实训台体上的波音-737飞机一个主起落架与起落架收放机构等组成，为了能直观地展示飞机起落架复杂结构构组成及巧妙的收放机构设计，其安装连接关系与实装飞机完全一致。

1.2液压泵站

液压泵站主要是为飞机起落架实装台提供液压源。根据任务要求及成本考量，经测算泵站输出额定工作压力为（12+5） MPa、流量不小于为20L/min即可以设计要求（起落架收上时间≯15s，放下时间≯12s）。工作时，液压泵由电机进行驱动，向起落架实装台供油，进行起落架的收放和机轮的刹车。

1.3显控台

显控台主要由工控机与带触摸功能的显示器所组成，是整个实训台的核心。其具有三大主要功能：一是对液压泵站进行启停控制与监测;二是对起落架进行收放控制及起落架位置的指示;三是落架放下后对机轮进行刹车和刹车压力检测。

2起落架实训装置的具体方案设计

根据起落架实训装置具体任务要求，该实训台方案设计主要包括两大部分：（1）液压控制子系统;（2）计算机控制与测量子系统。

2.1液压控制子系统的设计

液压系统控制子系统由液压泵站、起落架收放液压控制回路及机轮液压刹车控制回路组成。

2.1.1液压泵站的设计

液压泵站的组成如图2所示。主要液压元件有：液压油箱、单向变量液压泵、溢流阀、供油滤与单向阀等组成。在电机的驱动下，液压泵从油箱吸油向起落架收放与机轮刹车部分供油。溢流阀用来在液压泵供油量调节部分失效时防止系统压力过大，起到安全保障作用。

2.1.2起落架收放液压控制回路的设计

起落架收放液压控制回路主要由三位四电磁通换向阀，起落架收放动作筒、开锁动作筒、单向限流阀与单向阀等组成（如图2所示）。

2.1.2.1起落架放下的工作過程

触摸动显示器的测控界面，将起落架收放手柄置于放下位置，电磁阀换向阀右端电磁铁通电，泵站输出的高压油进入起落架放下管路。高压油分成两路：一路进入上位锁开锁作动筒的无杆腔，推动活塞向上运动，打开起落架的收上锁锁钩。收上锁开锁后活塞将中间油路打开，高压油进入起落架收放作动筒的无杆腔，推动活塞放下起落架。同时，收上锁开锁作动筒和起落架作动筒的有杆腔里的工作油液，经过单向节流阀，电磁阀换向阀、单向阀回流油箱。由于在起落架放下时，在液压力、重力和气动力的共同作用下，使其放下速度较快，作动筒活塞运动到终点时容易与外筒发生碰撞，因此放下回油经过单向限流阀，使油液流出作动筒时有较大的液阻，从而减少起落架放下速度和撞击。

2.1.2.2收起起落架的工作过程

起落架收放开关置于收起位置，电磁阀左端电磁铁通电，高压油一方面进入上位锁开锁作动筒的有杆腔推动活塞使锁钩复位，同时进入下位锁开锁动作筒，打开下位锁后，油液经单向阀进入起落架作动筒的有杆腔，使起落架收起，作动筒无杆腔回油依次经过单向阀、电磁阀回到油箱。此过程由于供油流量不受限制，所以不会影响起落架收上的速度。

2.1.3机轮刹车液压回路的设计

机轮刹车部分（如图2所示）主要由刹车减压阀和一对主机轮的刹车盘组成。刹车时，步进电机自动操纵刹车减压阀，计算机自动对刹车压力进行检测与指示。

2.2计算机控制与测量子系统的设计

计算机控制与测量子系统控制关系如图3所示，是基于Lab Windows/CV12017面向对象的图形化编程语言的控制与测量系统。

该测控系统软件具有灵活、效率高效的特点，除了提供良好的人机交互界面开发工具外，还提供了丰富的函数库，大大提高了编程效率。测控系统软件的设计共分三大模块：硬件控制模块、数据采集模块和结果处理模块。

利用Lab Windows/CV12017的虚拟仪表结合研华科技公司的PCI-7432综合板卡对于液压泵站电机、起落架的收放进行控制与监控、对机轮刹车进行刹车及刹车压力信号的采集。PCI-7432综合板卡该卡具有8通道隔离数字输入和8通道隔离数字输出，8通道的A/D与8通道的D/A，完全满足了系统数字量输入输出的需求。另外选用了1块研华科技DIN-24R继电器板用于控制中间继电器。

结语

经过一年的努力，“起落架收放实训台”终于按时、按要求设计完成（如图4所示）。

利用该装置替代实装进行相应的教学、实践，取得良好的教学效果的同时，明显降低了相对高昂实训教学费用。另外，利用该装置，还可以进一步拓展出其他相关的实训项目，如“起落架减震支柱的油气灌充实训”“液压刹车功能实训”及“机轮拆装实训”等。