一种多轮车架主起落架飞机刹车控制系统及方法技术方案

本发明专利技术属于飞机机轮刹车系统技术领域，公开了一种多轮车架主起落架飞机刹车系统及方法，在高速段，弱化后排轮刹车，强化前排轮刹车，以适应刹车低头力矩使前后排轮的地面法向力分配，即前排轮的法向力比后排轮的增大，从而减少后排轮的过渡打滑，达到提高飞机刹车效率低，缩短滑跑距离和减少后排轮的轮胎磨损的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种多轮车架主起落架飞机刹车控制系统及方法
本专利技术属于飞机机轮刹车系统
，尤其涉及一种多轮车架主起落架飞机刹车系统及方法。
技术介绍
飞机机轮刹车系统用以操纵和控制刹车机轮的刹车，以缩短飞机着陆滑跑距离，同时，防止机轮打滑拖胎爆破，保证操纵安全，另外尽量减少轮胎磨损，延长航空轮胎的使用寿命，以改善经济性、维护性和保障性。飞机在没有刹车的情况下，机轮与地面即跑道表面间的结合力(物理学称为摩擦力)很小，启动刹车后，机轮结合力即摩擦力迅速增大，且与刹车压力(外场常用刹车轻重即刹车强度表述)成正比。刹车引起的机轮摩擦力强烈地使飞机减速。从普通物理学可知，由于起落架高度的存在，且安装刹车机轮的主起落架位于飞机重心(质心)C的后方一段距离，该力必然给飞机质心形成使飞机低头的力矩。低头力矩的出现使前起落架和主起落架地面法向力重新分配，结果，前起落架地面法向力增大，主起落架地面法向力减小。这样，在同样刹车强度，主起落架上的刹车机轮由于结合系数减小容易出现打滑，引起防滑系统动作(泄压)，即刹车低头力矩耦合防滑效应，飞机着陆滑跑距离相应变长，频繁打滑也增加了轮胎磨损。在滑跑刹车过程中，飞机低头、抬头这种俯仰运动不断进行，破坏了着陆过程的平稳性，降低了乘员舒适性。这种现象对于后三点式起落架左右各1只刹车机轮的飞机，如歼击机常常不易被察觉，因为起落架仅有单轮，无对比性。但是，对于起落架带有多轮的飞机前后轮胎的磨损就容易看得出来。大型飞机为分散跑道压力配备多个机轮，例如，车架式起落架通常配置前后两排刹车机轮(2×2共4只刹车机轮)，或者前后三排刹车机轮(2×3共6只刹车机轮)。左右主起落架机轮由正驾驶或副驾驶操纵。正驾驶员脚踩正驾驶的左刹车踏板和右刹车踏板，分别控制飞机左侧和右侧起落架机轮刹车，副驾驶员脚踩副驾驶的左刹车踏板和右刹车踏板，同样可分别控制飞机左侧和右侧起落架机轮刹车，在正副驾驶同时操纵的情况下刹车系统将刹车压力高的输往机轮刹车。在刹车过程中，由于刹车低头力矩使前起落架更结实的压地，主起落架放松压地，主起落架上的刹车机轮就容易出现打滑，尤其是后排轮远离飞机重心，表现更为明显。结果，飞机着陆滑跑距离变长，后排轮比前排轮的轮胎磨损更大。因此，现有飞机多轮起落架配置存在的潜在的不足是飞机刹车效率低，后排轮比前排轮的轮胎磨损大。刹车低头力矩耦合防滑效应不容忽视。对于多轮大型飞机、高位重心飞机需要提出积极应对措施，以改进使用刹车效率和减低轮胎磨损，提高运营经济性、维护性和保障性。中国专利公开号101052564A公开了一种改善飞行器在地面行驶时制动性能的方法和装置，以前起落架支柱法向力为参考，以升降舵、平尾气动面产生负升力来抵消刹车引起的低头力矩。该技术方案的缺点是没有针对前、后排轮轮位不同采取措施，后排轮容易打滑问题仍然存在；随滑跑速度减低，舵面效能锐减，以负升力调节刹车低头力矩效果变差，飞机滑跑刹车性能改善不明显。
技术实现思路
为克服现有技术飞机多轮起落架配置存在飞机刹车效率低，后排轮比前排轮的轮胎磨损大的不足，本专利技术提出了一种飞机多轮刹车控制方法及系统。本专利技术解决技术途径是：在高速段，弱化后排轮刹车，强化前排轮刹车，以适应刹车低头力矩使前后排轮的地面法向力分配，即前排轮的法向力比后排轮的增大，从而减少后排轮的过渡打滑，达到提高飞机刹车效率低，缩短滑跑距离和减少后排轮的轮胎磨损的目的。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案予以实现。技术方案一：一种多轮车架主起落架飞机刹车控制系统，所述主起落架包含左主起落架和右主起落架，所述左主起落架和右主起落架对称位于飞机的飞机纵轴线两侧，且位于飞机质心的后面；左主起落架和右主起落架分别包含4个刹车机轮，左主起落架的4个刹车机轮两两一组形成左前排轮和左后排轮；右主起落架的4个刹车机轮两两一组形成右前排轮和右后排轮；所述控制系统包括：控制盒、8个机轮速度传感器、8个电液伺服阀、2个液压刹车阀和2个压力传感器；每个刹车机轮上安装一个机轮速度传感器；所述8个电液伺服阀对称安装在飞机纵轴线两侧的轮舱，每侧的轮舱布置4个电液伺服阀，每个电液伺服阀控制一个刹车机轮；所述2个液压刹车阀对称安装在飞机纵轴线两侧的驾驶舱底板下面；所述2个压力传感器对称安装在飞机的飞机纵轴线两侧的液压刹车阀刹车口管路上。本专利技术技术方案一的特点和进一步的改进为：(1)每个速度传感器有一个机械接口和一个电气接口，所述机械接口与对应的刹车机轮机械联接，接收刹车机轮传输的旋转运动；所述电气接口与控制盒电气联接，向控制盒提供对应的刹车机轮的机轮旋转速度电压信号。(2)所述液压刹车阀有三个液压接口：进油口、刹车口和回油口，进油口与飞机刹车系统供压源管路联接，刹车口与电液伺服阀进油口管路联接，回油口与飞机回油管路联接；液压刹车阀由驾驶员踩踏刹车踏板操纵。(3)每个电液伺服阀为负增益压力伺服阀，每个电液伺服阀有一个电气接口和三个液压接口：进油口、刹车口和回油口；其中，一个电气接口与控制盒电气联接，接收控制盒发来的刹车和防滑控制电流信号；进油口与液压刹车阀管路联接；刹车口与刹车机轮的刹车装置进油口管路联接；回油口与飞机回油管路联接。(4)所述控制盒安装在飞机后设备舱，所述控制盒为数字式刹车控制盒。(5)所述控制盒有一个电气接口，分别与2个压力传感器，8个机轮速度传感器和8个电液伺服阀电气联接；所述控制盒，用于接收2个压力传感器发来的刹车压力信号和8个机轮速度传感器发来的机轮速度电压信号，并向8个电液伺服阀输出刹车和防滑控制电流信号。技术方案二：一种多轮车架主起落架飞机刹车控制方法，所述方法应用于如技术方案一所述的控制系统中，所述控制方法包括：采集刹车压力；根据所述刹车压力，生成刹车压力控制电流；采集飞机滑跑速度；根据所述飞机滑跑速度，确定刹车控制电流；输出刹车控制电流，并根据所述刹车控制电流输出刹车控制压力；采集机轮速度；根据所述机轮速度确定机轮是否打滑，如果打滑，生成防滑控制电流；根据所述刹车控制电流和所述防滑控制电流，输出综合后的刹车控制电流；根据所述综合后的刹车控制电流，输出防滑刹车控制压力。本专利技术技术方案二的特点和进一步的改进为：(1)所述根据所述飞机滑跑速度，确定刹车控制电流，具体为：当飞机滑跑速度大于等于飞机滑跑速度设定值时，对刹车压力控制电流进行修正，并将修正后的电流作为刹车控制电流；当飞机滑跑速度小于飞机滑跑速度设定值时，将刹车压力控制电流作为刹车控制电流。(2)当飞机滑跑速度大于等于飞机滑跑速度设定值时，对刹车压力控制电流进行修正，并将修正后的电流作为刹车控制电流，具体为：当飞机滑跑速度大于等于飞机滑跑速度设定值时，使前排轮刹车控制电流大于中排轮刹车控制电流，且中排轮刹车控制电流大于等于后排轮刹车控制电流。(3)当P≥PT，且V≥VT，...

【技术保护点】
1.一种多轮车架主起落架飞机刹车控制系统，所述主起落架包含左主起落架和右主起落架，所述左主起落架和右主起落架对称位于飞机的飞机纵轴线两侧，且位于飞机质心的后面；左主起落架和右主起落架分别包含4个刹车机轮，左主起落架的4个刹车机轮两两一组形成左前排轮和左后排轮；右主起落架的4个刹车机轮两两一组形成右前排轮和右后排轮；/n其特征在于，所述控制系统包括：控制盒、8个机轮速度传感器、8个电液伺服阀、2个液压刹车阀和2个压力传感器；/n每个刹车机轮上安装一个机轮速度传感器；/n所述8个电液伺服阀对称安装在飞机纵轴线两侧的轮舱，每侧的轮舱布置4个电液伺服阀，每个电液伺服阀控制一个刹车机轮；/n所述2个液压刹车阀对称安装在飞机纵轴线两侧的驾驶舱底板下面；/n所述2个压力传感器对称安装在飞机的飞机纵轴线两侧的液压刹车阀刹车口管路上。/n

【技术特征摘要】
1.一种多轮车架主起落架飞机刹车控制系统，所述主起落架包含左主起落架和右主起落架，所述左主起落架和右主起落架对称位于飞机的飞机纵轴线两侧，且位于飞机质心的后面；左主起落架和右主起落架分别包含4个刹车机轮，左主起落架的4个刹车机轮两两一组形成左前排轮和左后排轮；右主起落架的4个刹车机轮两两一组形成右前排轮和右后排轮；
其特征在于，所述控制系统包括：控制盒、8个机轮速度传感器、8个电液伺服阀、2个液压刹车阀和2个压力传感器；
每个刹车机轮上安装一个机轮速度传感器；
所述8个电液伺服阀对称安装在飞机纵轴线两侧的轮舱，每侧的轮舱布置4个电液伺服阀，每个电液伺服阀控制一个刹车机轮；
所述2个液压刹车阀对称安装在飞机纵轴线两侧的驾驶舱底板下面；
所述2个压力传感器对称安装在飞机的飞机纵轴线两侧的液压刹车阀刹车口管路上。


2.根据权利要求1所述的一种多轮车架主起落架飞机刹车控制系统，其特征在于，
每个速度传感器有一个机械接口和一个电气接口，所述机械接口与对应的刹车机轮机械联接，接收刹车机轮传输的旋转运动；所述电气接口与控制盒电气联接，向控制盒提供对应的刹车机轮的机轮旋转速度电压信号。


3.根据权利要求1所述的一种多轮车架主起落架飞机刹车控制系统，其特征在于，所述液压刹车阀有三个液压接口：进油口、刹车口和回油口，进油口与飞机刹车系统供压源管路联接，刹车口与电液伺服阀进油口管路联接，回油口与飞机回油管路联接；
液压刹车阀由驾驶员踩踏刹车踏板操纵。


4.根据权利要求1所述的一种多轮车架主起落架飞机刹车控制系统，其特征在于，
每个电液伺服阀为负增益压力伺服阀，每个电液伺服阀有一个电气接口和三个液压接口：进油口、刹车口和回油口；
其中，一个电气接口与控制盒电气联接，接收控制盒发来的刹车和防滑控制电流信号；进油口与液压刹车阀管路联接；刹车口与刹车机轮的刹车装置进油口管路联接；回油口与飞机回油管路联接。


5.根据权利要求1所述的一种多轮车架主起落架飞机刹车控制系统，其特征在于，所述控制盒安装在飞机后设备舱，所述控制盒为数字式刹车控制盒。


6.根据权利要求1所述的一种多轮车架主起落架飞...

【专利技术属性】
技术研发人员：何永乐，刘文亮，马晓军，谷鸣，何文静，
申请(专利权)人：西安航空制动科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61