飞机防滞刹车系统介绍及故障解析

科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald
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航空航天科学技术
DOI：10.16660/ki.1674-098X.2018.06.008
飞机防滞刹车系统介绍及故障解析
柳昌龄
(中国民用航空飞行学院 四川广汉 618300)
摘 要：飞机的防滞刹车系统是一种非线性系统，具有复杂的动态特性，并且影响其性能的因素众多，要实现高效控制非常困难。

而飞机使用防滞刹车的主要目的，就是要充分利用跑道所能提供的结合系数，使着陆的飞机，以最短的距离，安全地将速度降低到动力滑行阶段。

现代飞机的起降重量与飞行速度都越来越大，因此对防滞刹车系统也提出了更高的要求。

关键词：刹车 接地保护 锁轮保护 轮速超控中图分类号：V227+.5 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2018)02(c)-0008-02
防滞系统作为动力刹车系统的一部分，在湿的或结冰的跑道上提供最大刹车效率。

该系统通过测量每个机轮的减速度来探测机轮是否打滑，同时按与正常刹车减速度的偏差成比例地相应减小刹车压力（防止单个机轮从连续转动进入打滑状态），并调整刹车压力以实现最佳的刹车效果。

文章将从奖状飞机防滞刹车系统的组成原理出发，分析防滞刹车出现的故障，并提出排除这类故障的方法。

1 奖状飞机防滞刹车系统的组成及工作原理
奖状飞机的防滞刹车系统主要由一个控制电门、两个机轮速度传感器、一个电控制盒、动力刹车、一个伺服控制活门、马达/泵及油滤组件、储压器组成。

防滞控制盒位于前行李舱下部。

防滞控制盒是防滞刹车系统的核心部件，它受起落架操纵手柄组件旁边的防滞刹车开关控制。

开关关闭时，信号灯板上“A N T ISK I D INOP”(防滞不可用)黄色信号灯点亮；开关打开后，左支柱电门空地逻辑多功能辅助线路板上防滞继电器工作。

当飞机在空中状态，防滞控制盒通过刹车伺服活门释放掉刹车
压力，防滞带刹车着陆。

轮速传感器也称为防滞传感器，它由马达轴、线圈组件、感应线圈组件和机架组件上的轴承所组成。

一个传动机构连接到马达轴上，它直接由机轮驱动盘的旋转而带动。

机轮每旋转一周磁通量变化为36Hz，给电子控制盒提供必要的轮速数据输入。

两个轮速传感器分别安装在左右起落架机轮内，它们向防滞控制盒发送机轮转速信号。

防滞控制盒接收轮速信号、空地信号以及起落架逻辑信号，通过速度比较电路监控参考速度和瞬时速度之间的差值以及左右机轮速度的差值，根据情况发出防滞指令控制刹车伺服活门组件改变刹车压力，防止机轮打滑，使刹车到达最大效率。

2 防滞系统的故障
2016年飞行员反映一架奖状飞机，在着陆滑回时出现刹车短时失效的情况，关闭防滞刹车以后，刹车工作正常。

经分析，飞机在地面滑行过程中，出现踩刹车失效，原因可能为刹车系统故障或者防滞刹车故障。

如果是刹车液压系
图1 防滞系统排故流程图
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统故障，则刹车失效与是否解除防滞刹车无关，而应当是持续的刹车失效或者刹车力不足。

而防滞刹车系统的故障则可能引发刹车的短时失效，关闭防滞功能后故障消失。

防滞系统故障的主要原因是飞机在地面滑行时防滞刹车系统由于某些原因意外触发，主动抑制刹车功能。

而防滞刹车的工作具有短时性，不会持续释放刹车，因而使飞行员感受到刹车短时失效。

防滞刹车滑行时工作主要有以下几种情况。

2.1 接地保护
在飞机触地前，确保刹车系统没有压力。

防滞伺服活门接收刹车释放信号，使机轮转动。

作为附加的安全功能，在飞机触地后的头5s内，当轮速没有增加到35节，空地逻辑仍然为空中状态。

2.2 轮速超控失效
当空地电门不在空中状态时，轮速超控允许正常的防滞刹车。

当飞机减速到35节以下，如果这时防滞控制盒接收到“空中”信号，会使超控失效，释放刹车。

当刹车失效时，飞行员可以将防滞刹车开关放在“OFF”位，恢复人工刹车。

2.3 锁轮保护
轮锁保护需要在速度超过40节时才会生效。

当控制线路发生故障时，他为机轮保护提供一个备用方案。

左右机轮的锁轮是匹配进行的，当两机轮轮速差大于50%时，轮锁功能生效，防滞伺服活门使刹车释放。

当两机轮轮速差小于50%或者轮速小于40节时，刹车释放信号消除。

飞行员可以将防滞刹车电门放“OFF”位，恢复人工刹车。

3 排故思路
出现地面滑行刹车失效，首先向飞行员确认是否为短时失效，如果是感觉持续刹车力不足则应当进行刹车系统排气，如果只是偶发的刹车失效，且解除防滞功能后故障消失，则应当考虑防滞刹车系统故障。

可以使用测试设备先对防滞刹车控制盒进行地面测试，如果测试不通过，则应当更换控制盒。

防滞刹车控制盒无故障，则应考虑更换左右轮速传感器，可能由于左右轮速传感器轮速差超过50%从而造成滑行时刹车释放。

若轮速传感器无故障，则应当检查空地电门以及相关线路，确保防滞刹车系统不会接收到虚假的“空中”信号见图1。

4 结语
防滞刹车系统故障，造成滑行中刹车短时失效，对于飞行安全有极大影响，易发生飞机冲出跑道，航空器相互擦挂等地面不安全事件。

但是我们现有例行工作没有防滞刹车系统的系统性检查，只有防滞刹车开关的功能性检查。

而目视检查无法确保防滞刹车各部件(轮速传感器、防滞刹车控制盒、空地电门及相关线路等)功能正常。

建议可以在较大级别定检增加防滞刹车系统的功能检查，确保其功能正常。

塞斯纳公司为防滞系统检测提供了一套检测设备，该设备可用于防滞系统活门刹车流量控制活门检测；打滑反应测试；机轮锁交叉测试；轮速超控测试；地面延迟测试等。

日常维护和排故工作中可以使用该设备对防滞系统进行检测。

参考文献
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器，其集成制动单元并能提供过载保护。

4 驱动组件设计
驱动组件包括电机法兰套及花键轴，电机法兰套用于连接轮毂，方便驱动轮速传感器；花键轴用于连接伺服电机与轮速传感器，传递扭矩。

其设计图见图3、图4。

5 驱动软件设计
轮速传感器驱动软件主界面见图5。

主界面由菜单栏、状态栏、运行栏和控制区四部分组成，菜单栏显示软件基本信息，状态栏显示错误警告信息，运行栏主要包含“开始”“停止”“退出”“保存”按钮，控制区分为单独调速和联合调速两页面，“单独调速”指左外机轮、左内机轮、右内机轮和右外机轮这4个机轮分别驱动并控制转速，“联合调速”则指4个机轮同时驱动并按同一转速转动。

控制区上部左边为输入面板，右边为显示区域，点击下部左边“灯形”按钮给对应电机上电，点击下部右边“加号”按钮开启电机。

6 结语
本文开展了“某型飞机机轮驱动系统”的设计开发，可
实现机轮轮速信号的精确模拟。

本文系统的设计及实现均基于任务为导向，旨在填补国内该项空白，并打破国外老牌飞机制造商的民用飞机铁鸟系统集成验证技术垄断。

在系统的综合控制方面实现了操纵自动化、平台网络化、接口集成化，同时系统设计具备较强的开放性、可扩展性，可以随着型号研制的进展和新任务的提出，增加新的功能模块并无缝嵌入到原系统中。

参考文献
[1] 韩建辉.飞机刹车系统的设计与性能仿真分析[D].南京航空航天大学,2012.
[2] 田广来,谢利理.航空机轮刹车系统的半实物仿真实现[J].航空精密制造技术,2006(3):28-30,34.
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