大型飞机起落架液压管路布置_张怿

Landing Gear Hydraulic Line in Large Aircraft
ZHANG Yi，ZHU Chengcheng
（ Fourth Ｒesearch Department of China Aviation Industry General Aircraft Institute，Co． Ltd． ，Zhuhai，Guangdong 519040 ）
刹车和备用刹车的油路切换。 2 起落架液压管路布置考虑因素 A320 飞机和 US2 是现役陆机和水陆两栖飞机的
代表机型， 能够较好反映飞机起落架管路的布置现状 。 A320 飞机为民用运输类飞机， 严格按照适航体系进行 2 飞机主要 了研制保障， 具备极高的安全性指标； US功能为 海 上 搜 救 任 务、 空 中 巡 逻 和 反 潜 机 使 用， 与 A320 相比具有较低的安全性指标， 但是经过日本长时 间的应用验证， 具有较好性能。通过研究上述机型， 可 以归纳出起落架上布置液压管路的所需考虑因素 。
Abstract： This paper describes the landplane and amphibian arrangement features of the landing gear hydraulic line，points out the consideration factors of the landing gear arrangement ，and puts forward a proposal for a certain aircraft． Key words： aircraft，landing gear hydraulic line ，arrangement，consideration factor 引言 大型飞机起落架支柱上布置有前轮转弯系统 ， 起 落架收放系统和机轮刹车系统的液压管路及作动部件 等， 而以上系统都极大程度上影响着飞机的飞行安全 ， 起落架支柱上的液压管路布置的是否合理会在很大程 度上影响着整个起落架系统的工作安全 。 因此， 起落 架上液压管路的设计、 安装是起落架系统设计的重要 环节， 不容忽视。 国外大型飞机起落架液压管路布置介绍 1． 1 空客 A320 飞机 1 空客 A320 飞机为欧洲空中客车工业公司研制的 陆用飞机， 其主起落架上涉及起落架收放作动器等运 动部件， 电气系统的机载电缆， 起落架收放和机轮刹车 液压管路、 机轮刹车装置、 正常刹车系统液压附件、 起 落架显示与告警系统的接近传感器及电气线路等 ， 见 图 1。 起落架收放系统在每个主起落架上布置了收放作 动筒和下位锁作动筒， 从机身到起落架通过液压软管 进行连接。机轮刹车系统在主起落架支柱上布置了两 套刹车液压管路， 包含 2 根正常刹车和 2 根备用刹车 系统管路， 正常刹车系统管路布置在主起支柱前侧 ， 备 用刹车管路布置在主起支柱后侧， 刹车管路通过 MYSTIC 胶带、 带状卡箍及管路支撑件的组合形式安装在 主起落架支柱上。每个起落架支柱上还布置有正常伺 服阀（ 2 件） 、 压力传感器（ 2 件） 和安全活门（ 2 件） 。 1． 2 新明 US2 飞机 US2 飞机是由日本新明和工业株式 如图 2 所示， 会社研制的水陆两栖飞机， 与 A320 飞机相比较， 主起 。 落架支柱上布置了较少的液压管路及附件 起落架收放作动筒、 起落架上、 下位锁作动装置及 管路均布置在机身里面， 在主起落架支柱上只布置有 1 根起落架系统电缆， 1 根正常刹车管路和 1 根备用刹 车管路， 正常刹车管路、 备用刹车管路及电缆通过卡箍 与起落架支柱相连接， 从机身引出至主起落架支柱的 管路通过旋转接头相连。正常刹车和备用刹车管路分 别通过一个三通管接头将油路一分为二 ，分别进入对 应的刹车装置， 刹车装置上集成了转换接头， 用于正常
飞机研制过程中， 由于研制体系区别， 在不同飞机 系统架构 型号起落架实现的功能基本相同的情况下 ， 上会存在较大差异， 其作动装置的设置及布置均会有 较大区别， 导致起落架上所需布置的液压管路也存在 较大的差异。 2． 2 可靠性
图2 2 主起落架管路布置 新明 US-
起落架管路与飞机的生存力具有很大的关系 ， 确 保这些管路的可靠性， 是管路布置中首先需要注意的 问题。无论采用何种管路布置， 均不应该影响飞机的 功能和性能要求， 保证管路在非常情况下产生破损的 可能性降到最低限度。 （ 1 ） 必须满足各项标准中规定的管路敷设要求 ， 确保管路与管路， 管路与结构件之间需要保证足够的 间隙。如 B737 型飞机曾出现多次液压管泄漏、 破裂 的事件， 分析原因为：其一为主起落架放下锁软管与钢 索及钢索支架相摩擦， 造成液压管破裂。 这是由于厂 家设计及安装的原因造成的， 为此需要调整软管支架 以消除这种情况的出现。另一种情况为主起落架收放
要：介绍了典型的陆用飞机和水陆两栖飞机起落架液压管路的布置特征 ， 总结出起落架液压管路布 置中应该综合考虑的一些因素， 提出了某型飞机起落架液压管路的布置要求 。 摘 关键词：飞机；起落架液压管路；布置；考虑因素 中图分类号：TH137 文献标志码：B 4858 （ 2014 ） 04010704 文章编号：1000-
0914 收稿日期：2013作者简介：张怿要从事飞 机液压专业领域的科学研究工作 。
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2． 1 适航性
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民用航空涉及公众安全和公众利益， 各国政府都 。 对民用航空进行严格管理 国际上对民用航空通行的 管理方式是以安全为中心的适航管理 。所有民机研制 过程均需要按照民机适航规章执行， 经过多年国际上 的实践应用， 已经建立了一套比较完备的适航体系 ， 现 在国际国内都有趋势推动军用飞机按照民机适航体系 进行飞机研发过程的管理。 2 两种飞机， 通过对比 A320 和 US见表 1 ， 可大致 总结出民机适航管理和军机研制管理的某些差异 。国 25Ｒ4《运输类 内现在研大型民用飞机均执行 CCAＲ飞机适航标准 》 等适航标准， 其中对起落架管路上管 25. 735 、 25. 1301 和 路产生影响的条款大致有 25. 729 、 25. 1309 条等， 在起落架系统架构选择及管路布置上 均需严格贯彻执行。
表1 型号 图1 空客 A320 主起落架管路布置 A320 类型 民机 民机适航管理和军机研制管理的一些差异 飞机研制侧重点 必须 保 证 所 有 功 能 是 安全的， 需满足相应的 故障概率 US2 军机 保证功能的基础上， 安 全性指标相对较低 满足相同功能， 系统 架构相对简单 系统配置 为保证安全性指标， 一般系统较为复杂
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3 3． 1 某型飞机起落架管路布置要求
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过程中， 作动筒的压力软管随之神曲， 从而在软管接头 上产生疲劳应力点， 并可能形成裂纹。 这是因为设计 上考虑不周， 改进方法为在管上安装护套及支架 ， 并在 ， 新的液压软管上安装加强接头 这样可以彻底改善液 压软管受力状况； （ 2 ） 必须考虑管路的工作环境要求， 统筹考虑液 压、 结构、 电气、 起落架等系统的情况， 以便合理利用空 间， 具有较好的区域安全性。 起落架管路处于高振动 区和容易腐蚀的区域， 选用抗振性和耐疲劳性能较好 的 1Cr18Ni9Ti 不锈钢导管， 并对表面进行抗腐蚀处理； （ 3 ） 飞机液压管路的振动问题是影响飞机安全性 的一个重要因素， 随着现代飞机液压系统向高压化、 大 功率方向的发展， 管路振动的影响日益突出。 通常充 液管道的震动以流固耦合的形式表现出来 ， 当流体脉 动频率与管路系统频率重叠时， 管道的振动会异常剧 烈， 导致疲劳破裂而发生飞行事故。 在进行起落架导 管设计时， 要尽量避开激振频率点， 防止产生共振。当 导管材料、 长度确定后， 通过调整管路长度、 管路布局 及支撑点间距， 使管路固有频率远离激振频率调整相 应改变固有频率； （ 4 ） 需要进行轮胎爆破的特定风险分析， 轮胎爆 破碎片会击中影响区域内的附件 、 管路等， 通过共因分 析等方法， 研究和完善飞机因为轮胎爆破造成某部分 管路失效后的处理措施。起落架上管路应尽可能分散 布置 ， 降低受冲击时管路损坏概率 ， 必要时还需要对 起落架 上 布 置 附 件 及 管 路 设 置 保 护 ， 提高系统生 存率 。 A320 飞机起落架布置时， 充分考虑了轮胎爆破的 影响， 将附件等布置在阻力撑杆和主起落架支柱之间 的空间里；刹车装置为双作动筒活塞， 其正常油路和备 ， 用刹车油路能够完全隔离 管路布置区域不重叠， 大大 地减轻了轮胎爆破的影响程度。 同样完成刹车功能， US2 由于采用的刹车装置为单作动活 与 A320 相比， 1 塞， 其每个主起落架支柱上只布置了 2 根刹车管路， 1 根保证应急刹车， 根保证正常刹车， 正常刹车和应急 刹车管路布置区域重叠， 在轮胎爆破情况下， 可能会受 到很大的影响。 2． 3 维护性 在起落架管路布置时， 应对管路尽量进行集束排 列， 应考虑操作灵活方便， 管路附件要显而易见， 特别 是阀件的具体位置及布置形式要便于操纵及检修 。阀 件的最佳布置形式是相对集中， 对称布置。 飞机特点 （ 1 ） 飞机为水陆两栖飞机， 根据预期的飞机使用 环境， 需要考虑起落架系统各附件的防腐蚀要求 ； （ 2 ） 起落架收上起落架时， 起落架先向机身外运 动， 向外运动到一定角度时， 需要向外和绕起落架旋转 轴旋转复合运动， 向外运动到规定的末端时， 又需要向 内和绕起落架旋转轴旋转复合向上运动到上位锁锁定 状态；放下起落架时， 动作顺序相反； （ 3 ） 刹车装置为双作动活塞； （ 4 ） 起落架收放系统无钢索应急放系统， 起落架 应急放由气瓶实现， 各作动器均布置在主起整流罩内。 3． 2 具体布置要求 （ 1 ） 飞机起落架系统各液压附件均布置在机身 内， 通过穿墙管接头将机身内部的管路引出到起落架 上， 飞机管路选用液压管夹成束安装； （ 2 ） 机轮刹车系统有液压管路需要从机身引出至 主起落架支柱上， 若选用软管连接， 主起落架运动会导 致软管发生扭转， 不能满足软管的使用要求， 现使用旋 转接头将机身处出来的液压管路引出到主起落架支柱 上。旋转接头芯轴安装在起落架的旋转轴上 ， 起落架 旋转轴处设置机械安装接口， 确保芯轴与起落架的旋 转轴具有良好的同轴度， 旋转接头的轴心线与起落架 的旋转轴心线同轴度应控制在 ± 1 mm / m 以内。 旋转 接头外壳体需要保证固定， 防止外壳随芯轴同步旋转， 起落架应设置相应的安装接口， 便于旋转接头外部壳 体的安装。旋转接头安装后， 需要保证起落架旋转轴、 旋转接头外壳体及旋转接头芯轴的同轴度 ； （ 3 ） 主起落架支柱上布置有 4 根刹车管路， 选用 钢管， 包含正常刹车和应急刹车管路各 2 根， 正常刹车 管路布置在主起落架支柱前侧， 应急刹车系统管路布 置支柱后侧。从旋转接头到主起支柱刹车管路， 和从 主起支柱刹车管路到刹车装置均选择获得 CTSOA 证 的聚四氟乙烯软管； （ 4 ） 起落架收放正常放和气瓶应急放的管路布置 保证相对对立， 两种管路之间留有足够间隙。
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doi ∶ 10． 11832 / j． issn． 1000－4858． 2014． 04． 028
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大型飞机起落架液压管路布置
张 怿，朱成成
（ 中航通飞研究院有限公司 第四研究室，广东 珠海 519040 ）