飞机起落架液压系统的节能设计

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阀 ! 的控制腔 "，将回流阀两个管嘴接通，有杆腔来 的液压油，通过回流阀 ! 进入无杆腔，使液压缸两腔 相通形成差动连接。此时，液压泵输出的油液和液压 缸有杆腔（收上腔）返回的油液合流进入液压缸的无 杆腔。收上管路上的单向阀 #，则保证回油完全进入 无杆腔。 !收起落架。当起落架操纵开关置于“收上”位 置时，此时电磁阀 $ 处于右位。有杆腔与压力管路接 通，无杆腔与回油管路接通。一部分液压油直接到下 位锁液压缸 $%，打开主起下位锁；另一部分液压油进 入回流阀 ! 的控制腔 &，将回流阀两个管嘴断开，液 压缸两腔关闭；同时液压油经单向阀 # 和节流阀 ’ 后 进入主起液压缸 ( 的有杆腔（收上腔） ，推动活塞杆缩 进，将主起落架收上。无杆腔（放下腔）的油液通过 放下管路直接返回油箱。 ! 有关液压系统结构的分析 （$）流量分析 图 ) 为差动液压缸连接示意图， ! 为包括摩擦力 在内的负载力，有杆腔有效面积 "# 和无杆腔面积 " 之 比为!，差动运动速度为 $ ，则 $ * % & （ " + "# ） 这时实际进入无杆腔的负载 流量 %’ 为 %’ * % , %# * % , "#$ * %" & （ " + "# ） * % & （$ + !） 若系统设计时，液压泵
参考文献(3条) 1.雷天觉 液压工程手册 1998 2.成大先 机械设计手册 1994 3.某型飞机技术说明书
相似文献(10条) 1.会议论文 刘天琦 飞机起落架用材发展 2007
本文对国外飞机起落架用材发展情况进行了分析.针对大飞机起落架的需求,对国内现有材料进行了分析研究.我国目前飞机起落架用钢主要有 30CrMnSiNi2A和40CrNi2Si2MoVA,广泛使用的是40CrNi2Si2MoVA钢.与30CrMnSiNi2A相比,40CrNi2Si2MoVA钢强度更高,综合性能更好.选择40CrNi2Si2MoVA钢制造 大飞机起落架,可以满足飞机减重的需要、实现与飞机机体同寿命使用、实现起落架低成本.要满足大飞机起落架大型零件的需求,需要研究低合金超高强度钢大 规格棒材组织和性能均匀性控制的技术问题.
当差动连接时，其理论推力为 ! - ，则 （ " + "# ） !- * ( *" *- ( & . 式中： * 为活塞杆直径。 由上述公式可知，当 ! * $ & - 时， ! - * ! $ & -。因 此，差动回路应该用在双向速度相同（或相近）和负 万方数据 载较小的场合。然而，飞机在放主起落架时，由于起
《机床与液压》!##!F N2F$
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飞机起落架液压系统的节能设计
唐有才，王占勇，于德会，刘振岗
（海军航空工程学院青岛分院航空机械系，青岛 !""#$%）
摘要：本文从国内外发展和应用的现状出发，介绍了飞机起落架液压系统的一种节能设计方案，并对其结构、工作原理和 性能特点进行了分析。液压缸的差动连接，提高了系统的效率，节省了能源，并且工作稳定、可靠。因此该方案具有广泛的应 用前景。 关键词：飞机；起落架；液压系统；节能设计 中图分类号：&’ !(% 文献标识码： ) 文章编号：%##% * +,,%（!##!）$ * %(- * !
【$】雷天觉 / 液压工程手册 / 北京：北京理工大学出版社， $##! 【-】成大先 / 机械设计手册 / 北京：化学工业出版社，$##. 【)】某型飞机技术说明书 / 西安：航空工业部六!三研究所 作者简介：唐有才，男，$#(. 年生，工学硕士，海军航 空工程学院青岛分院航空机械系讲师。
流量按负载流量的（$ + !）倍选用，以最常用的液压 缸! * $ & - 考虑，则差动缸运动时的流量只需非差动 时的一半，节能效果十分明显，从而减少了液压泵的 流量规格。由此可见，液压缸两腔间的液压油是一种 互补关系，通过这种液压油间的互补交换，实现了能 量互补交换，因而就显著地降低了能耗。 （-）输出力分析 由以上原理可知，在双向速度要求相同的条件下， 单出杆缸的差动连接是利用活塞两端有效工作面积之 差来实现节能的一种方法。由于有杆腔排油全部被利 用，提高了流量利用率，但力的输出是有损失的。如 图 ) 所示，当非差动连接而活塞杆伸出时，其理论推 力为 ! $ ，则 ! $ * "( *") - ( & . 油压力。 式中： ) 为活塞直径、 ( 为供
3.学位论文 侯赤 飞机起落架仿真技术与飞机地面载荷计算 2006
飞机起落架是飞机结构的重要组成部分，长久以来在我国的飞机起落架设计和飞机地面载荷计算领域一直沿用传统的理论计算方法，这不仅要求研究人员 能够准确的建立系统的分析模型，还要求他们具备很强的编程能力以求解分析所得的系统动力学微分方程组，这种方法不仅费时费力，而且计算精度也得不到 保证，因此这种方法已经不能满足现代飞机起落架设计的需求。 随着计算机技术的发展，以CAD/CAE技术为支撑起落架现代设计逐步得到发展并已经在具 体型号的研制中得到应用，尤其是以ADAMS为代表的虚拟样机技术软件的出现，使得过去繁杂的动力学分析和求解过程变得简单起来，本文从ADAMS软件的介绍 出发，将虚拟样机技术引入到飞机起落架的动力学分析中去。详细地论述了在ADAMS下建立仿真模型和进行仿真分析的过程，以求利用准确而高效的仿真技术代 替传统的理论计算，并且在ADAMS提供的仿真平台上开展了关于飞机起落架仿真技术的研究和飞机地面载荷的仿真计算方法研究，为飞机起落架系统动力学分析 提供了一条新的途径。 进行起落架地面载荷计算和缓冲器缓冲性能分析，首先在ADAMS下建立了起落架的全机仿真模型和起落架的落震试验仿真模型，然 后利用所建立的模型进行了多种着陆和滑跑工况下飞机地面载荷的计算以及起落架落震试验的仿真，计算分析了起落架缓冲器的缓冲性能及其影响因素，最后 将ADAMS和Matlab联合仿真技术引入到主动控制起落架缓冲性能的研究分析中，利用主动控制系统对缓冲器参数进行调节以改善缓冲器的缓冲性能，并分析了主 动控制系统对缓冲器缓冲性能的改善作用。 通过以上这些研究，本文最后得出结论：应用基于ADAMS的飞机起落架仿真技术可以方便地进行起落架系统的 动力学分析以及飞机地面载荷计算，提高了起落架设计效率和精度，而且这种技术能够降低起落架产品的开发费用，大大地推进了我国飞机起落架设计现代化 的进程。
2.期刊论文 李波.焦宗夏.Li Bo.Jiao Zongxia 飞机起落架系统动力学建模与仿真 -北京航空航天大学学报2007,33(1)
飞机地面滑跑时通过起落架系统与地面相互作用,由于作用于飞机的力和力矩的变化,起落架将产生一定的缓冲,从而导致飞机滑跑过程中姿态角的改变.为 了研究飞机地面滑跑特性,考虑到滑跑过程中飞机姿态和转动的影响,建立了飞机起落架系统的轮胎模型、空气油液缓冲模型、起落架走步模型和主机轮刹车装 置模型.将建立的起落架系统模型应用到飞机滑跑的六自由度模型中,分别在防滑刹车和前轮操纵两种情况下进行仿真验证.结果表明,所建立的起落架系统模型 是正确的,为进一步研究飞机地面滑跑特性奠定了基础.
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（!）液压系统工作原理 飞机起落架液压系统，用于控制主起落架和前起 落架的收放以及主起舱门和前起舱门的收放。本文重 点分析主起落架的收放情况。 起落架收放操纵开关位于座舱内，它有“放下” 、 “收上” 、 “中立”三个位置与起落架液压电磁阀 % 的三 个位置相对应。起落架在收上位置有上位锁锁住；起 落架在放下位置有下位锁锁住。 !操纵开关中立。当起落架操纵开关置于“中立” 位置时，此时电磁阀 % 不通电而处于中位，压力管路 被堵塞，油缸 " 两腔同时与回油路相通，起落架保持 在原来所处位置。 "放起落架。当起落架操纵开关置于“放下”位 置时，此时电磁阀 % 处于左位，油缸 " 无杆腔与压力 管路接通，有杆腔与回油管路接通。液压油经应急转 换活门 !，进入主起上位锁液压缸 +（特型件） ，打开 上位锁，再经单向限流阀 M，液压油 被 分 成 两 部 分： 一部分进入主起液压缸 " 的无杆腔（放下腔） ，推动活 塞杆伸出，将起落架放下；另一部分液压油进入回流
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引言 随着现代科技的发展，液压技术已被广泛应用于
航空工业。现阶段我国使用的各型飞机，其许多部件 的收放及舵面的操纵，几乎都离不开液压传动和液压 伺服控制技术，液压系统已发展成为一架飞机最主要 的系统。以往，人们的注意力，主要集中在如何满足 压力和流量的控制与调节，而忽略了节能设计。如今， 伴随液压系统压力和流量的大幅提高，在满足具有良 好的性能又不提高综合成本的前提下，达到最优的节 能效果，已经成为衡量现代飞机液压系统可靠和成熟 的综合质量指标之一。 由于飞机驱动装置一般选用液压缸。对于单出杆 缸，如双向速度要求基本相同而不采用差动连接，当 无杆腔为进油腔时，有杆的回油不能得到有效利用， 造成能量浪费。这种能量浪费对小型飞机来说尚不显 严重，但对于现代大、中型飞机来说就非常可惜了。 而且这种浪费，还会导致系统的温升和回油压力的升 高，引起系统效率和可靠性下降。 在飞机液压系统中，虽然也采用了畜能器来储存 液压能，但由于畜能器的容积有限，因此对于大、中 型飞机来说，就难以满足要求了。本文中以我国现役 某型飞机的液压系统为例，提出了一种节能设计方案， 即利用单活塞杆液压缸的两腔面积不相等的特点，进 行差动连接，使液压缸两个腔间液压油互补，从而实 现两腔间能量互补，达到节能效果。同时，又能使液 压系统工作平稳、可靠性高。 " 液压系统的改进设计 （%）液压系统的结构 某型飞机主起落架原液压系统基本结构如图 % 所 示；改进后的主起落架液压系统基本结构设计方案如 图 ! 所示。从图 ! 可以看出，系统里加装了一个回流 万方数据 阀 ,（两位两通的液控换向阀）和一个单向阀 -。
图)
《机床与液压》-%%-/ 78/.
落架的重量使活塞杆受到一个向外的拉力，这样液压 缸需要克服的负载就很小甚至是负的负载。因此，在 放主起落架时进行液压缸的差动连接设计，是最有利 的场合和时机。 （)）回油液压冲击分析 在飞机液压系统中，当电磁阀换向时，管路中的 油液常因打开或关闭阀门而在管内形成一个很高的压 力峰值，这种现象叫做液压冲击。它不仅引起巨大的 振动和噪声，而且当压力峰值过大时还足以使液压系 统发生故障甚至损坏。例如，某型飞机地面模拟实验 时，当起落架电磁阀刚打开时，在液压缸的进油和回 油管路中，都会产生液压冲击现象。进油管路的压力 约在 %/%-0 秒 内，由 (123 增 至 $(123；而 回 油 管 路 中，油压在 %/%%! 秒内即由 $/0123 急增至 $’123。因 此，消除或减轻液压冲击是液压技术必须要解决的一 个重要课题。 由于在起落架收放管路中采用了差动连接，加装 了回流阀 ! 和单向阀 #（图 - 所示） ，这就使液压系统 在放起落架时，回油管路几乎没有回油，有效地解决 了放起落架时，系统回油压力过高的问题，保证飞机 液压系统性能的稳定和工作可靠。如用单向平衡阀取 代节流阀 ’ 将更为理想。 " 结论 正如设计人员体会到的一样，要满足一个设计要 求仅仅进行一次性的设计是远远不够的，许多理念， 甚至推出多年的产品，都要不断地进行更新和完善， 这样的发展使传统流体传动技术的应用领域向更深、 更广的方向延伸。 本文中讨论了飞机主起落架液压系统的节能设计 问题，并提出了可行的设计方案。在液压系统中，通 过液压缸差动连接，使两腔间的液压油互补，有效地 降低了液压泵全流量时的功率损耗和磨损，从而达到 节能效果。并使系统工作更加平稳、可靠。如图 - 所 示的设计方案，已在加拿大庞巴迪宇航集团生产的挑 战号 (%$、 456 + $%%、 456 + -%% 型等第三代支线飞机 的主起落架液压收放系统中得到了实际应用，取得了 良好的效果。此类飞机液压系统的压力和流量与我国 现役的飞机比较相似。因此，该设计方案可在我国飞 机的液压系统中推广应用。 参考文献
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飞机起落架液压系统的节能设计
作者： 作者单位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 引用次数： 唐有才， 王占勇， 于德会， 刘振岗 海军航空工程学院青岛分院航空机械系,青岛266041 机床与液压 MACHINE TOOL & HYDRAULICS 2002，(4) 1次