电磁阀在民用飞机扰流板系统作动应用分析

电磁阀在民用飞机扰流板系统作动应用

分析

摘要民用飞机扰流板在空中飞行时，单侧打开，用于协助副翼进行横向操纵；着陆滑行时，两侧同时打开，用于减升增阻，使刹车减速更为有效。电磁阀在扰流板作动系统有广泛应用。电伺服接收电信号传输的控制指令，驱动舵面偏转，实现对飞机姿态的控制。电伺服功能的好坏对扰流板系统作动性能评价也是重要方面。

关键词扰流板电磁阀流量控制

前言

扰流板（英语：Spoiler）又称减速板，为使用涡轮喷气发动机和涡轮风扇发动机的固定翼航空器（包括喷气式飞机和滑翔机）上常用的一种减速装置。因为其结构简单，可靠性高，从小型到大型飞机上的应用相当广泛。民用客机的扰流板通常安装在两侧的机翼上，使用时通过液压系统顶起，有效地增加航空器前进的阻力并增大机翼上方的压力，达到同时减缓飞行速度和降低飞行高度的目的。相对的，战斗机上的扰流板根据各自空气动力设计的不同，安装在不同的位置。扰流板一般有两种使用方法：一种是在飞行过程中升起，用来减缓速度并降低高度，或者破坏两侧机翼的升力平衡，辅助飞机转向；另一种是飞机降落滑行时，配合发动机反推，迅速降低滑行速度，缩短滑行距离。

扰流板几乎是所有滑翔机上的标准配备。如果滑翔机降落时通过机头向下俯冲来降低高度，势必会增加飞行的速度，对于滑翔机的降落非常不利。因为飞行员必须让机鼻朝下，然而向下的角度又不能太大否则造成飞机坠毁。而使用扰流板则能有效地避开这个问题。

民用航空器也几乎全数配备了扰流器，用来辅助减缓速度，会降低高度。但是其功能相对有限，因为飞行员可以通过减小发动机推力，展开襟翼等

相对安全的方法，达到同样的目的。但当飞机遇到乱流，也能配合副翼来防止飞

机翻滚，使飞行更为舒适。

电磁阀在扰流板作动系统有广泛应用。

1.扰流板控制原理

不同位置的扰流板功能也不同，内侧扰流板主要用于减速，而外侧扰

流板则主要用于辅助飞机摇摆或左右翻滚。大型客机上的扰流板还能辅助方向舵，控制飞机飞行姿态。因为当飞机速度较大时，方向舵的转向功能有限，这时飞行

员能通过升起飞机一侧的扰流板，迅速降低一侧机翼的升力，让飞机失去平衡向

一边倾斜，从而达到转向的目的[1]。

民用航空器一般单侧机翼在外襟翼上方布置两块扰流板，单侧机翼两块扰流

板外形与结构完全相同，扰流板在空中飞行时，单侧打开，用于协助副翼进行横

向操纵；着陆滑行时，两侧同时打开，用于减升增阻，使刹车减速更为有效。

扰流板由扰流板本体和接头组件组成。扰流板接头与机翼后梁上的对应接头

相连接。操纵接头与作动器连接。

通过控制对扰流板完成飞机的空中减速和地面破升增阻功能，同时对扰流板

也能完成辅助飞机横向滚转控制。扰流板完全一样的扰流板作动器驱动（即一个

扰流板作动器驱动一块扰流板），接收电信号传输的控制指令，驱动舵面偏转，

实现对飞机姿态的控制。

2.电磁阀

2.1 电磁阀的控制原理

电磁阀里有密闭的腔，在不同位置开有通孔，每个孔连接不同

的油管，腔中间是活塞，两面是两块电磁铁，哪面的磁铁线圈通电阀体

就会被吸引到哪边，通过控制阀体的移动来开启或关闭不同的排油孔，而进油

孔是常开的，液压油就会进入不同的排油管，然后通过油的压力来推动油缸

的活塞，活塞又带动活塞杆，活塞杆带动机械装置。这样通过控制电磁铁

的电流通断就控制了机械运动。

2.2 电磁阀工作原理分类

（1）直动式电磁阀工作原理：通电时，电磁线圈产生电磁力把关闭件从

阀座上提起，阀门打开；断电时，电磁力消失，弹簧把关闭件压在阀座上，阀门

关闭。工作特点：在真空、负压、零压时能正常工作，但通径一般不超

过25mm 。

（2）分布直动式电磁阀工作原理：它是一种直动和先导式相结合的原

理，当入口与出口没有压差时，通电后，电磁力直接把先导小阀和主阀关闭

件依次向上提起，阀门打开。当入口与出口达到启动压差时，通电后，电磁力

先导小阀，主阀下腔压力上升，上腔压力下降，从而利用压差把主阀向上推开；断电时，先导阀利用弹簧力或介质压力推动关闭件，向下移动，使阀门关闭。工

作特点：在零压差或真空、高压时亦能可*动作，但功率较大，要求必须水平

安装。

（3）先导式电磁阀工作原理：通电时，电磁力把先导孔打开，上腔室压力

迅速下降，在关闭件周围形成上低下高的压差，流体压力推动关闭件向上移动，阀门打开；断电时，弹簧力把先导孔关闭，入口压力通过旁通孔迅速腔室在关

阀件周围形成下低上高的压差，流体压力推动关闭件向下移动，关闭阀门。工作

特点：流体压力范围上限较高，可任意安装（需定制）但必须满足流体压差条件。

2.3 电液伺服阀

电液伺服阀是电液伺服控制中的关键元件，它是一种接受模拟电信号后，相

应输出调制的流量和压力的液压控制阀。电液伺服阀具有动态响应快、控制精度高、使用寿命长等优点，已广泛应用于航空、航天、舰船、冶金、化工等领域的

电液伺服控制系统中。

液压伺服阀是构建液压伺服控制系统的核心元件，因此液压控制系统书籍会包含电液伺服阀内容[2] 。电液伺服阀技术诞生是液压控制技术和液压控制系统的发展的结果。

3.电磁阀在民用飞机扰流板作动中的应用

为某扰流板作动原理图，里面的电液伺服阀对扰流板运动起关键作用。电液伺服阀接收电信号传输的控制指令，驱动舵面偏转，实现对飞机姿态的控制。

主动状态：作动器在液压力驱动下主动对舵面进行位置控制，电液伺服阀在电流指令的控制下通过输出流量控制活塞运动。

驱动缩回状态：作动器在没有电信号的情况下，由液压驱动到完全缩回的状态。

锁止状态：作动器被液压锁止不能伸出，但可以在舵面气动负载的作用下缩回。

4.结束语

电磁阀在民用飞机的飞行电传控制系统作动上有广泛应用，电磁阀质量及功能的可靠性对整个飞机的作动起着关键作用，需要我们在电磁阀的各方面多做些深入研究。

参考资料

[1] 李为吉. 飞机总体设计[D].西北工业大学,2005.

[2] 方群, 黄增. 电液伺服阀的发展历史、研究现状及发展趋势[J]. 机床与液压, 2007, 35(11):162-165