浅析A320系列飞机刹车系统工作原理

浅析A320系列飞机刹车系统工作原理
作者：杨宗卫
来源：《价值工程》2014年第30期
摘要：飞机的刹车系统是飞机起飞和着陆阶段的关键系统之一，它是否正常工作影响着飞机是否能准确及时地减速制动飞机，影响着飞机的正常运营，甚至会直接危及飞行安全。

本文简单介绍A320系列飞机刹车系统的工作原理、构成以及常见的故障分析。

Abstract： The braking system of aircraft is one of the key systems of taking-off and landing phase， whether it can normally work affects the accurate and timely deceleration and braking of the aircraft， affects the normal operation of the aircraft， and even directly endangers the flight safety. The paper simply introduces the working principle， structure and common fault of A320 series of aircraft braking system.
关键词： A320；刹车系统；工作原理；故障
Key words： A320；braking system；working principle；fault
中图分类号：TH117.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）30-0087-02
1 工作原理
A320系列飞机的刹车是安装在主轮上的多片型的刹车装置，有两个独立的刹车系统中的任一系统作动。

正常刹车系统使用绿液压系统，备用刹车系统使用黄液压系统，并有刹车储压器辅助。

刹车的指令来自刹车脚蹬（动作）或自动刹车系统（选择减速率）。

刹车系统的相关控制计算机是BSCU（刹车及转向控制组件）和ABCU（备用刹车控制组件），其中BSCU是双通道工作的计算机，每次有一个通道工作，另外一个处于备份状态。

当任一起落架手柄选择在DOWN位或者BSCU的一个通道失效时，BSCU的两个通道发生转换。

刹车的温度由安装在每一个主起落架上的两个刹车温度监控组件监控，并提供温度信号在ECAM上指示。

飞机主轮上安装有易熔塞，防止轮胎在过热情况下爆胎。

飞机主轮上还可以选装刹车冷却风扇，为刹车提供快速冷却。

正常情况下，刹车系统的工作原理如下：BSCU接收刹车的指令信号，打开或者关闭刹车选择活门，完成对刹车指令的反馈和刹车方式的选择，同时接收轮速信号和来自ADIRU的大气数据等信息，调解刹车的压力控制轮速，按照预定的刹车程序控制自动刹车，以达到最佳刹车性能的目标。

BSCU可以完成对系统监控和自检，它向CMC发送警告和故障信息并通过CFDS储存或者显示在ECAM上，以提示机组或者维护人员。

自动刹车信号通过BSCU打开刹车选择活门，脚蹬信号由位置解算器将刹车力信号输入BSCU调节伺服活门开度，进行正常人工刹车，由BSCU监控机轮转速、刹车压力、空速、加速度、扰流板位置信号等参数，进行更复杂精确的计算，提高刹车效率与性能。

（图1）
2 刹车系统的构成
刹车系统有四部分组成：①正常刹车；②带防滞的备用刹车；③不带防滞的备用刹车；④停留刹车。

在正常操作中，由BSCU控制所有的刹车和防滞。

根据失效的不同，刹车可以进行一下转换：带防滞的备用刹车，此时刹车方式由ABCU控制，防滞由BSCU控制。

不带防滞的备用刹车，完全有ABCU控制。

停留刹车，当操纵停留刹车控制手柄时，解除其他刹车方式，有储压器（或黄液压系统）提供压力。

①正常刹车。

当绿系统液压可用、（A/SKID&N/W STRG）防滞和前轮转弯电门在ON位以及（PARKING BRAKE）停留刹车不在ON位时，正常刹车工作。

正常刹车系统是由BSCU电动控制，有两种控制方式：一是通过脚蹬控制；二是自动控制，在地面时通过自动刹车系统或者在空中时当起落架手柄在收上位。

正常刹车工作时驾驶舱内无刹车压力指示。

（图2）
②带防滞的备用刹车。

当绿液压系统压力不够时，刹车以这种方式工作。

当黄液压系统可用、（A/SKID&N/W STRG）防滞和前轮转弯电门在ON位以及（PARKING BRAKE）停留刹车不在ON位时，带防滞的备用刹车系统开始工作。

此时刹车的输入信号由脚蹬发出并送往ABCU，由ABCU控制接通备用刹车选择活门以对黄液压电路增压，控制电控备用伺服活门以得到相应刹车的正确压力。

此时的自动刹车不工作，防滞由BSCU控制。

在驾驶舱的三重指示器上有刹车和储压器压力的指示。

③不带防滞的备用刹车。

当黄系统和绿系统都低压，而且电源失效或者BSCU失效或者（A/SKID&N/W STRG）防滞和前轮转弯电门在OFF位，此时不带防滞的备用刹车工作。

刹车压力来自于刹车储压器，需要人工蹬脚蹬作用在双向活门上来控制刹车，备用的伺服活门完全打开。

由于防滞失效，这需要参考三重指示器来限制刹车压力，避免机轮抱死。

刹车储压器可以提供至少7次全刹车的动力。

此时自动刹车不工作。

④停留刹车。

当操纵停留刹车（PARKING BRK）控制手柄时，可以解除其它的刹车方式和防滞系统。

黄液压系统或刹车储压器通过双向往复活门为刹车提供压力，备用伺服活门打开，以提供全压力刹车。

刹车储压器至少能保持12小时的停留刹车压力。

在驾驶舱的三重指示器显示刹车压力。

当储压器压力低时，可以按下黄液压系统的电动泵的开关给储压器增压。

3 故障分析
某日，某航A320B-XXXX飞机的PFR有以下信息：
ECAM信息：BRAKES ALTN L RELEASED
相应的故障信息：BRK ALTN SERVO（97GG）/ABCU（95GG）
根据TSM，发现有可能引起这个故障有四个：①备用刹车伺服活门（97GG）；②压力传感器（101GG）；③ABCU（95GG）；④线路问题。

先看看备用刹车系统的工作原理？
当有以下两种情况时，备用刹车系统开始工作：①正常刹车系统失效；②绿系统压力小于1305PSI。

正副驾驶的刹车脚蹬分别有一个传感器，踩下刹车时通过传感器将角度信号输出给ABCU，ABCU给备用刹车选择活门打开信号，让备用刹车选择活门打开，给备用刹车伺服活门信号，控制液压输出，压力传感器将压力信号反馈给BSCU。

机轮上的轮速传感器测量轮速，将此数据传给BSCU，根据计算BSCU提供防滞功能防止机轮抱死。

（如图2所示）当备用刹车工作时，有ABCU提供刹车控制，防滞保护仍然有BSCU提供。

ABCU在以下情况时自动工作：①A/SKID & N/W STRG电门置OFF位；②BSCU失效；③自动刹车系统失效；④只有电瓶供电。

每个航段的降落阶段，当前起落架下位锁锁销锁定时，BSCU会做一个正常刹车的功能测试，六秒后，BSCU会给ABCU指令做备用刹车的功能测试，ABCU会控制选择活门的开关以及激活备用刹车伺服活门。

这就解释了为什么PFR上会有此故障信息。

插上起落架安全销，按下黄液压系统电动泵电门，将PTU电门置于OFF位，绿液压系统压力下降为0，此时备用刹车系统可用。

通过踩脚蹬发现三重指示器上右侧的刹车压力指针摆动而左侧的刹车压力指针不动并且备用刹车的作动筒没有作动，这说明故障信息是真实的。

最终通过更换ABCU后故障排除。

参考文献：
[1]田广来.从机载技术新发展看航空机轮刹车系统的发展方向[J].航空科学技术，2004（04）.
[2]杨尊社.航空机轮、刹车系统研究新进展[J].航空精密制造技术，2002（06）.
[3]何永乐.航空机轮和刹车装置状况监控技术的发展[J].航空科学技术，2000（05）.。