15-冷气系统3-飞机结构与系统

Leabharlann Baidu


d拖胎解除后，顶杆片怎 样缩回，断开微动电门 解除拖胎的过程中，一 方面飞轮由于弹簧圈在 套筒上滑转摩擦不断消 耗其动能，转速逐渐减 小，另一方面刹车盘放 气使刹车压力减小到小 于临界刹车压力，机轮 转速迅速增大，传动轴、 顶杆片转速随之增加。 当传动轴、顶杆片转速 跟上飞轮、弹簧圈的转 速时，滑动摩擦力矩消 失， 在恢复弹簧张力的作用 下，杠杆迫使顶杆片沿 斜面筒缩回。 微动电门断开放气活门 电路，使之停止放气并 恢复进气，刹车压力重 新增大。


b机轮拖胎时，顶杆片怎 样伸出接通微动电门 当刹车压力增大到大于临 界刹车压力时，机轮拖胎， 产生较大的负角加速度， 转速急剧下降，传动轴和 顶杆片的转速也随之急剧 下降。但飞轮由于惯性作 用，转速仍然较大，于是， 飞轮就会带着弹簧圈，并 通过弹簧圈与套筒之间摩 擦力产生的力矩，带着套 筒和斜面筒相对于传动轴 作超前旋转。斜面筒的斜 面即迫使顶杆片伸出，克 服弹簧张力，顶动杠杆， 使微动电门接通放气活门 的电路。这时刹车盘放气， 刹车压力减小。顶杆片伸 出过程中，三组零件的转 速关系是： n3=n2>n1



如果刹车压力再次上升到超过临界刹车压力，又重复上述 调节过程。 从惯性传感器的工作情况可知，飞轮与套筒之间靠摩擦传 动，当机轮加速滚动时，套筒应能迅速带动飞轮作同速转 动，使之很快地获得动能，以便一旦机轮拖胎时，惯性传 感器能够及时参与工作，从这方面说，套筒与飞轮之间的 摩擦力以大一些为好。 但是另一方面，当机轮拖胎，飞轮绕套筒作超前旋转时， 为了延缓飞轮动能的消耗，以保证有一定的通电时间来解 除拖胎，又要求套筒与飞轮之间的摩擦力要小一些。为了 解决这个矛盾，构造上在套筒与飞轮之间设置了一个由中 间向两端绕向相同的弹簧圈，弹簧圈中间突出端卡在飞轮 缺槽内。这样当套筒带着飞轮旋转时，弹簧圈被扭紧，摩 擦力增大，反之，当飞轮绕套筒作超前转动时，弹簧圈被 扭松，摩擦力减小，从而基本上满足了机轮带动飞轮和飞 轮超前旋转两种工作情形下的需要。




前轮左侧刹车盘内装有中间传动齿 轮，所以前轮惯性传感器的飞轮转 向与机轮转向相同，主轮外侧刹车 盘内没有中间传动齿轮，主轮惯性 传感器的飞轮转向与机轮转向相反。

惯性传感器的壳体是铝合金的， 上有两个安装孔（前轮的为三个 孔），用螺钉固定在刹车盘上的 专用安装座上，壳体与盖子之间 有胶垫，壳体上导线引出处有橡 皮塞，以防水分及尘土进入内部。 壳体上还有一个用来调整径向弹 簧张力的孔，平时此孔用螺塞堵 死。 传动轴插在斜面筒内，并有两个 轴承支承，在两个轴承之间有毡 圈，传动轴的一端固定有齿轮， 与安装在轮毂上的齿轮相衔接 （前轮惯性传感器的传动轴齿轮 与前轮刹车盘内的中间传动齿轮 相衔接）；顶杆片插在传动轴另 一端的缺口内，并和斜面筒相接 触。

惯性传感器用来感受机轮的负角加速度， 以控制放气活门的进气或放气，保证刹车 压力和临界刹车压力大体一致。

（1）基本组成
惯性传感器如图。 传动轴一端有齿 轮，它由轮毂上 的齿轮带动，顶 杆片在传动轴另 一端的缺口内， 并和斜面筒相接 触；套筒用销钉 固定在斜面筒上； 弹簧圈绕在套筒 上，其中间突出 卡在飞轮缺槽内。



使用机轮刹车装置后，约可使 飞机的着陆滑跑距离缩短一半。 这时飞机向前运动的动能，主 要是通过刹车装置摩擦面的摩 擦作用，转变为热能而逐渐消 耗的。
2. 刹车效率的分析


（1）最高刹车效率的概念 飞行员使用刹车时，阻滚力矩增大，同时， 地面摩擦力T随之增大，维持机轮滚动的力矩 Tr也相应增大。 这说明，刹车后机轮滚动的角速度ω与飞机 的前进速度V还是相适应的。（ωr=V）即机 轮相对于地面并不产生滑动，这种情况下， 机轮滚动的角速度ω只随飞机前进速度V的减 小而减小。


着陆滑跑过程中，由飞行员控制刹车压力 使它始终等于临界刹车压力，实际上是相 当困难的。 因此，飞机装设了刹车压力自动调节装置， 主要附件是惯性传感器和放气活门。惯性 传感器由机轮带动，用来控制放气活门工 作。
刹 车 压 力 自 动 调 节 装 置 示 意 图


着陆滑跑过程中 使用刹车时，刹 车部分来的冷气， 经放气活门进入 刹车盘。 当刹车压力超过 临界刹车压力而 使机轮拖胎时， 机轮转速骤然减 小，即具有较大 的负角加速度， 惯性传感器感受 到机轮这个负角 加速度后，随即 接通放气活门的 工作电路，使它 打开防气，减小 刹车。
（一）刹车效率分析

1. 刹车后，飞机为什么会很快减速 飞机着陆接地后，（如果发动机没有推力） 即使不刹车，飞机速度也会缓慢地减小下 来，这除了空气阻力的影响外，主要是地 面摩擦力对飞机起了减速作用的缘故。
（1）地面摩擦力的产生

飞机停放时，地面对机轮的垂直 反作用力P通过机轮中心。 机轮滚动时，由于轮胎变形、地 面变形等原因，垂直反作用力P会 向前偏移一端距离e （图5-18）， 因而在机轮上作用有阻止机轮滚 动的力矩Pe（阻滚力矩）。 阻滚力矩要阻止机轮滚动而飞机 却要带着机轮在跑道上向前运动， 这时地面必然会对机轮产生一个 向后的摩擦力T（静摩擦力）。 （T小于最大静摩擦力）
增大刹车压力，使地面摩擦力增大， 可使飞机很快的减速。 地面摩擦力的增大是有一定限度的。 随着刹车压力增大，地面摩擦力增 大到某一极限值---最大静摩擦力T最 大时，如果继续增加刹车压力，由于 地面摩擦力不再增大（实际上还有 所减小），维持机轮滚动的力矩Tr 就会小于阻滚力矩，机轮滚动角速 度会很快降低。 而这时飞机的前进速度V并未相应减 小，因此，机轮滚动角速度就会与 飞机前进速度不相适应，飞机就会 拖着机轮在地面滑动，即出现“拖 胎”现象，



（2）地面摩擦力的作用

如上所述，要使机轮滚动，必须 克服阻滚力矩Pe、地面摩擦力T， 对机轮来说，正是产生一个与机 轮滚动方向相同的力矩Tr（r为 机轮的滚动半径），以克服阻滚 力矩Pe，维持机轮转动，故Tr称 为滚动力矩，这是地面摩擦力一 个方面的作用。
但是，对飞机来说，地面摩擦力 的方向同飞机的前进方向相反， 起着使飞机减速的作用，地面摩 擦力越大，减速作用就越大。






c怎样保证顶杆片在伸出位 置延续一段时间 斜面筒相对于传动轴转过 一定角度将顶杆片推出到 极限位置后，斜面筒绕传 动轴的超前旋转便受到顶 杆片的阻挡。 这时，斜面筒、套筒的转 速即与顶杆片、传动轴的 转速一致。 飞轮则靠本身的惯性，继 续带着弹簧圈绕套筒超前 旋转，依靠弹簧圈和套筒 之间滑动摩擦力产生的力 矩，将顶杆片保持在伸出 位置，以便延续一段通电 放气时间，来解除拖胎。 顶杆片伸出到极限位置后， 三组零件的转速关系是： n3>n2=n1


弹簧圈的固定情形
（2）工作原理


a 机轮怎样带动飞轮转动，使其获得旋转动能 飞机着陆接地后，机轮加速滚动时，通过轮毂中 央的齿轮带动传动轴，顶杆片转动，顶杆片推动 斜面筒缺口的直边，带着套筒转动；套筒则通过 它与弹簧圈之间摩擦力产生的力矩带着飞轮一起 转动，使飞轮获得转动动能。在这一阶段中，三 组零件的转速相等。即 n3=n2=n1 由于顶杆片位于斜面筒缺口的直边处，顶杆片在 缩进位置，所以微动电门断开，刹车时，从刹车 调压器及刹车放大器来的冷气可以经放气活门进 入刹车盘，使刹车压力迅速增大。
第五章 冷气系统
三 刹车压力自动调节装置
刹车时的问题




着陆滑跑过程中，为了使飞机尽快减速， 即获得高的刹车效率，飞行员一般都采取 尽可能重一些刹车的办法。 如果刹车过重，机轮就会被飞机拖着在地 面滑动。出现“拖胎”现象。 这不但会使刹车效率降低，而且还会造成 轮胎过度磨损甚至爆胎。 为了防止出现这种现象，飞机上装有刹车 压力自动调节装置。

（2）怎样才能获得最高刹车效率



在研究刹车效率问题时，通常把地面摩擦力增 大到最大静摩擦力时所使用的刹车压力叫做临 界刹车压力P临界。 由前上述可知，临界刹车压力P临界也就是在保 持机轮正常滚动不产生拖胎的条件下刹车压力 的最大值。 因此，要想获得最高刹车效率，必须使刹车压 力始终等于临界刹车压力。在着陆滑跑过程中， 最大静摩擦力随着客观条件的变化而变化，所 以临界刹车压力也不断变化。


最大静摩擦力T最大取决于作用在机轮上的 垂直载荷P（即作用在机轮上的垂直反作用 力P）和轮胎与地面之间的摩擦系数μ，即 T最大= μP

从飞机着陆滑跑的过程来看， 在滑跑初期，由于滑跑速度大， 飞机升力Y比较大，作用在机 轮上的垂直载荷P就比较小， 所以接地之初最大静摩擦力T 最大比较小，临界刹车压力P临 界也比较小。 随着滑跑时间增长，滑跑速度 减小，飞机升力减小，作用在 机轮上的垂直载荷增大，最大 静摩擦力逐渐增大，临界刹车 压力也随之增大。临界刹车压 力随着陆滑跑时间t的变化情 况如图曲线oa所示。


从临界刹车上压力的变 化规律可知，为了获得 较高的刹车效率，飞机 着陆时，在前轮接地之 后，应随着滑跑速度的 减小而逐渐增大刹车压 力(图中的曲线bc)。
如果跑道上有积水或结 冰，摩擦系数μ减小，临 界刹车压力要相应降低， 在这种情况下使用刹车， 应该更加柔和。

(3)刹车压力自动调节装置怎样保证 获得最高的刹车效率


从以上组成可知，惯性传 感器的六个转动零件，按 其转速的情况可分为三组： 传动轴、顶杆片为第1组， 斜面筒、套筒为第2组， 弹簧圈、飞轮为第3组。 工作中，这三组零件的转 速可以相等，也可以不相 等，正是由于这三组零件 转速上的差异，控制着微 动电门的通断，从而达到 解除机轮拖动，提高刹车 效率的目的。

（3）如何增大地面摩擦力使飞机尽 快减速



地面摩擦力的大小，随机轮阻滚力矩的大小 而改变，机轮阻滚力矩增大时，维持机轮滚 动所需要的滚动力矩Tr也要增大，因此，地 面摩擦力必然增大。 飞机着陆滑跑时，由于轮胎变形，地面变形 而产生的阻滚力矩通常是不大的。所以，地 面摩擦力较小，不足以使飞机尽快减速， 只有使用刹车，人为地增大机轮的阻滚力矩， 使地面摩擦力增加，才能达到使飞机尽快减 速，缩短飞机着陆滑跑距离的目的。


斜面筒和套筒用销钉固定在一起， 斜面筒和传动轴之间有两排钢球， 用来减小相对运动时的摩擦力。套 筒一端装有卡圈，防止飞轮脱出。 套筒外有弹簧圈，弹簧圈中间的突 出端通过固定块，卡在飞轮的缺槽 内。飞轮上有三个径向弹簧，它们 通过胶木垫压在弹簧圈上。拧动径 向弹簧外的螺塞，可以改变径向弹 簧的张力，从而调整弹簧圈和套筒 之闻的摩擦力的大小。

（3）构造 惯性传感器共有三个。分别安装在 两个主轮外侧刹车盘和前轮左侧刹 车盘上。 惯性传感器壳体上有指示飞轮转动 方向的箭头和牌号（右主轮上的为 FS-1AY，左主轮上的为FS-1AZ， 前轮上的为FS-2BY）。 三个惯性传感器的工作原理相同， 但构造稍有差别。 前轮惯性传感器的传动轴较短，主 轮惯性传感器的传动轴较长，

飞行员操纵刹 车时，冷气进 入刹车盘，向 外顶压刹车片

由于刹车片与刹车套之间的摩 擦作用，产生了较大的阻滚力 矩-刹车力矩M刹。 所以地面摩擦力T相应增大， 飞机滑跑速度随之减小。
飞行员刹车越重，刹车压力越 大，刹车片与刹车套压得越紧， 刹车力矩M刹越大。于是，阻 滚力矩越大，地面摩擦力越大， 飞机减速得越快。

机轮拖胎后，一方面，由于滑动时的摩擦力比最 大静摩擦力小，对飞机的减速作用反而减弱；

另一方面，飞机向前运动的动能有很大一部分要 有轮胎与地面之间的摩擦作用来消耗，这样，轮 胎就会急剧磨损甚至爆破，影响着陆安全。 由此可见，飞机着陆滑跑过程中，只有准确地控 制刹车压力，使地面摩擦力始终等于最大静摩擦 力，刹车装置才能最有效地消耗飞机向前运动的 动能，着陆滑跑距离才能缩短到最低限度。而轮 胎也不会过度磨损，这种情况叫做获得了最高刹 车效率。

待拖胎解除、机轮恢复 正常滚动后，惯性传感 嚣又立即断开电路，放 气活门停止放气，刹车 压力又重新增大。 当机轮再次拖胎时，惯 性传感器又重复上述工 作。


如此往复，使刹车压力 始终围绕着临界刹车压 力作高频率、小振幅的 变化(图的曲线bd)而获 得高的刹车效率。
(二) 附件 1．惯性传感器