CN114889810B - 一种用于航空机轮刹车的防滑气压应急刹车系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于航空机轮刹车的防滑气压应急刹车系统，包括气压源、刹车减压阀、机轮、电磁活门、压力开关、延时继电器、断路触点开关、电源，气压源、所述刹车减压阀、电磁活门、机轮依次相连；压力开关、延时继电器、电磁活门通过电信号依次相连；压力开关还与刹车减压阀相连，压力开关感应刹车减压阀输出的气压压力并向延时继电器输出电信号。电源经过断路触点开关给压力开关、延时继电器供电，电源为28V直流电源。该防滑气压应急刹车系统通过压力开关感应应急刹车压力，在延时继电器控制电磁活门周期性的接通与断开，实现周期性的松刹车和刹车操作，即实现了防滑刹车，解决了持续刹车出现机轮拖胎的问题。

Description

一种用于航空机轮刹车的防滑气压应急刹车系统

技术领域

本发明属于航空应急刹车技术领域，具体涉及一种用于航空机轮刹车的防滑气压应急刹车系统。

背景技术

飞机刹车控制系统是具有正常防滑刹车、起飞线停机刹车、应急刹车和牵引刹车等功能的刹车系统，用以保证飞机正常着陆后缩短滑跑距离，使飞机尽快停下来，同时防止刹爆轮胎。从功能看，现代飞机刹车系统包含刹车和防滑控制两大部分，正常刹车系统功能完备，具备防滑功能；应急刹车系统一般设置简单，无防滑控制。正常防滑刹车系统一般包括刹车指令传感器、速度传感器、电磁液压锁、压力伺服阀和液压传感器及防滑刹车控制盒、转换阀等。实施正常刹车时，飞行员踩动脚踏板，与脚踏板相连的刹车指令传感器输出幅值与脚踏板位移成正比的电压信号，即刹车信号，防滑刹车控制盒接收刹车信号后，防滑刹车控制盒内部数字电子运算系统经过高速分析运算，判断需要刹车时，一方面给出开锁信号，令电磁液压锁打开，接通压力伺服阀进油，同时输出同刹车信号成正比的刹车电流给压力伺服阀，使压力伺服阀输出同脚踏板成正比的刹车压力至机轮刹车装置，对机轮进行制动。

当上述正常刹车无法实现时，飞行员就需要启动应急刹车系统。应急刹车系统与正常刹车系统通过管路中共同连接的转换阀实现转换。飞行员通过拉动应急刹车手柄操纵应急刹车减压阀，输出与飞行员操作应急刹车手柄的行程成正比的气压力，进行应急刹车，飞行员可在应急刹车过程中随时调节应急刹车压力，控制飞机的应急刹车，实现飞机的安全停机。

目前,飞机应急刹车系统无防滑功能，不具备主动调节刹车压力的功能，飞行员只能根据飞机速度不断的推拉应急刹车手柄，采取点刹操作来降低道面对轮胎的磨损，以防止爆胎。但现实是此时飞行员除了要控制应急刹车手柄控制飞机速度，还要根据飞机滑行姿态进行航向纠偏，及其他机上多项操作，此时飞行员对于可能存在的爆胎风险已是无暇顾及，无法采取有效的点刹操作，应急刹车过程中飞机无法及时松刹，拖胎时间过长、刹车压力较高，爆胎易于发生。

公布号为CN 1O6428533A的中国发明专利，公开了一种确保应急刹车的飞机惯性防滑刹车系统，通过增加控制装置完善系统结构，使应急刹车时正常刹车失能，确保应急刹车压力作用下转换阀完全转换，即使应急刹车与正常刹车并用，转换阀可转换到应急刹车系统。但该专利中提到的应急刹车系统不具备防滑功能。

公布号为CN 210526840 U的中国实用新型专利，公开了一种飞机应急及停机刹车系统，该系统包括：蓄压器、刹车阀、手柄，通过转动手柄控制刹车阀对应输出液压压力，以驱动刹车装置动作，从而实现对飞机机轮的应急刹车。但该专利中提到的应急刹车系统不具备防滑功能。

公布号为CN 204775196 U的中国实用新型专利，公开了一种飞机后舱应急刹车系统，该应急刹车系统包括刹车手柄、拉杆、钢索、安装支座、应急刹车减压阀、阀压缩杆、摇臂机构，通过采用摇臂机构保证力矩的增大，减小了操纵力,减小了维护工作量。但该专利中提到的应急刹车系统不具备防滑功能。

公布号为CN 209051583 U的中国实用新型专利，公开了一种能够实现远距操纵的应急刹车系统，该应急刹车系统包括：刹车指令传感器、电磁液压锁、电液压力伺服阀、熔断器、刹车指令传感器、电源、起落架位置开关，通过安装在驾驶舱内的刹车指令传感器直接控制安装在主起落架舱内的电磁液压锁和电液压力伺服阀，从而实现了应急刹车系统远距操纵。但该专利中提到的应急刹车系统无防滑功能。

公布号为CN 110606195 A的中国发明专利，公开了一种飞机应急刹车系统，该应急刹车系统包括：液压电磁阀、液压继电器、液压减压刹车阀、28V直流电源、回油管，通过液压继电器的单刀双置开关控制液压电磁阀的通断，当油液压力等于或大于液压继电器的触点接通压力时，液压继电器的触点接通，28V直流电源与液压电磁阀接通，从而主动调整刹车压力，应急刹车系统压力降低，达到能够主动防滑的目的。但是，该应急刹车系统为压力源为液压系统，非气压应急刹车系统；该应急刹车系统受减压刹车阀输出压力影响较大。一旦液压继电器接通，液压电磁阀进行卸压，机轮随之持续卸压；直到减压刹车阀输出压力降低到液压继电器的触点断开压力时，液压电磁阀才开始继续为机轮供压。但这期间机轮一直处于卸压状态，卸压时间长，影响飞机的刹车效率和安全性；且该功能靠液压力控制主动防滑功能，在飞机存在冲出跑道的情况下无法解除该功能，飞行员失去对应急刹车的把控，影响飞机安全性。

发明内容

为了解决航空机轮刹车系统中备用的气压应急刹车不具备防滑功能的问题，本发明公开了一种用于航空机轮刹车的防滑气压应急刹车系统。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种用于航空机轮刹车的防滑气压应急刹车系统，包括气压源、刹车减压阀、机轮、电磁活门、压力开关、延时继电器、断路触点开关、电源。所述气压源、所述刹车减压阀、所述电磁活门、所述机轮依次相连。所述压力开关、所述延时继电器、所述电磁活门通过电信号依次相连。所述压力开关还与所述刹车减压阀相连，所述压力开关感应所述刹车减压阀输出的气压压力并向所述延时继电器输出电信号。所述电源经过断路触点开关给所述压力开关、所述延时继电器供电，所述电源为28V直流电源。

上述的防滑气压应急刹车系统，所述电磁活门的进气管接口与所述刹车减压阀的刹车管接口之间通过气压管路连接；所述电磁活门的输出管接口与所述机轮通过气压管路连接；所述电磁活门的接线端与延时继电器的电信号输出端连接；在不通电状态下，电磁活门进气管接头与刹车管接头相通，电磁活门壳体上的排气孔与刹车管接头之间处于断开状态；当延时继电器控制电磁活门通电，电磁活门进气管接口关闭，断开刹车减压阀与机轮刹车装置之间的气体流通。

上述的防滑气压应急刹车系统，所述压力开关感应刹车减压阀输出气压压力P，压力开关的启动压力为P₁，P₁＝5MPa，压力开关的断开压力为P₂，P₂＝4MPa；压力开关的气压管接口与刹车减压阀输出管接口的气压管路连接。压力开关的电信号输入端与断路触点开关的电信号输出端连接，压力开关的电信号输出端与延时继电器的电信号控制端连接。

当P≥P₁时，压力开关微动开关接通，从而通过微动开关将断路触点开关输出的电源信号传递给延时继电器。

当P≤P₂时，压力开关微动开关断开，从而断开断路触点开关与延时继电器之间的电路连接，并发出电信号至延时继电器。

上述的防滑气压应急刹车系统，所述延时继电器为具有输出周期循环电压信号的可编程式时间继电器，延时继电器的电信号端口包括电信号输出端、电信号输入端、电信号控制端。延时继电器的电信号输入端与断路触点开关的输出端的线路连接，电信号控制端与压力开关的电信号输出端连接，电信号输出端与电磁活门的接线端连接；当延时继电器的电信号输入端和电信号控制端同时通电时，延时继电器的电信号输出端输出周期性接通、断开的电路信号。

上述的防滑气压应急刹车系统，所述断路触点开关通常处于接通状态，一端与电源连接，另一端分别与所述压力开关和所述延时继电器连接。所述断路触点开关位于座舱，通过按压所述断路触点开关实现所述电源与所述压力开关、所述延时继电器断开。

本发明的有益效果是：

目前飞机气压应急刹车通过飞行员控制应急刹车手柄操纵刹车减压阀输出刹车压力，对机轮进行制动从而实现刹车，为防止刹车压力高发生拖胎问题，飞行员需不断推拉应急刹车手柄控制刹车压力，飞行员有一定的操作负担。

一种用于航空机轮刹车的防滑气压应急刹车系统，在现有气压应急刹车系统的基础上，增加了压力开关、延时继电器、断路触点开关和电磁活门。飞行员拉动应急刹车手柄后，当刹车减压阀输出气压压力P小于压力开关的启动压力P₁时，P₁即为机轮发生拖胎的临界压力值，压力开关、延时继电器、电磁活门为非工作状态，电磁活门为通道，气压源的压缩气体依次经过刹车减压阀、电磁活门至机轮刹车装置，对机轮实施连续刹车，无防滑刹车功能，此时飞行员无需推拉应急刹车手柄，机轮不存在拖胎风险；飞行员拉动应急刹车手柄后，刹车减压阀输出气压压力P大于等于压力开关的启动压力P₁时，压力开关、延时继电器、电磁活门进入工作状态，压力开关与延时继电器之间的电路接通，延时继电器开始工作并周期性的输出电压信号，从而对电磁活门进行周期性的接通-断开的控制，完成机轮的刹车-松刹控制，实现应急刹车防滑功能，解决了气压应急刹车系统刹车压力高、持续时间长造成机轮拖胎或爆胎事故的不足，此过程中飞行员无需推拉应急刹车手柄，机轮不存在拖胎风险。实施防滑刹车时,飞行员还可以按压座舱内的断路触点开关，使压力开关、延时继电器与电源的连接同时断开，压力开关、延时继电器断电，解除防滑气压应急刹车的防滑功能。

该防滑气压应急刹车系统与现有应急刹车系统相比，无需飞行员通过拉动应急刹车手柄进行点刹操作控制刹车压力，可有效减轻飞行员的操作负担，保证飞机的安全停机。飞行员通过判断飞参数据，可随时解除主动防滑功能在应急刹车系统中的参与，该主动防滑功能具有可控性。

该防滑气压应急刹车系统通过压力开关感应应急刹车压力，从而启动主动防滑功能；在延时继电器的周期控制特性下控制电磁活门周期性的接通与断开，从而实现应急刹车压力周期性的下降和升高，机轮实现周期性的松刹车和刹车操作，即实现防滑刹车。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明构造图，间断线为气压管路、连续实线为电气线路；

图2是本发明刹车压力随时间变化规律图。

具体实施方式

实施例1

一种用于航空机轮刹车的防滑气压应急刹车系统，包括气压源、刹车减压阀、机轮、电磁活门、压力开关、延时继电器、断路触点开关、电源。

如图1所示，气压源、刹车减压阀、电磁活门、机轮依次相连；气压源的压缩气体依次经过刹车减压阀、电磁活门至机轮，至机轮的压缩气体产生制动力，实现机轮刹车。

压力开关、延时继电器、电磁活门通过电信号依次相连，压力开关经过延时继电器控制电磁活门接通或断开。

压力开关还与刹车减压阀相连，压力开关感应刹车减压阀输出的气压压力P并向延时继电器输出电信号。

电源经过断路触点开关给压力开关、延时继电器供电。断路触点开关接通时，给压力开关、延时继电器供电；断路触点开关断开时，压力开关、延时继电器断电。

气压源为压缩气瓶，压力为11～14MPa，气压源与刹车减压阀连接，为防滑气压应急刹车系统供压。

刹车减压阀具有减压作用，通过飞行员拉动应急刹车手柄控制刹车减压阀输出压力的大小。刹车减压阀进气管接口与气压源连接；刹车减压阀输出管接口通过气压管路分别与压力开关管接口和电磁活门进气管接口连接。刹车减压阀壳体上的排气孔与大气连通，泄放刹车压力。初始状态下，刹车减压阀不工作，进气管接口关闭，刹车管接口与刹车减压阀壳体上的排气孔相通。当飞行员拉动应急刹车手柄，刹车减压阀打开进气管接口，为防滑气压应急刹车系统供压。

电磁活门有3个气压接口：进气管接口、输出管接口、排气管接口，1个接线端。电磁活门的进气管接口与刹车减压阀的刹车管接口之间通过气压管路连接；电磁活门的输出管接口与机轮通过气压管路连接；电磁活门的接线端与延时继电器的电信号输出端连接。在不通电状态下，电磁活门处于非工作状态，电磁活门的进气管接口和输出管接口相通，排气管接口连通大气并与刹车管接口之间处于断开状态。当延时继电器控制电磁活门通电，电磁活门进气管接口关闭，断开刹车减压阀与机轮刹车装置之间的气体流通；刹车管接口与排气管接口相连通向大气，实现机轮的泄压松刹。

压力开关感应刹车减压阀输出气压压力P，压力开关的启动压力为P₁，P₁即为机轮存在拖胎风险的临近压力值，P₁＝5MPa，压力开关的断开压力为P₂，P₂＝4MPa。压力开关的气压管接口与刹车减压阀输出管接口的气压管路连接；压力开关的电信号输入端与断路触点开关的电信号输出端连接，压力开关的电信号输出端与延时继电器的电信号控制端连接。

当P≥P₁时，压力开关内部的微动开关接通，从而通过微动开关将断路触点开关输出的电源信号传递给延时继电器。

当P≤P₂时，压力开关内部的微动开关断开，从而断开压力开关与延时继电器之间的电路连接，并发出电信号至延时继电器。

延时继电器为具有输出周期循环电压信号的可编程式时间继电器，延时继电器的电信号端口包括电信号输出端、电信号输入端、电信号控制端。延时继电器的电信号输入端与断路触点开关的输出端的线路连接，电信号控制端与压力开关的电信号输出端连接，电信号输出端与电磁活门的接线端连接。当延时继电器的电信号输入端和电信号控制端同时通电时，延时继电器的电信号输出端输出周期性接通、断开的电路信号。

断路触点开关为常闭型，即通常处于接通状态，一端与电源连接，另一端分别与压力开关和延时继电器连接。断路触点开关位于座舱，通过按压断路触点开关可实现电源与压力开关、延时继电器断开，停止防滑刹车,为气压连续刹车。

电源为28V直流电源。

防滑应急刹车系统工作过程是：

飞行员拉动应急刹车手柄，当P<P₁时，即刹车减压阀输出气压压力P小于压力开关的启动压力P₁时，压力开关、延时继电器、电磁活门为非工作状态，电磁活门为通道，气压源的压缩气体依次经过刹车减压阀、电磁活门至机轮刹车装置，对机轮实施连续刹车，无防滑刹车功能。

飞行员拉动应急刹车手柄，当P≥P₁时,即刹车减压阀输出气压压力P大于等于压力开关的启动压力P₁时，压力开关与延时继电器之间的电路接通，延时继电器开始工作并计时；当延时继电器计时达到刹车时间T₀时，刹车时间T₀依据机轮型号设定，T₀＝1s，延时继电器中的动作部分接通，并关闭电磁活门进气管接口，关闭刹车减压阀的压缩气体通向机轮刹车装置的通道，电磁活门刹车口和排气口接通并释放机轮刹车装置中的应急刹车压力，应急刹车压力降低，机轮恢复滚动。延时继电器继续开始计时，当关闭电磁活门持续时间达到松刹车时间T₁时，松刹车时间为T₁，T₁＝1s，延时继电器断开与电磁活门之间的电信号连接，电磁活门排气口关闭，进气口与刹车口接通，恢复刹车减压阀通向刹车装置的通道，应急刹车压力开始上升，进入刹车状态，延时继电器计时刹车时间T₂。T₂＝T₀。电磁活门在延时延时继电器的控制下，周期性的进行刹车、松刹车、刹车、松刹车，即防滑刹车，刹车及松刹车压力与时间关系如图2所示。随着周期性刹车、松刹车过程的持续，气压源内压缩气体逐渐释放，当气压源内压力降低，刹车减压阀输出气压压力小于等于压力开关的断开压力，即P≤P₂时，压力开关与延时继电器之间的电路断开，电磁活门断电接通，刹车减压阀输出压缩气体至机轮刹车装置，对机轮实施连续刹车。

在拉动应急刹车手柄，实施防滑刹车时,飞行员还可以按压座舱内的断路触点开关，使压力开关、延时继电器与电源的连接同时断开，压力开关、延时继电器断电，解除防滑气压应急刹车的防滑功能。

Claims (3)

1.一种用于航空机轮刹车的防滑气压应急刹车系统，其特征在于，包括气压源、刹车减压阀、机轮、电磁活门、压力开关、延时继电器、断路触点开关、电源，所述气压源、所述刹车减压阀、所述电磁活门、所述机轮依次相连；所述压力开关、所述延时继电器、所述电磁活门通过电信号依次相连；所述压力开关还与所述刹车减压阀相连，所述压力开关感应所述刹车减压阀输出的气压压力并向所述延时继电器输出电信号；所述电源经过断路触点开关给所述压力开关、所述延时继电器供电，所述电源为28V直流电源；

所述电磁活门的进气管接口与所述刹车减压阀的刹车管接口之间通过气压管路连接；所述电磁活门的输出管接口与所述机轮通过气压管路连接；所述电磁活门的接线端与延时继电器的电信号输出端连接；在不通电状态下，电磁活门进气管接头与刹车管接头相通，电磁活门壳体上的排气孔与刹车管接头之间处于断开状态；当延时继电器控制电磁活门通电，电磁活门进气管接口关闭，断开刹车减压阀与机轮刹车装置之间的气体流通；

所述压力开关感应刹车减压阀输出气压压力P，压力开关的启动压力为P₁，P₁＝5MPa，压力开关的断开压力为P₂，P₂＝4MPa；压力开关的气压管接口与刹车减压阀输出管接口的气压管路连接；压力开关的电信号输入端与断路触点开关的电信号输出端连接，压力开关的电信号输出端与延时继电器的电信号控制端连接；

当P≥P₁时，压力开关微动开关接通，从而通过微动开关将断路触点开关输出的电源信号传递给延时继电器；

当P≤P₂时，压力开关微动开关断开，从而断开断路触点开关与延时继电器之间的电路连接，并发出电信号至延时继电器。

2.根据权利要求1所述的用于航空机轮刹车的防滑气压应急刹车系统，其特征在于，所述延时继电器为具有输出周期循环电压信号的可编程式时间继电器，延时继电器的电信号端口包括电信号输出端、电信号输入端、电信号控制端；所述延时继电器的电信号输入端与断路触点开关的输出端的线路连接，所述电信号控制端与压力开关的电信号输出端连接，所述电信号输出端与电磁活门的接线端连接；当延时继电器的电信号输入端和电信号控制端同时通电时，延时继电器的电信号输出端输出周期性接通、断开的电路信号。

3.根据权利要求1所述的用于航空机轮刹车的防滑气压应急刹车系统，其特征在于，所述断路触点开关通常处于接通状态，一端与电源连接，另一端分别与所述压力开关和所述延时继电器连接；所述断路触点开关位于座舱，通过按压所述断路触点开关实现所述电源与所述压力开关、所述延时继电器断开。