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摘要:飞机的起落架对于飞机而言的重要性不言而喻,是对飞机在起飞与降落时起到支撑作用的重要装置,也是保证飞机在地面机动性的重要环节,因此,本文谨就两种新兴技术——多电技术及起落架舱表面防护技术在飞机起落架上的研究与应用进行简要介绍与阐述,以增强人们对于飞机起落架技术的认知与了解。
关键词:起落架;多电技术;表面防护技术
前言:对于飞机而言,起落架首先需要保证能够正常收起,以减小飞机飞行时的空气阻力,并在飞机降落时正常下放以提供支撑,这就对飞机起落架的驱动能力与能源装置有了比较高的要求,因而就多电技术在起落架系统中的应用进行阐述。起落架的最重要的作用在于支撑飞机并提供一定的行动能力,这就对于起落架的强度与性能有着比较高的要求,因而分析并介绍飞机起落架表面防护技术的应用是十分有必要的。
1.多电技术在起落架系统中的应用
1.1分布式液压能源
这一技术是通过电动机、液压泵等设备及其他部件共同构成的分布式电动液压源,并以之作为飞机起落架的备用能源装置,对于保障能源充足,保证飞机安全而言具有很大的作用,例如,Messier-Bugatti公司开发设计的电液能源系统在A380客机中的应用能够向飞机起落架刹车与转弯系统提供足够的备用能源。
1.2电气机械驱动器备份
这一技术是为飞机提供备用的飞机液压驱动能源,当飞机运行中出现能源问题或者飞机故障,可以利用电气机械驱动器备份这一技术向飞机起落架提供紧急的驱动力,以确保紧急情况下飞机起落架能够正常下落,保证飞机降落的安全性。除了飞机起落架之外,部分机型的飞机在舱门处也会使用这一技术来为舱门提供足够的动力,例如,空中客车军用飞机公司所研发的A400M运输机就在其舱门处应用了这一技术。
1.3多电起落架系统
在飞机起落架系统中多电技术的应用是Messier-Bugatti公司所发起,并选用了A320型号的飞机作为参考与试验对象,通过比对液压作动器、电静液作动器和机电作动器三种系统之间的性能来选择更加适合A320型号飞机使用需求的系统,这一技术是通过将飞机起落装置的收放系统与转弯系统进行结合,并采用同一能源系统进行控制,在控制时可以利用同一套控制设备来完成。多电起落架系统的研究是通过飞机能源的优化配置,并结合较为科学的能源管理理念与方法,用电能取代其他能源,来实现能源应用价值的最大化,与不必要损耗的最小化[1]。
2.起落架舱表面防护技术的应用
2.1飞机起落架舱表面防护技术应用的必要性
许多机型在主起舱整流罩壁板方面多会采用碳纤维复合材料作为主要防护材料,这是由于飞机起落与飞行过程中,其主起落架的位置气密性极差,并且与外界环境直接接触,一旦飞机遇到较为恶劣的环境,如雷雨天气、湿热天气与腐蚀性天气等,会对起落架的金属结构造成一定的腐蚀或冲击作用,针对会造成飞机起落架的损伤,影响其结构强度与使用寿命,因而通过一定的技术手段来加强飞机起落架表面防护的效果就极为重要了。
飞机在飞行中其主起落架舱整流罩可能会受到紫外线、风力、雨水、雷电等天气情况的影响产生腐蚀效果,通常而言,对于雷电天气产生的腐蚀效果需要更加有效的方式来预防,通常会使用加强结构气密性以避免积水导致的电偶腐蚀,减少金属与碳纤维材料之间的直接接触,通过施加绝缘材料来进行异电位防护来减少电偶腐蚀情况,因而通常都会采用耐腐蚀性较好的钛合金材料作为接头固件。此外,飞机才湿热及冲击环境下所受到的影响也比较大,就湿热环境而言,飞机的主起落架舱整流罩通常都会采用湿装配连接件,并在钉头、壁板、骨架连接处等都会以密封胶加强其密闭性,在接缝处使用填角的方式进行密封;就冲击环境而言,飞机的主起落架舱是开放性结构的,在飞机起飞、飞行或降落时由于风力与气压的变化会导致一部分砂石、杂质、垃圾,甚至动物会被卷入到主起落架舱,这些异物会对主起落架舱内部的结构产生一定的冲击作用,甚至对主起落架舱的整体结构造成破坏,因而采取有效措施来对飞机主起落架舱进行安全防护是极为必要的。
2.2钛合金防护技术的应用
钛合金材料在飞机起落架表面防护中的应用较为广泛,通常而言,飞机主起落架舱中,需要承担较大荷载部分的接头处,都会使用钛合金材料。钛合金具有高强度、高耐蚀性、高耐热性,使用性能非常好。例如,某机型的主起落架舱整流罩出于防腐蚀的需要,再起复合材料面板内壁的表面施加玻璃布以用于提高结构的绝缘性能,并在其上覆盖以聚氟乙稀薄膜来减少外部冲击与杂质的摩擦,并且起到防潮效果,而在复合材料面板与金属材料零件之间就以钛合金材料的零件作为连接,能够降低不同材料之间的电位差,钛合金与复合材料之间进行了密封以防止外部水汽的侵蚀。此外,该机型主起落架舱整流罩表面施加了铜网及垫圈,这是为了表面在雷雨天气下,由于金属材料而导致电流传导影响飞机结构的安全性,避免由于雷电而对整流罩表面造成损伤。
2.3铝合金防护技术的应用
钛合金凭借其高强度与耐蚀耐热性能而在飞机起落架结构成承担了主要载重的接头功能,而铝合金凭借其低密度、高强度、高塑性与优质的导电、导热与抗腐蚀性在飞机起落架中的应用也极为广泛,尤其是飞机主起落架中,铝合金材料作为主要的零件来使用。铝合金与复合材料之间有着比较大的电位差,在电偶腐蚀的环境下不具备耐腐蚀优势,因而铝合金零件与复合材料之间的接触部位需要采取适当的隔断措施。例如,部分客机机型在其主起落架舱内部,铝合金材料与复合材料之间会施加防水隔断,以尽量避免铝合金材料与复合材料之间的直接接触,避免在水的作用下两种材料之间的导电性能增加而产生的电偶腐蚀作用[2]。
近年来,如何提高飞机起落架强度、耐久性与使用性能成为起落架研究的主要方向,出于这样的考虑,Keronite公司开始通过在飞机起落架材料表面施加陶瓷涂层,来提高其耐磨性与防腐蚀性,经过试验证明这一技术是可行的,也具有很大的發展空间。
结语:对于飞机起落架的收放功能与其使用强度与性能的研究一直是航空领域所广泛关注的,现阶段,运用钛合金与铝合金材料来对起落架进行表面防护措施已经较为普遍,而采用陶瓷涂层的方式来提高起落架材料与结构的耐腐蚀性也是一种全新的尝试。但多电技术在飞机起落架与航空领域中的应用是一种全新技术与设计思想的革新,还需要经过不断的研究与试验来加以验证。
参考文献:
[1] 常凯,李胜军. 起落架系统多电技术应用及发展[J]. 航空科学技术,2014,25(07):1-5. [2017-08-18].
[2] 王明庆. 民用飞机主起落架舱表面防护技术分析及应用[J]. 科技展望,2016,26(20):139+141. [2017-08-18].
关键词:起落架;多电技术;表面防护技术
前言:对于飞机而言,起落架首先需要保证能够正常收起,以减小飞机飞行时的空气阻力,并在飞机降落时正常下放以提供支撑,这就对飞机起落架的驱动能力与能源装置有了比较高的要求,因而就多电技术在起落架系统中的应用进行阐述。起落架的最重要的作用在于支撑飞机并提供一定的行动能力,这就对于起落架的强度与性能有着比较高的要求,因而分析并介绍飞机起落架表面防护技术的应用是十分有必要的。
1.多电技术在起落架系统中的应用
1.1分布式液压能源
这一技术是通过电动机、液压泵等设备及其他部件共同构成的分布式电动液压源,并以之作为飞机起落架的备用能源装置,对于保障能源充足,保证飞机安全而言具有很大的作用,例如,Messier-Bugatti公司开发设计的电液能源系统在A380客机中的应用能够向飞机起落架刹车与转弯系统提供足够的备用能源。
1.2电气机械驱动器备份
这一技术是为飞机提供备用的飞机液压驱动能源,当飞机运行中出现能源问题或者飞机故障,可以利用电气机械驱动器备份这一技术向飞机起落架提供紧急的驱动力,以确保紧急情况下飞机起落架能够正常下落,保证飞机降落的安全性。除了飞机起落架之外,部分机型的飞机在舱门处也会使用这一技术来为舱门提供足够的动力,例如,空中客车军用飞机公司所研发的A400M运输机就在其舱门处应用了这一技术。
1.3多电起落架系统
在飞机起落架系统中多电技术的应用是Messier-Bugatti公司所发起,并选用了A320型号的飞机作为参考与试验对象,通过比对液压作动器、电静液作动器和机电作动器三种系统之间的性能来选择更加适合A320型号飞机使用需求的系统,这一技术是通过将飞机起落装置的收放系统与转弯系统进行结合,并采用同一能源系统进行控制,在控制时可以利用同一套控制设备来完成。多电起落架系统的研究是通过飞机能源的优化配置,并结合较为科学的能源管理理念与方法,用电能取代其他能源,来实现能源应用价值的最大化,与不必要损耗的最小化[1]。
2.起落架舱表面防护技术的应用
2.1飞机起落架舱表面防护技术应用的必要性
许多机型在主起舱整流罩壁板方面多会采用碳纤维复合材料作为主要防护材料,这是由于飞机起落与飞行过程中,其主起落架的位置气密性极差,并且与外界环境直接接触,一旦飞机遇到较为恶劣的环境,如雷雨天气、湿热天气与腐蚀性天气等,会对起落架的金属结构造成一定的腐蚀或冲击作用,针对会造成飞机起落架的损伤,影响其结构强度与使用寿命,因而通过一定的技术手段来加强飞机起落架表面防护的效果就极为重要了。
飞机在飞行中其主起落架舱整流罩可能会受到紫外线、风力、雨水、雷电等天气情况的影响产生腐蚀效果,通常而言,对于雷电天气产生的腐蚀效果需要更加有效的方式来预防,通常会使用加强结构气密性以避免积水导致的电偶腐蚀,减少金属与碳纤维材料之间的直接接触,通过施加绝缘材料来进行异电位防护来减少电偶腐蚀情况,因而通常都会采用耐腐蚀性较好的钛合金材料作为接头固件。此外,飞机才湿热及冲击环境下所受到的影响也比较大,就湿热环境而言,飞机的主起落架舱整流罩通常都会采用湿装配连接件,并在钉头、壁板、骨架连接处等都会以密封胶加强其密闭性,在接缝处使用填角的方式进行密封;就冲击环境而言,飞机的主起落架舱是开放性结构的,在飞机起飞、飞行或降落时由于风力与气压的变化会导致一部分砂石、杂质、垃圾,甚至动物会被卷入到主起落架舱,这些异物会对主起落架舱内部的结构产生一定的冲击作用,甚至对主起落架舱的整体结构造成破坏,因而采取有效措施来对飞机主起落架舱进行安全防护是极为必要的。
2.2钛合金防护技术的应用
钛合金材料在飞机起落架表面防护中的应用较为广泛,通常而言,飞机主起落架舱中,需要承担较大荷载部分的接头处,都会使用钛合金材料。钛合金具有高强度、高耐蚀性、高耐热性,使用性能非常好。例如,某机型的主起落架舱整流罩出于防腐蚀的需要,再起复合材料面板内壁的表面施加玻璃布以用于提高结构的绝缘性能,并在其上覆盖以聚氟乙稀薄膜来减少外部冲击与杂质的摩擦,并且起到防潮效果,而在复合材料面板与金属材料零件之间就以钛合金材料的零件作为连接,能够降低不同材料之间的电位差,钛合金与复合材料之间进行了密封以防止外部水汽的侵蚀。此外,该机型主起落架舱整流罩表面施加了铜网及垫圈,这是为了表面在雷雨天气下,由于金属材料而导致电流传导影响飞机结构的安全性,避免由于雷电而对整流罩表面造成损伤。
2.3铝合金防护技术的应用
钛合金凭借其高强度与耐蚀耐热性能而在飞机起落架结构成承担了主要载重的接头功能,而铝合金凭借其低密度、高强度、高塑性与优质的导电、导热与抗腐蚀性在飞机起落架中的应用也极为广泛,尤其是飞机主起落架中,铝合金材料作为主要的零件来使用。铝合金与复合材料之间有着比较大的电位差,在电偶腐蚀的环境下不具备耐腐蚀优势,因而铝合金零件与复合材料之间的接触部位需要采取适当的隔断措施。例如,部分客机机型在其主起落架舱内部,铝合金材料与复合材料之间会施加防水隔断,以尽量避免铝合金材料与复合材料之间的直接接触,避免在水的作用下两种材料之间的导电性能增加而产生的电偶腐蚀作用[2]。
近年来,如何提高飞机起落架强度、耐久性与使用性能成为起落架研究的主要方向,出于这样的考虑,Keronite公司开始通过在飞机起落架材料表面施加陶瓷涂层,来提高其耐磨性与防腐蚀性,经过试验证明这一技术是可行的,也具有很大的發展空间。
结语:对于飞机起落架的收放功能与其使用强度与性能的研究一直是航空领域所广泛关注的,现阶段,运用钛合金与铝合金材料来对起落架进行表面防护措施已经较为普遍,而采用陶瓷涂层的方式来提高起落架材料与结构的耐腐蚀性也是一种全新的尝试。但多电技术在飞机起落架与航空领域中的应用是一种全新技术与设计思想的革新,还需要经过不断的研究与试验来加以验证。
参考文献:
[1] 常凯,李胜军. 起落架系统多电技术应用及发展[J]. 航空科学技术,2014,25(07):1-5. [2017-08-18].
[2] 王明庆. 民用飞机主起落架舱表面防护技术分析及应用[J]. 科技展望,2016,26(20):139+141. [2017-08-18].