飞机液压子系统协同工作以实现冗余飞机液压子系统协同工作

在过去的航空时代，许多飞机系统都依赖飞行员的体力。由于飞行员在拉动飞机的同时要拉动操纵杆或旋钮，将系统重量限制在数百公斤。

液压技术的创新和整合逐渐创造出更大的系统和更大的飞机。在许多飞机上，仅起落架的重量就可能超过一吨。

图1.飞机起落架可以轻松地超过一吨重，需要大量使用液压系统。

通用设计与操作

飞机的液压系统设计根据飞机类型而有所不同。但是，它们都基于基本设计原理具有相似之处。

精心开发储存在油箱内的液压油，以确保适当的粘度。粘度是任何阻止流动的流体的特征。液压油设计成粘性的，以确保在执行器施加压力时不容易压缩。

安装了执行器以驱动飞行控制器，货舱门或起落架上的运动。执行器内部是活塞，当加压流体进入气缸时，活塞会移动。

电动泵可提供加压的液压油供应，从而使致动器内部的活塞移位。液压油压力在3,000 psi至5,000 psi之间变化。与每个发动机的附件变速箱（AGB）连接的恒速电动发电机（CSMG）产生电力，为液压系统电动泵供电。

在阀，管，配件和传感器的组织混乱中，有一个部件称为液压系统的“交叉进给阀”。它的主要作用是允许加压的液压油从一个子系统流到另一个子系统。这通常在电动泵的输出压力低时发生。

如上图所示，交叉进给阀由飞行机组人员通过驾驶舱顶板上的按钮进行控制。

显着差异

上面提到的组件和操作在许多不同类型的飞机上非常相似，但是系统设计的一个重要区别是“液压流体交叉进给”的原理。

飞机液压系统通常由两到三个子系统组成。对于欧洲制造的空中客车飞机，子系统称为绿色，蓝色和黄色子系统。在美国制造的波音飞机上，子系统称为系统A，系统B和备用系统。

这些子系统通过使用传感器来相互支持，这些传感器检测子系统是否低于其可接受的压力，最重要的是通过穿过交叉进料阀从“健康”子系统到“故障”子系统的压力传递。子系统到子系统支持的这一原则至关重要。没有这一原理，一个子系统的故障可能会导致飞行控制装置的永久性丢失，这可能是致命的，尤其是在飞机在飞行中机动时。这也可能导致反推力门致动器或起落架制动器永久丢失，从而可能导致跑道超调或更严重的乘客伤亡。

应用程序

想象一下，您乘坐空中客车A320从纽约肯尼迪国际机场飞往伦敦希思罗机场。起飞后，由于可能的电动泵故障，用于控制起落架伸出和缩回的绿色子系统发生了故障。由于该故障，飞行机组最初无法缩回起落架，这是飞机更快飞行并在更高的高度飞行的要求。

在这里，用于液压流体传输的飞机设计变得很方便。一旦安装在绿色子系统中的传感器检测到压力从正常的3,000 psi降低到1,500 psi，黄色子系统就会将压力转移到绿色子系统，以使起落架缩回。

只传递压力。与其他液压系统设计不同，在该液压系统中，压力流体将通过交叉进给阀进行传输，而空中客车的设计则采用了一个称为动力传输单元（PTU）的组件，以将压力从正常子系统传输到故障子系统。

这种设计的优势确保了它提供了第二道防线，特别是当飞机在如此敏感的飞行阶段运行时，液压故障可能会带来灾难性的后果。当存在液体泄漏时，它还可以保护健康的子系统，并且由于交叉进给，两个子系统的液压油不足的危险似乎很可能发生。

仅压力与加压液压油

液压系统的交叉进纸设计有两种操作方式。首先是通过加压的液压油进行传输。在这种设计中，只要每个子系统中有足够的压力，位于子系统之间的交叉进给阀就保持关闭状态。但是，一旦压力传感器位于下游并且电动泵检测到输出压力降低，根据系统逻辑设计，交叉进料阀可以自动或手动打开，并允许压力为3,000 psi的流体流向侧面具有明显较小压力的子系统。

在这种类型的系统的设计中，是止回阀或单向阀，它们可以防止加压流体流回电动泵的出口并对其造成损坏。由此，确保了由相对的子系统提供的现在足够的加压流体将仅被输送到所需的不同飞机系统。

这种设计的缺点是，当特定子系统上的液压油泄漏多次时，肯定会导致低压，因为没有液体会被泵送，交叉进给阀的打开将导致健康的子系统失去其储存的液体因为它会流过交叉进给阀并流到存在泄漏的组件。如果从这种设计中获得积极的收获，那就是因为它使用的组件更少，所以与下一个要讨论的设计相比，航空公司在制造和运营中的实施成本会更低。

第二种设计采用仅通过压力传递的原理。这意味着，当特定子系统达到最小允许压力时，此设计将采用PTU，而不是通过交叉供料阀来传输加压的液压油。

该组件背后的想法与陆地车辆的变速箱非常相似。每当挂入齿轮，释放离合器并踩下油门踏板时，发动机产生的动力便会通过离合器传递并驱动动力传动系统，从而使车轮产生运动。在飞机设计中，PTU从健康的子系统接收压力，该子系统驱动PTU上的电动机。之后，电动机以低压为位于子系统一侧的泵提供动力，然后泵将开始产生增加的输出压力。