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    重庆时时彩三星杀号技巧: 大动能飞机刹车装置的刹车动力试验方法.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201510106327.1

    申请日:

    2015.03.11

    公开号:

    CN104748902A

    公开日:

    2015.07.01

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01L 5/28申请日:20150311|||公开
    IPC分类号: G01L5/28 主分类号: G01L5/28
    申请人: 陕西蓝太航空设备有限责任公司
    发明人: 余强; 杨克承; 余威; 田吉祥; 徐树恒
    地址: 710065陕西省西安市雁塔区电子三路西京国际电气中心A908
    优先权:
    专利代理机构: 代理人:
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201510106327.1

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2017.10.10|||2015.07.29|||2015.07.01

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明涉及大动能飞机刹车装置的刹车动力试验方法。目前大型飞机炭刹车装置一次刹车吸收动能最高达85MJ、105MJ、125MJ,现惯性台输出能量不能完全满足试验大纲要求。本发明目的是提供大动能飞机刹车装置的刹车动力试验方法。方法是当惯性台所提供的动能满足不了试验大纲所规定的动能要求时,在国产多盘式刹车装置中,炭刹车盘装在刹车装置中间,由若干个静盘(4)、动盘(3)交错排列,在保持单位摩擦面吸收动能QF不变的情况下,通过合理减少摩擦面数量NT的方法,降低机轮或者主轮一次刹车装置吸收的能量AS惯性台动能的要求。实现大动能国产飞机刹车装置的刹车动力试验方法和避免试验中出现机轮或者主轮抱死的现象。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  大动能飞机刹车装置的刹车动力试验方法,当惯性台所提供的动能满足不了试验大纲所规定的动能要求时的大动能国产飞机刹车装置的刹车动力试验方法,其特征是:在国产多盘式刹车装置中,炭刹车盘装在刹车装置中间,由若干个静盘(4)、动盘(3)交错排列,将相互对摩的炭盘总成或者称作碳刹车盘组件称为热库(1),热库(1)工作时动能转换为热能,热库(1)和其附件一起组成刹车装置,相互摩擦的一对摩擦偶件或一对炭盘称为一个摩擦面,每一摩擦偶件在结构上完全一致,吸收动能量也完全相同,保持碳盘各片技术性能一致性,摩擦特性和机轮或者主轮设计中刹车装置吸收能量的计算公式:AS=NT×FH×QF公式(1),公式(1)中:AS--机轮或者主轮一次刹车装置吸收的能量,NT-摩擦面的数量,FH-单个碳盘工作面的摩擦面积,NT-单位摩擦面吸收的动能;在保持单位摩擦面吸收动能QF不变的情况下,通过合理减少摩擦面数量QF的方法,降低机轮或者主轮一次刹车装置吸收的能量AS惯性台动能的要求,实现大动能国产飞机刹车装置的刹车动力试验方法和避免试验中出现机轮或者主轮抱死的现象。

    2.  根据权利要求1所述的大动能飞机刹车装置的刹车动力试验方法,其特征是:只有验证国产的多盘式炭刹车盘和国外的炭刹车盘技术性能均为一致时,才能使用国产的,在国产多盘式刹车装置中,保持单位摩擦面吸收动能QF不变是能量模拟的必要条件,“多盘式”是指:交替排列的动盘(3)和静盘(4)合计总数为9、11、13、15、17或者19片,动盘(3)总数比静盘(4)总数多1个,在惯性台上实验中,随着压力的增加,依次分别去掉一对动盘(3)和静盘(4)后继续进行试验,也就是依次分别去掉一对动盘(3)和静盘(4)后少了两个摩擦面,即通过适当减少试样刹车装置摩擦面数量的方法降低台架试验刹车动能的要求,保证主轮轮胎与地面常处于滚动摩擦刹车状态,直至试验能够在各个压力点的条件下均能继续完成为止。

    3.  根据权利要求1或2所述的大动能飞机刹车装置的刹车动力试验方法,其特征是:对于A330型空客飞机碳刹车盘组件重量是62公斤/套,动盘(3)中有(3-1)、(3-2)、(3-3)、(3-4)、(3-5)共5件动盘;静盘(4)中有(4-1)、(4-2)、(4-3)、(4-4)共4件静盘,一般动盘(3)总数比静盘(4)总数多1个;动盘(3-1)的左面是压紧盘(2),动盘(3-5)的右面是承压盘(5),共9件动静盘交替排列,即组件由上述压紧盘(2)、动盘(3)、静盘(4)、承压盘(5)共11件排列构成刹车组件10个摩擦面,按设计着陆条件在不减盘情况下是10个摩擦面,刹车压力增至6-7Mpa开始出现抱死,此时减少一对盘,摩擦面为8个,能够继续实验;当刹车压力增至10-11Mpa时又出现抱死,再减少一对盘,此时摩擦面 为6个,实验再次继续进行;当刹车压力增至15-16Mpa时飞机主轮第三次产生抱死,再减少一对盘,摩擦面为4个,完成试验大纲规定的全部压力系列试验要求。

    说明书

    说明书大动能飞机刹车装置的刹车动力试验方法
    一、技术领域:
    本发明涉及飞机炭刹车装置在台架试验中当刹车动力试验台提供的能量不能满足试验大纲能量要求时的一种试验方法,专指大动能飞机刹车装置的刹车动力试验方法。
    二、背景技术
    目前中国民用航空所用飞机主要是进口的空客A320、A319、A321及波音B757、B767等机型,近年又进口多架大型的A330、A340等。近几年来,我国在民机炭盘国产化方面已取得长足的发展,飞机所有碳刹车盘在国产化替代进口已有进展,而在研制过程中刹车装置的动力试验是装机试飞前的主要鉴定性能的手段。随着我国航空运输业的快速发展,机队规模不断扩大,迫切需要与之相适应的维修服务,而炭刹车盘是一项重要的维修部件,需求量很大。按照中国民航对运输类飞机炭盘国产件化(替换件)合格审定的规定,为保证国产件符合相关适航规章的要求并满足飞机预期的使用要求,需要国产件与原制造商样件进行比对试验,这些试验需要在惯性台上实施和测定。试验所需数据有载荷、能量、刹车作用速度、刹车减速率、一次刹车吸收动能等;不言而喻,一次刹车吸收动能是重要参数之一。目前,我国仅有两台已取得中国民航适航当局认可的惯性台可承担此类试验,其中一台在桂林化学工业特种轮胎质量监督检验中心,另一台在陕西兴平514厂,一般情况下多在桂林HJDS-II型惯性台上进行,这是因为其最大能力一般不超过85MJ(MJ是能量兆焦的单位),可满足B757、A320等机型炭盘对比试验要求,实验对电力部门也是考验,在试验前电力部门会通知周边地区的工业用电将受到限电。但是,对于一些大型飞机炭刹车装置,如A321、A330、A340等大机型,其一次刹车吸收动能最高达85MJ、105MJ、125MJ。惯性台的扩大能量所需资金太多,企业承担不起,又属专用设备。随着经济大发展,相信将来会实现扩大能量的惯性台,但目前在相当一段时期内无法完成。国外情况是只有少数发达国家的企业如美国、英国、法国有大能量惯性台,他们是全套起落架和机轮一起试验,更接近飞机飞行实际情况,但从不接收外来产品的试验。
    因此,现有惯性台输出能量不能完全满足试验大纲要求,在相当长时间内制约了大型民机炭刹车盘国产化的发展,存在着要提高惯性台输出能量或者扩大惯性台输出能量范围的需求。
    三、发明内容
    本发明目的是提供一种大动能飞机刹车装置的刹车动力试验方法。国产化的大型民机炭刹车盘以便在飞机炭刹车装置台架试验过程中,在当刹车动力试验台提供的最大能量不能全部满足试验大纲能量要求时,通过能量模拟使试验得以顺利进行并取得满意的结果,解决以前国内超能量无法实验的问题,以及同时解决试验中国产化的大型民机炭刹车盘常常出现机轮抱死导致中止试验现象的问题。
    本发明技术解决方案的思路和名词解释:
    1、本发明技术解决方案的思路:本发明试验场的技术人员只能按试验大纲规定执行,设备太庞大,无法解决更新。为在能量不足的惯性台上完成大能量的飞机碳刹车盘的组件地面惯性台试验,是我公司工程技术人员在充分研究机轮刹车装置设计理念的基础上提出的设想,并在实践中证明其可行性和正确性。根据机轮(或者主轮)设计中刹车装置吸收能量的计算公式:
    As=NT×FH×QF                 公式(1)
    公式中:AS--机轮(或者主轮)一次刹车装置吸收的能量
    NT-摩擦面的数量
    FH-单个碳盘工作面的摩擦面积
    QF-单位摩擦面吸收的动能
    从设计公式中可以看出:QF×FH是单位摩擦面吸收的动能乘以摩擦面的工作面积为一个摩擦面吸收的动能,再乘以摩擦面的数量就是刹车装置的总的吸收能量;同时也可以得出刹车装置吸收的能量与摩擦面的数量成正比的关系;从“QF-单位摩擦面吸收动能”来看,根据多盘式刹车装置结构特点,飞机(或惯性台)一次刹车所提供的动能分别由组成热库的每一摩擦偶件(动盘和静盘)来吸收。采用国产化的大型民机炭刹车盘在减少摩擦件条件下的检测技术手段是否可行?这就是本发明申请人所需要解决的问题。
    2、本发明技术解决方案的名词解释:为了统一所述技术术语,更好的详细了解本发明内容,面对本行业一些概念有必要进行阐述和定义。
    1、“试验大纲”:其具体名称:《xxx型飞机碳刹车盘组件地面惯性台试验大纲》,每一个型号的飞机均对应一个试验大纲,不同型号飞机的试验大纲内容基本相同,而参数不同。其出处是由研制碳刹车盘企业,根据国家、中国民航总局相关法规、规章等规范性文件制定的,并且上报民航总局批准后实施。如民航总局的相关规范性文件包括:《AC-25-AA-2008-02运输类飞机碳刹车盘替换件合格审定符合性方法》;《TSO-C135运输类飞机机轮和机轮刹车装置》;《HB/Z126-88航空机轮设计指南》等。当确定了该型号飞机碳刹车盘组件地面惯性台 试验大纲,其内容包括:范围、引用文件、试验项目、试验要求、试验方法、试验设备及测试记录、试验说明等。
    2、“飞机机轮和刹车装置”:飞机机轮由轮毂组件和刹车装置组成,飞机机轮与轮胎组成主轮,主轮再和起落架共同一起构成了飞机起落系统。其中的刹车装置见图1所示的整体结构,是用来安装刹车盘,在刹车压力值通过刹车盘之间的互相摩擦产生刹车力矩,借助轮胎与地面产生的摩擦力使飞机减速和停止(参见附图1)。
    3、“炭刹车盘和热库”:炭刹车盘(也称“炭盘”)呈圆盘状,装在刹车装置中间,由若干个静盘、动盘交错排列,其作用是产生刹车力矩,吸收刹车动能。对于典型炭刹车装置来说,通常将相互对摩的炭盘总成或者称作碳刹车盘组件称为热库,工作时动能转换为热能,故称作热库;热库和其附件一起组成刹车装置(参见附图1整体结构),相互摩擦的一对摩擦偶件(炭盘)称为一个摩擦面(参见附图2)。
    4、“刹车装置台架试验和刹车动力试验台”:在飞机刹车装置研发过程中,台架试验是指最接近使用条件的地面试验项目,它采用实物总成作为试验对象,在台架“惯性台”上的实验;这个模拟试验的整个过程就是台架试验。台架试验的模拟使用条件在刹车装置动力试验台(本行业内的技术人员常常简称为“惯性台”)上进行试验,申请人用的是桂林化学工业特种轮胎质量监督检验中心的HJDS-II型惯性台试验的。以选择合理结构、检验设计数据和实际工作条件下刹车装置的可靠性。实验时,惯性台模拟飞机在着陆工作条件下,用刹车机轮进行刹车,以吸收飞机着陆动能并使其减速停止的全过程,用以鉴定航空机轮、刹车和自动防滑系统的工作特性,“惯性台”实验其原理见附图4所示。
    毂轮动能Eb=JDω2     公式(2)
    式中:Eb-毂轮动能,JD-毂轮惯量,ω-角速度
    由公式可看出,当ω一定时,改变JD即可改变动能输出,从而实现动能调节。但是,不论采用何种类型(飞机模拟或电模拟)惯性台,其可能提供的最大动能是有一定限制的。通常情况下,当试验台提供最大能量低于试验大纲要求时,则试验无法进行。除一次刹车吸收动能外,在惯性台上的毂轮8(见图4所示)模拟真实地面的跑道,而试验台飞机主轮9模拟飞机的一个轮子,给予一个轮子的压力是模拟整个飞机重量均分给所有若干个飞机主轮9的其中一个的压力,如A330型飞机起飞重量为238吨,均分给8组个飞机主轮9,每一组飞机主轮9承担1/8的重量,这是最具有代表性的。
    模拟试验参数还有机轮载荷、刹车速度、刹车压力、有效试验次数等。模拟试验结果可根据试验目的而定,针对刹车装置摩擦特性要求,至少应该得出不同条件下刹车压力-刹车力矩、刹车压力-刹车距离特性曲线以及刹车压力-摩擦系数、刹车压力-平均减速率特性 曲线等。
    5、“刹车机轮抱死”:实际中飞机着陆滑跑过程中,由于刹车主轮和跑道之间的作用产生阻碍运动的力矩,当刹车装置刹车的力矩大于阻碍运动的力矩时,主轮将会减速直至停止运转,此时轮胎打滑,机轮抱死,在刹车动力试验时亦会出现此情况。在实际中要求主轮是不应出现抱死现象的,在飞机着陆刹车时,一旦电子防滑系统故障会产生机轮刹车抱死,此时,该主轮不滚动,而出现脱胎故障,这个出故障的主轮轮胎就会拖爆。
    实验中也有机轮抱死现象,但绝不可以抱死,一抱死相当于拖胎。试验中一定避免主轮抱死(有的时候我们工作人员顺口也称“机轮抱死”,),一但主轮抱死,试验也取不到所需要的刹车盘性能全部参数了,实验无法完成。飞机在真实的着陆滑跑时,由电子防滑装置控制刹车压力,使刹车力矩小于刹车主轮和跑道之间的作用产生的阻碍运动力矩,保证主轮轮胎与地面常处于滚动摩擦刹车状态。
    本发明的技术解决方案:为了说明问题,可对照附图参考,图中标号置于括号内。
    大动能飞机刹车装置的刹车动力试验方法,当惯性台所提供的动能满足不了试验大纲所规定的动能要求时的大动能国产飞机刹车装置的刹车动力试验方法,其特征是:在国产多盘式刹车装置中,炭刹车盘装在刹车装置中间,由若干个静盘(4)、动盘(3)交错排列,将相互对摩的炭盘总成或者称作碳刹车盘组件称为热库(1),热库(1)工作时动能转换为热能,热库(1)和其附件一起组成刹车装置,相互摩擦的一对摩擦偶件或一对炭盘称为一个摩擦面,每一摩擦偶件在结构上完全一致,吸收动能量也完全相同,保持碳盘各片技术性能一致性,摩擦特性和机轮或者主轮设计中刹车装置吸收能量的计算公式:AS=NT×FH×QF公式(1),公式(1)中:AS--机轮或者主轮一次刹车装置吸收的能量,NT-摩擦面的数量,FH-单个碳盘工作面的摩擦面积,QF-单位摩擦面吸收的动能;在保持单位摩擦面吸收动能QF不变的情况下,通过合理减少摩擦面数量NT的方法,降低机轮或者主轮一次刹车装置吸收的能量AS惯性台动能的要求,实现大动能国产飞机刹车装置的刹车动力试验方法和避免试验中出现机轮或者主轮抱死的现象。
    本发明的技术解决方案还包括:
    所述的大动能飞机刹车装置的刹车动力试验方法,其特征是:只有验证国产的多盘式炭刹车盘和国外的炭刹车盘技术性能均为一致时,才能使用国产的,在国产多盘式刹车装置中,保持单位摩擦面吸收动能QF不变是能量模拟的必要条件,“多盘式”是指:交替排列的动盘(3)和静盘(4)合计总数为9、11、13、15、17或者19片,动盘(3)总数比静盘(4)总数多1个,在惯性台上实验中,随着压力的增加,依次分别去掉一对动盘(3)和静盘(4)后继续进行试验,也就是依次分别去掉一对动盘(3)和静盘(4)后少了两个摩擦面,即通 过适当减少试样刹车装置摩擦面数量的方法降低台架试验刹车动能的要求,保证主轮轮胎与地面常处于滚动摩擦刹车状态,直至试验能够在各个压力点的条件下均能继续完成为止。
    所述的大动能飞机刹车装置的刹车动力试验方法,其特征是:对于A330型空客飞机碳刹车盘组件重量是62公斤/套,动盘(3)中有(3-1)、(3-2)、(3-3)、(3-4)、(3-5)共5件动盘;静盘(4)中有(4-1)、(4-2)、(4-3)、(4-4)共4件静盘,一般动盘(3)总数比静盘(4)总数多1个;动盘(3-1)的左面是压紧盘(2),动盘(3-5)的右面是承压盘(5),共9件动静盘交替排列,即组件由上述压紧盘(2)、动盘(3)、静盘(4)、承压盘(5)共11件排列构成刹车组件10个摩擦面,按设计着陆条件在不减盘情况下是10个摩擦面,刹车压力增至6-7Mpa开始出现抱死,此时减少一对盘,摩擦面为8个,能够继续实验;当刹车压力增至10-11Mpa时又出现抱死,再减少一对盘,此时摩擦面为6个,实验再次继续进行;当刹车压力增至15-16Mpa时飞机主轮第三次产生抱死,再减少一对盘,摩擦面为4个,完成试验大纲规定的全部压力系列试验要求。
    本发明的优点和效果:
    1、本发明的技术方案是在保持单位摩擦面吸收动能不变的前提下,通过合理减少试验刹车装置摩擦面数量的方法,降低试验件对惯性台的动能要求。此法具有良好的模拟性和数据可靠性、重现性,便于实现,特别适于大机型的对比试验。符合行业惯性台能量的要求,主要的依据是机轮刹车装置设计的能量计算公式,其能量与摩擦面的个数成正比的关系。故达到了A321型、A330型空客飞机碳刹车盘组件地面惯性台试验大纲的标准,符合国家适航审定的规定,为下一步推广到A340型、A380型、B767型、B777型、B787型空客和波音飞机碳刹车盘组件地面惯性台试验大纲的标准制定打下了坚实的基础。
    2、由于合理减少试验刹车装置摩擦面数量的方法,降低惯性台动能要求,解决了长期以来无法试验大动能刹车盘的地面惯性台试验的难题,大能量碳刹车盘完全依赖国外进口的局面被打开,减少大能量碳刹车盘进口昂贵的费用,进一步提高了国产化生产的能力。
    3、由于合理减少试验刹车装置摩擦面数量的方法,故也同时彻底避免了试验中出现机轮抱死现象,减少了实验失败或无法进行的现象。
    4、本发明的效果是解决了目前我国航空领域中在研制大能量碳刹车盘时,由于国内现有的试验台能量小,无法完成大能量碳刹车盘的地面惯性台试验的情况,本发明申请人用这种试验方法完成了空客A321型、A330型飞机大能量碳刹车盘的惯性台试验,所取得的各种性能数据完全满足试验大纲的要求,经民航局审核组批准后装机试飞;此次装机是8个主机轮全部用的是本发明申请人所研制的新碳盘,经试飞验证,申请人所研制的大能量碳刹车盘完全符合适航要求,试飞结论是与国外进口的碳刹车盘各种性能相同;经民航局批准已取得 可替代进口碳盘装机的许可证(PMA)证。这也证明本发明国产化大能量碳刹车盘完成了空客A330型飞机大能量碳刹车盘的惯性台试验后,经得起试飞的考验。
    四、附图说明
    附图1-炭刹车装置;附图2-炭刹车盘;附图3-1-炭刹车盘组件中一对动盘和静盘之间的工作原理示意图;附图3-2-炭刹车盘组件的工作原理示意图;附图4-刹车动力试验台模拟原理图;附图5-1-摩擦面未变化前的结构示意图,即组件由11件动静盘交替排列构成10对摩擦面示意图;图5-2-摩擦面变化后的结构示意图,即第一次减少一对盘后为8对摩擦面时的结构示意图;图5-3-摩擦面变化后的结构示意图,第二次减一对盘后,余6个摩擦面;图5-4-第三次减一对盘后,余4个摩擦面。图6-1-A330型飞机碳刹车盘组件动力试验典型曲线-航空机轮刹车装置飞机设计正常着陆试验曲线一(试验编号2014S029Z14);图6-2-A330型飞机碳刹车盘组件动力试验典型曲线-航空机轮刹车装置飞机设计着陆试验曲线二(试验编号2014S018Z45);图6-3-A330型飞机碳刹车盘组件动力试验典型曲线-航空机轮刹车装置飞机设计着陆试验曲线三(试验编号2014S025Z45);图6-4-A330型飞机碳刹车盘组件动力试验典型曲线-航空机轮刹车装置在飞机中止起飞(RTO)状态下的试验曲线四(试验编号2014S025RTO)。
    上述图中标号说明:
    1、热库,2、压紧盘,3、动盘,4、静盘,5、承压盘,6、摩擦面,7、刹车压力,8、试验台毂轮,9、试验台飞机主轮;
    其中:动盘3中有3-1、3-2、3-3、3-4、3-5共5个动盘;静盘4中有4-1、4-2、4-3、4-4共4个静盘。
    五、具体实施方法
    参见图1:这是飞机炭刹车装置构示意图,由若干个静盘4和若干个动盘3互相交错排列,在其两侧分别装配压紧盘2和承压盘5共同组成热库1,热库1也称作炭盘总成或者称作碳刹车盘组件,热库1及其附件共同组成炭刹车装置。每一个静盘4或者每一个动盘3也都统称为炭刹车盘或者炭盘,对于典型炭刹车装置来说通常将相互对摩的炭盘总成-称为热库1。
    参见图2:具体的压紧盘2、动盘3、静盘4和承压盘5结构,都是环状结构,摩擦面也是环状。
    附图3-1-热库1中的动盘3和静盘4这一对盘之间的摩擦力偶工作原理示意图,实际中,动盘3转动,静盘4不动但相对动盘3是反方向运动,故标出箭头,组成一个摩擦偶 件;相互摩擦的一对摩擦偶件(炭盘)称为一个摩擦面。
    附图3-2-炭刹车盘组件的工作原理示意图,每一个摩擦偶件的静盘4和动盘3之间接触面就是摩擦面6,各个炭刹车盘依次面与面接触,彼此接触的轴向压力来自两侧的刹车压力7,力的大小相等,方向相反,整体处于平衡状态。其刹车压力7的大小来确定其吸收动能和产生刹车力矩的大小,都是通过组成刹车装置的每一摩擦偶件,即摩擦面来实现的。同理,承压盘5不动,压紧盘2给轴向刹车压力7;作用在炭盘端面的刹车压力7是来自压紧盘2的轴向力,刹车压力7通过相邻刹车盘(炭盘)逐件传递的。
    参看附图4-刹车动力试验台模拟原理图,试验要求是仿真对比,机轮碳刹车盘组件地面惯性台试验是真实的将研制的碳刹车盘装在该型号的刹车装置中,再装该型号的轮毂组件组成飞机机轮,并装上轮胎后组成一个完整的主轮,将该主轮装在惯性台上,即成为试验台主轮9。惯性台上的毂轮也就是试验台毂轮8,相当于或者等同于机场跑道,试验台主轮9(参见图4)压在试验台轮毂8外圆表面上,其压力大小相当飞机滑跑时分配在一个主轮上飞机的重量,试验台毂轮8转动的外圆线速度相当于飞机滑行速度,这种试验是模拟飞机着陆滑跑时的刹车状态。
    本发明的构想之一是基于在多盘式刹车装置中,其吸收动能,产生刹车力矩都是通过组成刹车装置的每一摩擦偶件,即摩擦面来实现的。由于摩擦偶件在结构上完全一致,因此刹车过程中,每套刹车装置刹车动能可以认为被若干刹车偶件所吸收,且吸收量也完全相同。另一方面,刹车装置的摩擦特性也是每一摩擦偶件摩擦特性的综合反映,也就是说,如果把刹车装置的动能、摩擦特性作为总体来看,那么组成刹车装置的每一对摩擦偶件则是个体,通过个体可得知总体全部。
    参看附图5-1-摩擦面未变化前的结构示意图,其中:动盘3中有3-1、3-2、3-3、3-4、3-5共5件动盘;静盘4中有4-1、4-2、4-3、4-4共4件静盘,一般动盘3总数比静盘4总数多1个;动盘3-1的左面是压紧盘2,动盘3-5的右面是承压盘5,共9件动静盘交替排列,即组件由上述压紧盘2、动盘3、静盘4、承压盘5共11件排列构成刹车组件10对摩擦面示意图。对于A330型空客飞机碳刹车盘组件重量是62公斤/套。在刹车压力作用于压紧盘2上,各片盘压在一起,而压紧盘2、静盘4、承压盘5套在轮轴上不转动,故称为静盘,而动盘3靠外圆的键齿与机轮的长键啮合,与机轮同步转动,刹车时各盘收到的正压力一致,材质一致即摩擦系数相同,所以各摩擦偶件所产生的刹车力矩也是相同的,是存在正比关系。
    在这里还有一个概念“多盘式”是指:动静盘总数一般为5、7、9、11、13、15片,在行业中,我们把9片(含9片)以上的动静盘总数称作多盘式。
    本发明的构想之二是保持单位摩擦面吸收动能QF不变是能量模拟的必要条件。保持QF不变是由保持碳盘各片技术性能一致性来达到的;其技术性能主要指:摩擦系数、质量密度、石墨化度、导热率的一致性,主要在国产化的碳盘制作中严格控制碳预制体的密度、化学气相沉积碳的炉温、炉压、沉碳气体的供给量,控制石墨化度。每炉产品必需随机抽取实样,在不同位置取小样做各种试验,如摩擦性能、力学性能、导热率、石墨化度都达到要求后,才能够上惯性台作地面惯性台试验,所以能够保持单位摩擦面吸收的动能QF不变。
    从公式AS=NT×FH×QF(1)中可看出,在单个碳盘工作面的摩擦面积FH和单位摩擦面吸收动能QF不变前提下,改变摩擦面数量NT,机轮一次刹车的刹车装置在吸收动能AS随之发生变化,本发明即通过适当减少试样刹车装置摩擦面数量的方法降低台架试验刹车动能的要求。
    参看附图5-2-摩擦面变化后的结构示意图,即第一次减少一个动盘3和一个静盘4的一对盘后为8个摩擦面时的结构示意图;同理参看附图图5-3-摩擦面变化后的结构示意图,第二次减一对盘后,余6个摩擦面;参看附图5-4-第三次减少一对盘后,余4个摩擦面。
    本发明的构想之三是作用在炭盘端面的刹车压力7(参看图3)是通过相邻刹车盘(炭盘)逐件传递的,台架试验中试验台主轮9所产生的总刹车力矩是装置中每一摩擦面共同作用的结果。因此,当适当减少摩擦面数量时,产生的刹车力矩也相应降低,避免试验中出现机轮抱死现象。再次说明,刹车机轮(试验台主轮9)抱死是不应该出现的,因飞机刹车不同于汽车,而飞机的刹车时要求机轮总是在滚动中刹车,一但刹车机轮抱死,机轮不转动,轮胎在地面滑动,业内称为拖胎,会引起轮胎爆破,既然实际中飞机刹车机轮抱死现象不应出现,所以在试验中也不容许试验台主轮9出现抱死现象。
    本发明所采用的减少刹车装置摩擦面措施只能在台架试验中试验台提供能量不能全部满足试验大纲时才能使用,同时减少摩擦面不会对刹车装置结构和刹车过程产生不利的影响。
    实施例1:现以A330客机23时大型炭刹车装置台架试验实例说明本发明实施方法。试验件:炭刹车盘组件。首先说明:只有验证国产的炭刹车盘和国外的炭刹车盘技术性能均为一致时,才能实施本发明。
    为了再次验证国产的炭刹车盘和国外的炭刹车盘技术性能均为一致性,申请人做了对比试验并经过统计学的统计后,列表说明:
    表1:国产的和国外的炭刹车盘技术性能对比数据统计

    上述表1说明:选择刹车压力点为5MPa、10MPa的对比实验数据,上述一切数据的取得是在同一台架上,各种条件均相同的情况下所取得的数据,是由试验台计算机统计计算出的平均刹车距离、平均摩擦系数、平均减速率、平均刹车力矩、平均峰值刹车力矩等相关数据,数据表中的国外高限盘和国外低限盘分别为A330型飞机性能较差的和较好的碳刹车盘数据,取其5套碳刹车盘做出各种数据后形成一个公差带,而国产的陕西蓝太生产的碳刹车盘的实验数据均落在其公差带内;结论:国产的碳刹车盘和国外的碳刹车盘等效,即为检测合格。
    在国产的炭刹车盘和国外的炭刹车盘技术性能均为一致时,实施本发明:由上述压紧盘2、动盘3、静盘4、承压盘5共11件排列构成刹车组件10对摩擦面(附图5-1),试验要求:在HJDS-II型动力试验台上按试验大纲进行项摩擦特性试验,具体参数是:
    机轮载荷:275.3KN
    表2:一次刹车吸收动能与刹车速度见下表


    上述表中数据来源于刹车压力点:4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16MPa各进行5次,经过计算机数据统计后,将其平均值填入表内。
    测试项目:要求测量并得出刹车压力-平均刹车力矩、刹车压力-平均刹车距离、刹车压力-平均摩擦系数、刹车压力-平均减速率(上述主要四种)等特性曲线。 
    试验采用国产两套具有同样材料和结构的、同样摩擦系数的炭盘实样飞机主轮,模拟使用条件进行,显而易见,上述表试验号1中,当进行设计着陆条件刹车性能试验时,惯性台提供的能量满足41.7MJ的要求,同理,上述表试验号2-6中,当进行设计着陆条件刹车性能试验时,惯性台提供的能量满足85MJ以下的要求;但上述表试验号7-8中,当进行设计着陆条件刹车性能试验时,惯性台不能提供的能量超过85MJ以上的要求,那么采用本发明技术手段,即可实现实验;如进行中止起飞试验,上述表试验号9中,惯性台无法提供104.6MJ的能量输出。按照本发明,在单位摩擦面吸收动能QF保持不变情况下,采用分段减盘法即减一对盘(摩擦面数量NT由10变8),所需惯性台能量相应降低1/5,即只需提供104.6-104.6*1/5=83.68(MJ)≈84MJ能量即可满足试验要求。这套试样均采用这一方法在原本无法实施的HJDS-II型动力试验台上完成了中止起飞刹车性能试验。
    如何解决飞机主轮抱死问题呢?由于炭刹车材料的摩擦特性及刹车装置的结构特点决定刹车压力超过一定值时飞机主轮(有时本行业口语也说“刹车机轮”)会出现抱死现象,使试验不能继续进行,无法得出此压力下刹车装置的摩擦特性数据,采用本发明分段减盘法即可解决此问题。实际试验表明:按设计着陆条件在不减盘情况下(摩擦面为10个),刹车压力增至6-7Mpa开始出现抱死,此时减少一对盘,见附图5-2,摩擦面为8个,就能够继续实验;当刹车压力增至10-11Mpa时又出现抱死,再减少一对盘,附图5-3,此时摩擦面为6个,实验再次继续进行;当刹车压力增至15-16Mpa时飞机主轮第三次产生抱死,此时再减少一对盘,见附图5-4,摩擦面为4个,这样结果:则完成大纲规定的全部压力系列试验要求。
    数据处理:对于上述的每个刹车压力的压力点所得有效数据按统计学理论进行处理。
    经试验验证,按上述方法试验所得数据经统计学处理后具有重现性,其离散系数均在可 接受范围内,绘制出的刹车压力与平均刹车力矩、平均刹车距离、平均摩擦系数、平均减速率曲线均充分反映出刹车装置的摩擦特性。
    参见图6-1,是(国外底限盘)A330型飞机碳刹车盘组件动力试验典型曲线-航空机轮刹车装置设计正常着陆试验曲线一(试验编号2014S029Z14),图中纵坐标表示刹车速度、刹车压力、刹车能量,横坐标表示刹车距离;黑色曲线为刹车速度与刹车距离的关系曲线,绿色曲线为刹车压力与刹车距离的关系曲线,蓝色曲线为刹车能量与刹车距离的关系曲线。
    参见图6-2-是(陕西蓝太的炭盘)A330型飞机碳刹车盘组件动力试验典型曲线-航空机轮刹车装置飞机设计着陆时试验曲线二(试验编号2014S018Z45);表示飞机设计着陆时的四条曲线,其中红色曲线为刹车温度与刹车距离的关系曲线,其余曲线同上。
    图6-3-是(国外高限盘)A330型飞机碳刹车盘组件动力试验典型曲线-航空机轮刹车装置飞机设计着陆试验曲线三(试验编号2014S025Z45);同图6-1所示,黑色曲线为刹车速度与刹车距离的关系曲线,绿色曲线为刹车压力与刹车距离的关系曲线,蓝色曲线为刹车能量与刹车距离的关系曲线。
    图6-4-A330型飞机碳刹车盘组件动力试验典型曲线-航空机轮刹车装置在飞机中止起飞(RTO)状态下的试验曲线四(试验编号2014S025RTO);黑色曲线为刹车速度与刹车距离的关系曲线,绿色曲线为刹车压力与刹车距离的关系曲线,蓝色曲线为刹车能量与刹车距离的关系曲线。
    综上所述,本发明提供了一种在飞机炭刹车装置台架试验中,当刹车动力试验台提供的能量不能全部满足试验能量要求时,在确保单位摩擦面吸收动能不变前提下,通过适当调整摩擦面数量满足试验能量要求的方法,同时也尽可能避免发生机轮抱死现象。

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    动能 飞机 刹车 装置 动力 试验 方法
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