Гидросистемы самолётов гражданской авиации

В учебном пособии по жидкостно-газовым системам транспортных самолётов, ч. І рассмотрены блоки питания самолётов, эксплуатируемых на отечественных авиалиниях. В учебном пособии, ч. 2 дан обзор систем управления транспортных самолётов, поэтому здесь даётся перечень всех функциональных подсистем гидросистем и краткое описание остальных подсистем, не представленных ранее.

А. Гидросистемы отечественных самолётов

Гидросистема самолёта Як-42 содержит основной и аварийный блоки питания и подсистемы управления стабилизатором, интерцепторами, закрылками, предкрылками, гасителями подъёмной силы, выпуска и уборка шасси, поворота колёс передней опоры, торможения колёс, выпуска и уборки трапа на земле и стеклоочистителями. В системе управления рулём направления имеется бустер. Есть также подсистема подъёма кока на земле. Кок, закрывающий радиоаппаратуру, поднимается гидравлическими цилиндрами. Кроме гидроцилиндров в подсистеме имеется клапан включения-отключения и дроссель. Удерживается кок в поднятом положении механическими замками.

В гидросистеме самолёта Ил-62 два блока питания: основной и аварийный. Имеются подсистемы управления интерцепторами, уборки и выпуска шасси, поворота передней стойки, торможения колёс и стеклоочистителей. Аварийное торможение колёс осуществляется с помощью гидроазотной системы. В системе управления рулём направления для демпфирования боковых краткопериодических колебаний установлена автономная рулевая машина.

 

На самолёте Ил-76 два блока питания и функциональные подсистемы управления гасителями подъёмной силы, тормозными щитками, закрылками, предкрылками, выпуска и уборки шасси, поворота передней опоры, торможения колёс, грузового люка, хвостовой опоры, входных дверей и стеклоочистителей. Кроме этого, управление рулями и элеронами осуществляется при помощи автономных рулевых машин.

 

На самолёте Ил-86 четырёхкратные системы управления рулями высоты, направления и элеронами с рулевыми приводами и рулевыми агрегатами, поэтому имеется четыре блока питания по числу двигателей с насосами переменной подачи. Кроме этого есть подсистемы управления стабилизатором, закрылками, предкрылками, гасителями подъёмной силы, тормозными щитками, выпуска и уборки шасси, поворота передней стойки, торможения колёс, открытия и закрытия дверей и стеклоочистителей.

 

Гидравлическая система самолёта Ил-96 в основном аналогична гидросистеме самолёта Ил- 86, но среди функциональных подсистем в ней имеется подсистема реверса тяги двигателей и нет подсистемы приводов стеклоочистителей.

 

На самолётах Ил-96 и Ту-204 и с двигателями ПС-90А в централизованных гидравлических системах есть функциональные подсистемы управления перекладкой створок реверсивного устройства в положение прямой и обратной тяги.

В эту функциональную подсистему входят гидроцилиндры для перемещения створок реверсивного устройства, гидроцилиндр замка, удерживающего реверсивное устройство в положении прямой тяги, гидравлические краны, термический клапан для защиты от повышения давления свыше 260 атм из-за теплового расширения, перепускной клапан для стравливания давления из линии нагнетания в линию слива при проведении регламентных работ для исключения возможности включения реверсивного устройства, гидравлический аккумулятор для сглаживания пульсаций давлений, клапаны разъёма и обратные клапаны.

При включении реверсивного устройства включается электрогидравлический кран и через него жидкость под давлением поступает в гидроцилиндр замка, который открывает механический замок, удерживающий реверсивное устройство в положении прямой тяги. При этом срабатывает концевой выключатель и включается другой электрогидравлический клапан, подающий жидкость под давлением в полости цилиндров, переводящих реверсивное устройство в положение обратной тяги. Таким образом, порядок срабатывания элементов обеспечивается так же, как и в подсистемах выпуска-уборки шасси.

 

На самолёте Ту-154 в гидросистеме три блока питания, т.к. имеются трёхкратные системы управления рулями высоты, направления и элеронами. Есть подсистемы интерцепторов, закрылков, выпуска и уборки шасси, поворота передней стойки и торможения колёс.

 

Гидросистема самолёта Ту-204 содержит следующие функциональные подсистемы: рулей, стабилизатора, элеронов, интерцепторов, воздушных тормозов, закрылков, предкрылков, тормозов колёс, поворота передней опоры, уборки-выпуска шасси и реверса двигателей.

Предкрылки и закрылки имеют подсистемы, в каждой из которых есть двухканальный привод вращательного действия с двумя гидродвигателями, подключаемыми к разным блокам питания и вращающими шариковые, винтовые подъемники, т.е. аналогичные уже рассмотренным приводам.

Подсистема уборки и выпуска шасси состоит из трёх систем: основной, резервной и аварийной. Последовательность срабатывания элементов подсистемы обеспечивается сигналами, подаваемыми концевыми выключателями и управляющими работой электрогидравлических клапанов. Необходимая последовательность срабатывания резервной и аварийной систем обеспечивается с помощью гидравлических реле времени.

Подсистема поворота передней опоры двухканальная, работающая от двух блоков питания с тремя режимами работы, трансформаторными электрическими задатчиками угла поворота, работающими от педалей или рукоятки, и электрическими датчиками обратной связи, установленными на стойке передней опоры. Сигналы с задатчиков поступают в электрический блок усиления и агрегат управления с соплами - заслонкой, аналогичный АУ40, который рассмотрен ранее. В агрегат управления жидкость под давлением поступает от двухпозиционного трёхходового электрогидравлического клапана. Из агрегата она направляется в гидравлический цилиндр с реечным механизмом поворота (рис. 103). Каждый канал имеет свой цилиндр с рейкой посередине. Оба цилиндра с рейками вращают шестерню 1, находящуюся на передней опоре. Демпфирование колебаний типа «шимми» производится дросселями, имеющимися в агрегатах управления.

Рис. 103.

Схема передней опоры самолёта Ту-204

 

Подсистемы торможения колёс основных опор (основная и резервная) имеют электрические задатчики, связанные с педалями, электрический сигнал с которых поступает в блоки усиления, а затем в электрогидравлические агрегаты управления с элементами сопла - заслонка. Из них рабочая жидкость поступает в тормозные камеры с цилиндрами, перемещение которых приводит к прижатию подвижных дисков колеса к неподвижным.

Безюзовое торможение обеспечивается с помощью тахогенераторов. Эта подсистема аналогична подсистеме самолёта Ил-86, описанной ранее. На самолёте имеется также система автоматического торможения.

 

На самолёте Super Jet 100 в гидравлической системе три блока питания. В первом и третьем блоке питания установлено по одному насосу с приводом от двигателя и электроприводному насосу, а во втором блоке два электроприводных насоса. Рабочие жидкости здесь Скайдрол и Hyjet. В первом блоке имеется также аварийный насос блока мотор-насос, мотор которого получает жидкость из третьего блока для аварийного выпуска шасси.

Интерес представляют гидравлические баки системы, в которых нет контакта жидкости с газом, а давление создаётся с помощью дифференциального поршня, то есть это система закрытого типа. Его больший поршень создаёт давление сверху на жидкость, а на меньший действует азот, который в свою очередь получает давление из аккумулятора, на поршень которого действует давление линии нагнетания.

Среди потребителей этой гидравлической системы есть рули, элероны, интерцепторы, реверс тяги, шасси (выпуск-уборка), тормоза колёс и передняя опора (поворот).

Система торможения колёс электрогидравлическая, с агрегатами управления и датчиками оборотов колёс. Имеется автоматическая система торможения.

Подсистема поворота колёс передней опоры электрогидравлическая. Поворачивается опора реечно-зубчатой передачей.

 

Б. Гидросистемы зарубежных самолётов

 

В централизованной системе самолёта А310 с тремя блоками питания имеются функциональные подсистемы рулей высоты, направления, элеронов, стабилизатора, закрылков, предкрылков, щитков, спойлеров, торможения колёс, поворота передней опоры, управления шасси и грузовых дверей.

Подсистемы закрылков и предкрылков содержат по одному приводу вращательного действия, в каждом из которых имеется по два гидравлических мотора, получающих для вращения жидкость под давлением от двух различных блоков питания, т.е. так же, как и на отечественных самолётах.

Система торможения электрогидравлическая: электрический задатчик, получающий входное воздействие от педалей пилота, подаёт сигнал в блок управления, выдающий сигнал управления на агрегат управления, имеющий элемент сопла - заслонка. В этот блок и агрегат поступают также сигналы от антиюзовой автоматики, в которую входят тахогенераторы, установленные на носовом колесе (не тормозное колёсо) и на колёсах основных опор (тормозные колёса). Имеется также автоматическая система торможения и стояночное торможение.

Система поворота передней опоры механико-гидравлическая: от педалей или рукоятки перемещается золотник, подающий жидкость в два параллельно расположенных цилиндра, в поршнях которых имеются рейки, вращающие шестерню, находящуюся на передней опоре (рис. 103).

 

На самолёте А320 есть функциональные подсистемы рулей направления, высоты, элеронов, спойлеров, закрылков, предкрылков, реверса двигателей, выпуска-уборки шасси, торможения колёс и поворота передней опоры.

Система торможения электрогидравлическая с агрегатом управления с соплами - заслонкой и антиюзовой автоматикой с датчиком тахометра, расположенным на оси колеса. Она работает от педалей. Установлена также автоматическая система торможения, в которой вычисляется скорость и сравнивается со скоростью колеса, получаемой с датчика тахометра. В соответствии с результатом выдаётся сигнал на агрегат управления.

Система поворота передней опоры также электрогидравлическая, с агрегатом управления, имеющим сопла - заслонку. Поворачивается передняя опора с помощью рейки, расположенной в поршне, и шестерни, находящейся на передней опоре (рис. 99 и 100).

Закрылки и предкрылки управляются приводами, имеющими по два канала управления с гидродвигателями вращательного действия.

 

На самолёте Boеing 737 в гидравлической системе кроме трёх блоков питания есть функциональные подсистемы рулей высоты, направления, элеронов, спойлеров, закрылков и предкрылков, выпуска и уборки шасси, торможения колёс, управления поворотом передней опоры и реверса тяги.

В подсистеме управления закрылками имеется один гидродвигатель вращательного действия. Аварийный выпуск осуществляется электрической системой.

Предкрылки отклоняются гидравлическими цилиндрами, жидкость в которые подаётся через золотник.

Поворот передней опоры осуществляется или от педалей, или от штурвальчика. От них механическое воздействие передаётся золотнику, направляющему жидкость в два гидравлических цилиндра, поворачивающих переднюю стойку.

Механико-гидравлическая система торможения начинает работу с перемещения педалей, механическое воздействие от которых передаётся к золотнику, открывающему доступ жидкости в тормозную камеру. В системе антиюзовой автоматики есть датчики тахометров, расположенные на осях колёс. От них сигнал поступает в блок управления, подающий в свою очередь сигнал в электромеханический преобразователь головки управления с элементами сопла - заслонка и золотником. В результате перемещения золотника тормозная камера соединяется со сливом при возникновении недопустимого затормаживания.

Существует также система автоматического торможения, предусматривающая различные уровни торможения, устанавливающиеся вручную селектором, находящимся на панели торможения. Установка может осуществляться по сообщению с земли после прокатки по взлётно-посадочной полосе тележки, определяющей коэффициент сцепления. Сигнал с блока управления также поступает в головку управления, направляющую жидкость в тормозную камеру.

 

На самолёте Boеing 747 имеются подсистемы рулей высоты, направления, элеронов, стабилизатора, закрылков, спойлеров, управления шасси, торможения колёс и поворота передней опоры.

Подсистема поворота передней опоры состоит из двух цилиндров, поворачивающих опору, и золотника, управляемого механически через проводку.

На этом самолёте во время руления поворачиваются также и две внутренние главные опоры. Эта подсистема состоит из двух гидравлических цилиндров и золотника, управляемого струйной трубкой, которая отклоняется электоромеханическим преобразователем.

Подсистема торможения колёс работает от педалей. Их перемещение через тросовую проводку приводит к перемещению золотника, пропускающего жидкость в тормозную камеру. Антиюзовая автоматика здесь получает данные о скорости вращения колеса от датчиков тахометров, расположенных на осях колёс. Из блоков управления сигнал на растормаживание колёс подаётся в два агрегата управления, в каждом из которых по две головки управления с элементами сопла - заслонка.

Система автоматического торможения также снабжена селектором, находящимся на панели, с помощью которого задаётся интенсивность торможения. Бортовая система обеспечивает систему торможения данными по замедлению самолёта (отрицательному ускорению) и наземной скорости, на основании которых вычисляется необходимое давление торможения. Получаемый в результате электрический сигнал также подаётся в агрегат управления.

Имеется также стояночное торможение.

Подсистема закрылков состоит из золотника, управляемого механически, через который жидкость направляется в гидравлический двигатель вращательного действия. Дублирование электрическое.

 

В гидравлической системе самолёта Boеing 757 есть функциональные подсистемы рулей высоты, направления, стабилизатора, спойлеров, элеронов, предкрылков, закрылков, управления шасси, поворота передней опоры, торможения колёс и реверса тяги.

Подсистема поворота передней опоры состоит из золотника поступательного действия, перемещаемого механической проводкой, и двух гидравлических цилиндров.

Система торможения также содержит золотник поступательного действия, перемещаемый от механической проводки. Жидкость через него проходит в тормозную камеру.

Имеется система автоматического торможения с агрегатами управления, в состав которых входят струйные трубки.

В антиюзовой автоматике находится головка управления с элементами сопла - заслонка.

В функциональных подсистемах закрылков и предкрылков в рулевых приводах установлено по одному гидромотору и дублирующему электродвигателю.

 

В системе самолёта Boеing 767 есть подсистемы рулей, элеронов, закрылков, предкрылков, спойлеров, стабилизатора, шасси, поворота передней опоры, торможения колёс и реверса тяги.

В подсистемах закрылков и предкрылков установлен привод вращательного действия с одним гидромотором и электродвигателем.

В подсистеме спойлеров есть электрогидравлический привод со струйной трубкой.

Подсистемы поворота передней опоры и торможения аналогичны подсистемам самолёта Boеing 757.

 

На самолёте Boеing 777 есть подсистемы рулей, элеронов, стабилизатора, спойлеров, шасси, предкрылков, закрылков, поворота передней опоры, торможения колёс и реверса тяги.

Подсистемы предкрылков, закрылков, шасси, поворота передней опоры, торможения и спойлеров аналогичны подсистемам ранее описанных самолётов Boеing 757 и 767.

 

На самолёте ДС-10 среди потребителей имеются рули, элероны, стабилизатор, спойлеры, предкрылки, закрылки, шасси, передняя опора (поворот) и тормоза.

Система торможения механическая, т.е. от педалей перемещаются тормозные клапаны, редуцирующие давление, которое подаётся в тормозную камеру.

Антиюзовая автоматика - электрогидравлическая с головкой управления, имеющей элемент сопла-заслонка, и тахогенераторами, расположенными на осях колёс.

Гидравлическая подсистема поворота передней опоры двухканальная. В каждом канале имеется золотник поступательного действия, управляемый механически от педалей, и гидравлический цилиндр.

Подсистемы управления закрылками и предкрылками оснащены гидравлическими цилиндрами, жидкость в которые подаётся через клапаны управления.

 

Приложение

 

 

 

 

 

 

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Матвеенко А.М., Зверев И.И. Проектирование гидравлических систем летательных аппаратов. - М.: Машиностроение, 1982.

2. Системы оборудования летательных аппаратов. /Под ред. Матвеенко А.М. и Бекасова В.И. - М.: Машиностроение, 1986.

3. Аэродромные системы торможения самолётов. /Под ред. А.М. Матвеенко. - М.: Машиностроение. 1984.

4. Авиационные правила, часть 25 (Нормы лётной годности самолётов транспортной категории). Межгосударственный авиационный комитет, 1994.

5. Гониодский В.И., Склянский Ф.И., Шумилов И.С. Привод рулевых поверхностей самолётов. - М.: Машиностроение, 1974.

6. Гамынин Н.С. Гидравлический привод систем управления. - М.: Машиностроение, 1972.

7. Ружан В.М., Клёмина Л.Г. Гидравлика самолётных систем. – М.: МГТУ ГА, 1996.

8. Ружан В.М. Элементная база жидкостно-газовых систем воздушных судов. – М.: МГТУ ГА, 1996.

9. Клёмина Л.Г. Элементная база жидкостно-газовых систем воздушных судов. – М.: МИИГА, 1991.

10. Пронь И.К., Юркевич Н.Р. Конструкция и лётная эксплуатация самолёта Як-40. - М.: Машиностроение, 1979.

11. Руководство по технической эксплуатации самолёта Як-42.

12. Пассажирский самолёт Ил-62. /Под ред. Новожилова Г.В. - М.: Машиностроение, 1981.

13. Пишков Н.Н. Самолёт Ил-62. - М.: Машиностроение, 1976.

14. Самолёт Ту-154, ч. 1, 2. - М.: Машиностроение, 1975.

15. Шмаков Ю.И., Семёнов В.Н. Конструкция и лётная эксплуатация самолёта Ил-76Т. - М.: Машиностроение, 1981.

16. Руководство по технической эксплуатации самолёта Ил-76.

17.Руководство по технической эксплуатации самолёта Ил-86.

18. Яковлев Ю.Я. Самолёт Ил-86. - М.: Воздушный транспорт, 1992.

19. Руководство по технической эксплуатации самолёта Ил-96.

20. Руководство по технической эксплуатации самолёта Ту-204.

21. Aircraft maintenance manual А-310.

22. Course notes manual of A-310-300, Airbus industries.

23. Пассажирский самолёт А-310. - М.: ЦАГИ, 1990.

24. Aircraft maintenance manual А-320.

25. Пассажирский самолёт А-320. - М.: ЦАГИ, 1993.

26. Удалов К.Г., Комиссаров Д.С. Boeing 737. - Самара, 1994.

27. Boeing 737. Training manual.

28. Удалов К.Г., Комиссаров Д.С. Boeing 747. - М.: Авико- пресс, 1994.

29. Boeing 747. Training manual.

30. Удалов К.Г., Комиссаров Д.С. Boeing 757. – М.: Авико-пресс, 1994.

31. Boeing 757. Maintenance Training.

32. Удалов К.Г., Комиссаров Д.С. Boeing 767. - М.: Авико-пресс, 1994.

33. Пассажирский самолёт Boeing 767. - М.: ЦАГИ, 1987.

34. Boeing 767. Maintenance Training.

35. Boeing 777. Training manual.

36. DC-10. Maintenance manual.

 

СОДЕРЖАНИЕ

Подсистемы управления механизацией крыла…………………………………….3

§1. Подсистемы управления предкрылками и закрылками…………………...3

§2. Подсистема управления гасителями подъёмной силы……………………5

§3. Подсистема управления тормозными щитками…………………………...8

Подсистемы шасси…………………………………………………………………..9

§1. Подсистема выпуска и уборки шасси………………………………………9

§2. Подсистема поворота колёс передней опоры………………………….....14

§3. Подсистема торможения колёс…………………………………………....20

Функциональные подсистемы управления дверями, трапом, грузовым

люком и хвостовой опорой………………………………………………………...31

§1. Подсистема управления дверями………………………………………….31

§2. Подсистема управления трапом…………………………………………...32

§3. Подсистема открытия и закрытия грузового люка…………………..…..32

§4. Подсистема хвостовой опоры……………………………………...……...35

Подсистема управления стеклоочистителями……………………………………35

Гидросистемы самолётов гражданской авиации…………………………………39

А. Гидросистемы отечественных самолетов……………………………....…39

Б. Гидросистемы зарубежных самолетов…………………………………..…43

Приложение…………………………………………………………………………47