大動(dòng)能飛機(jī)剎車裝置的剎車動(dòng)力試驗(yàn)方法
【專利說明】大動(dòng)能飛機(jī)剎車裝置的剎車動(dòng)力試驗(yàn)方法 -、技術(shù)領(lǐng)域：
[0001] 本發(fā)明設(shè)及飛機(jī)炭剎車裝置在臺(tái)架試驗(yàn)中當(dāng)剎車動(dòng)力試驗(yàn)臺(tái)提供的能量不能滿 足試驗(yàn)大綱能量要求時(shí)的一種試驗(yàn)方法，專指大動(dòng)能飛機(jī)剎車裝置的剎車動(dòng)力試驗(yàn)方法。 二、【背景技術(shù)】
[0002] 目前中國民用航空所用飛機(jī)主要是進(jìn)口的空客A320、A319、A321及波音B757、 B767等機(jī)型，近年又進(jìn)口多架大型的A330、A340等。近幾年來，我國在民機(jī)炭盤國產(chǎn)化方 面已取得長足的發(fā)展，飛機(jī)所有碳剎車盤在國產(chǎn)化替代進(jìn)口已有進(jìn)展，而在研制過程中剎 車裝置的動(dòng)力試驗(yàn)是裝機(jī)試飛前的主要鑒定性能的手段。隨著我國航空運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā) 展，機(jī)隊(duì)規(guī)模不斷擴(kuò)大，迫切需要與之相適應(yīng)的維修服務(wù)，而炭剎車盤是一項(xiàng)重要的維修部 件，需求量很大。按照中國民航對運(yùn)輸類飛機(jī)炭盤國產(chǎn)件化（替換件）合格審定的規(guī)定，為 保證國產(chǎn)件符合相關(guān)適航規(guī)章的要求并滿足飛機(jī)預(yù)期的使用要求，需要國產(chǎn)件與原制造商 樣件進(jìn)行比對試驗(yàn)，該些試驗(yàn)需要在慣性臺(tái)上實(shí)施和測定。試驗(yàn)所需數(shù)據(jù)有載荷、能量、剎 車作用速度、剎車減速率、一次剎車吸收動(dòng)能等；不言而喻，一次剎車吸收動(dòng)能是重要參數(shù) 之一。目前，我國僅有兩臺(tái)已取得中國民航適航當(dāng)局認(rèn)可的慣性臺(tái)可承擔(dān)此類試驗(yàn)，其中一 臺(tái)在桂林化學(xué)工業(yè)特種輪胎質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中屯、，另一臺(tái)在陜西興平514廠，一般情況下多 在桂林HJDS-II型慣性臺(tái)上進(jìn)行，該是因?yàn)槠渥畲竽芰σ话悴怀^85MJ(MJ是能量兆焦的 單位），可滿足B757、A320等機(jī)型炭盤對比試驗(yàn)要求，實(shí)驗(yàn)對電力部口也是考驗(yàn)，在試驗(yàn)前 電力部口會(huì)通知周邊地區(qū)的工業(yè)用電將受到限電。但是，對于一些大型飛機(jī)炭剎車裝置，如 八321、4330、4340等大機(jī)型，其一次剎車吸收動(dòng)能最高達(dá)8511、10511、12511。慣性臺(tái)的擴(kuò)大 能量所需資金太多，企業(yè)承擔(dān)不起，又屬專用設(shè)備。隨著經(jīng)濟(jì)大發(fā)展，相信將來會(huì)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大 能量的慣性臺(tái)，但目前在相當(dāng)一段時(shí)期內(nèi)無法完成。國外情況是只有少數(shù)發(fā)達(dá)國家的企業(yè) 如美國、英國、法國有大能量慣性臺(tái)，他們是全套起落架和機(jī)輪一起試驗(yàn)，更接近飛機(jī)飛行 實(shí)際情況，但從不接收外來產(chǎn)品的試驗(yàn)。
[0003] 因此，現(xiàn)有慣性臺(tái)輸出能量不能完全滿足試驗(yàn)大綱要求，在相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)制約了 大型民機(jī)炭剎車盤國產(chǎn)化的發(fā)展，存在著要提高慣性臺(tái)輸出能量或者擴(kuò)大慣性臺(tái)輸出能量 范圍的需求。 H、
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的是提供一種大動(dòng)能飛機(jī)剎車裝置的剎車動(dòng)力試驗(yàn)方法。國產(chǎn)化的大型 民機(jī)炭剎車盤W便在飛機(jī)炭剎車裝置臺(tái)架試驗(yàn)過程中，在當(dāng)剎車動(dòng)力試驗(yàn)臺(tái)提供的最大能 量不能全部滿足試驗(yàn)大綱能量要求時(shí)，通過能量模擬使試驗(yàn)得W順利進(jìn)行并取得滿意的結(jié) 果，解決W前國內(nèi)超能量無法實(shí)驗(yàn)的問題，W及同時(shí)解決試驗(yàn)中國產(chǎn)化的大型民機(jī)炭剎車 盤常常出現(xiàn)機(jī)輪抱死導(dǎo)致中止試驗(yàn)現(xiàn)象的問題。
[0005] 本發(fā)明技術(shù)解決方案的思路和名詞解釋：
[0006] 1、本發(fā)明技術(shù)解決方案的思路；本發(fā)明試驗(yàn)場的技術(shù)人員只能按試驗(yàn)大綱規(guī)定執(zhí) 行，設(shè)備太龐大，無法解決更新。為在能量不足的慣性臺(tái)上完成大能量的飛機(jī)碳剎車盤的組 件地面慣性臺(tái)試驗(yàn)，是我公司工程技術(shù)人員在充分研究機(jī)輪剎車裝置設(shè)計(jì)理念的基礎(chǔ)上提 出的設(shè)想，并在實(shí)踐中證明其可行性和正確性。根據(jù)機(jī)輪（或者主輪）設(shè)計(jì)中剎車裝置吸 收能量的計(jì)算公式：
[0007]As=NtXFhXQf 公式（1)
[0008] 公式中:A。--機(jī)，輪誠者豐輪）一次剎車裝晉吸收的能量
[0009] Nt-摩擦面的數(shù)量
[0010] Fh-單個(gè)碳盤工作面的摩擦面積
[0011] Qp-單位摩擦面吸收的動(dòng)能
[0012] 從設(shè)計(jì)公式中可W看出；QpXFh是單位摩擦面吸收的動(dòng)能乘W摩擦面的工作面積 為一個(gè)摩擦面吸收的動(dòng)能，再乘W摩擦面的數(shù)量就是剎車裝置的總的吸收能量；同時(shí)也可 W得出剎車裝置吸收的能量與摩擦面的數(shù)量成正比的關(guān)系；從"Qp-單位摩擦面吸收動(dòng)能" 來看，根據(jù)多盤式剎車裝置結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，飛機(jī)（或慣性臺(tái)）一次剎車所提供的動(dòng)能分別由組成 熱庫的每一摩擦偶件（動(dòng)盤和靜盤）來吸收。采用國產(chǎn)化的大型民機(jī)炭剎車盤在減少摩擦 件條件下的檢測技術(shù)手段是否可行？該就是本發(fā)明申請人所需要解決的問題。
[0013] 2、本發(fā)明技術(shù)解決方案的名詞解釋；為了統(tǒng)一所述技術(shù)術(shù)語，更好的詳細(xì)了解本

【發(fā)明內(nèi)容】
，面對本行業(yè)一些概念有必要進(jìn)行闡述和定義。
[0014] 1、"試驗(yàn)大綱"；其具體名稱；《XXX型飛機(jī)碳剎車盤組件地面慣性臺(tái)試驗(yàn)大綱》， 每一個(gè)型號(hào)的飛機(jī)均對應(yīng)一個(gè)試驗(yàn)大綱，不同型號(hào)飛機(jī)的試驗(yàn)大綱內(nèi)容基本相同，而參 數(shù)不同。其出處是由研制碳剎車盤企業(yè)，根據(jù)國家、中國民航總局相關(guān)法規(guī)、規(guī)章等規(guī) 范性文件制定的，并且上報(bào)民航總局批準(zhǔn)后實(shí)施。如民航總局的相關(guān)規(guī)范性文件包括： 《AC-25-AA-2008-02運(yùn)輸類飛機(jī)碳剎車盤替換件合格審定符合性方法》；《TS0-C135運(yùn)輸類 飛機(jī)機(jī)輪和機(jī)輪剎車裝置》；《皿/Z126-88航空機(jī)輪設(shè)計(jì)指南》等。當(dāng)確定了該型號(hào)飛機(jī)碳 剎車盤組件地面慣性臺(tái)試驗(yàn)大綱，其內(nèi)容包括：范圍、引用文件、試驗(yàn)項(xiàng)目、試驗(yàn)要求、試驗(yàn) 方法、試驗(yàn)設(shè)備及測試記錄、試驗(yàn)說明等。
[0015] 2、"飛機(jī)機(jī)輪和剎車裝置"；飛機(jī)機(jī)輪由輪穀組件和剎車裝置組成，飛機(jī)機(jī)輪與輪 胎組成主輪，主輪再和起落架共同一起構(gòu)成了飛機(jī)起落系統(tǒng)。其中的剎車裝置見圖1所示 的整體結(jié)構(gòu)，是用來安裝剎車盤，在剎車壓力值通過剎車盤之間的互相摩擦產(chǎn)生剎車力矩， 借助輪胎與地面產(chǎn)生的摩擦力使飛機(jī)減速和停止（參見附圖1)。
[0016] 3、"炭剎車盤和熱庫":炭剎車盤（也稱"炭盤"）呈圓盤狀，裝在剎車裝置中間，由 若干個(gè)靜盤、動(dòng)盤交錯(cuò)排列，其作用是產(chǎn)生剎車力矩，吸收剎車動(dòng)能。對于典型炭剎車裝置 來說，通常將相互對摩的炭盤總成或者稱作碳剎車盤組件稱為熱庫，工作時(shí)動(dòng)能轉(zhuǎn)換為熱 能，故稱作熱庫；熱庫和其附件一起組成剎車裝置（參見附圖1整體結(jié)構(gòu)），相互摩擦的一 對摩擦偶件（炭盤）稱為一個(gè)摩擦面（參見附圖2)。
[0017] 4、"剎車裝置臺(tái)架試驗(yàn)和剎車動(dòng)力試驗(yàn)臺(tái)";在飛機(jī)剎車裝置研發(fā)過程中，臺(tái)架試 驗(yàn)是指最接近使用條件的地面試驗(yàn)項(xiàng)目，它采用實(shí)物總成作為試驗(yàn)對象，在臺(tái)架"慣性臺(tái)" 上的實(shí)驗(yàn)；該個(gè)模擬試驗(yàn)的整個(gè)過程就是臺(tái)架試驗(yàn)。臺(tái)架試驗(yàn)的模擬使用條件在剎車裝置 動(dòng)力試驗(yàn)臺(tái)（本行業(yè)內(nèi)的技術(shù)人員常常簡稱為"慣性臺(tái)"）上進(jìn)行試驗(yàn)，申請人用的是桂林 化學(xué)工業(yè)特種輪胎質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中屯、的HJDS-II型慣性臺(tái)試驗(yàn)的。W選擇合理結(jié)構(gòu)、檢驗(yàn) 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和實(shí)際工作條件下剎車裝置的可靠性。實(shí)驗(yàn)時(shí)，慣性臺(tái)模擬飛機(jī)在著陸工作條件 下，用剎車機(jī)輪進(jìn)行剎車，W吸收飛機(jī)著陸動(dòng)能并使其減速停止的全過程，用W鑒定航空機(jī) 輪、剎車和自動(dòng)防滑系統(tǒng)的工作特性，"慣性臺(tái)"實(shí)驗(yàn)其原理見附圖4所示。
[001引穀輪動(dòng)能Eb=JDw2 公式（2)
[001引式中；Eb-穀輪動(dòng)能，Jd-穀輪慣量，角速度
[0020] 由公式可看出，當(dāng)《 -定時(shí)，改變Jd即可改變動(dòng)能輸出，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)能調(diào)節(jié)。但 是，不論采用何種類型（飛機(jī)模擬或電模擬）慣性臺(tái)，其可能提供的最大動(dòng)能是有一定限制 的。通常情況下，當(dāng)試驗(yàn)臺(tái)提供最大能量低于試驗(yàn)大綱要求時(shí)，則試驗(yàn)無法進(jìn)行。除一次剎 車吸收動(dòng)能外，在慣性臺(tái)上的穀輪8 (見圖4所示）模擬真實(shí)地面的跑道，而試驗(yàn)臺(tái)飛機(jī)主 輪9模擬飛機(jī)的一個(gè)輪子，給予一個(gè)輪子的壓力是模擬整個(gè)飛機(jī)重量均分給所有若干個(gè)飛 機(jī)主輪9的其中一個(gè)的壓力，如A330型飛機(jī)起飛重量為238噸，均分給8組個(gè)飛機(jī)主輪9， 每一組飛機(jī)主輪9承擔(dān)1/8的重量，該是最具有代表性的。
[0021] 模擬試驗(yàn)參數(shù)還有機(jī)輪載荷、剎車速度、剎車壓力、有效試驗(yàn)次數(shù)等。模擬試驗(yàn) 結(jié)果可根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康亩?，針對剎車裝置摩擦特性要求，至少應(yīng)該得出不同條件下剎車壓 力-剎車力矩、剎車壓力-剎車距離特性曲線化及剎車壓力-摩擦系數(shù)、剎車壓力-平均減 速率特性曲線等。
[0022] 5、"剎車機(jī)輪抱死"；實(shí)際中飛機(jī)著陸滑跑過程中，由于剎車主輪和跑道之間的作 用產(chǎn)生阻礙運(yùn)動(dòng)的力矩，當(dāng)剎車裝置剎車的力矩大于阻礙運(yùn)動(dòng)的力矩時(shí)，主輪將會(huì)減速直 至停止運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)輪胎打滑，機(jī)輪抱死，在剎車動(dòng)力試驗(yàn)時(shí)亦會(huì)出現(xiàn)此情況。在實(shí)際中要求 主輪是不應(yīng)出現(xiàn)抱死現(xiàn)象的，在飛機(jī)著陸剎車時(shí)，一旦電子防滑系統(tǒng)故障會(huì)產(chǎn)生機(jī)輪剎車 抱死，此時(shí)，該主輪不滾動(dòng)，而出現(xiàn)脫胎故障，該個(gè)出故障的主輪輪胎就會(huì)拖爆。
[0023] 實(shí)驗(yàn)中也有機(jī)輪抱死現(xiàn)象，但絕不可W抱死，一抱死相當(dāng)于拖胎。試驗(yàn)中一定避免 主輪抱死（有的時(shí)候我們工作人員順口也稱"機(jī)輪抱死"，），一但主輪抱死，試驗(yàn)也取不到 所需要的剎車盤性能全部參數(shù)了，