[科普中国]-飞机刹车系统

简介

飞机着陆接地时，具有较大的水平分速，但滑跑过程中，气动阻力与机轮滚动阻力对飞机的减速作用却比较小。如果不设法增大飞机的阻力，使之迅速减速，则着陆滑跑距离与滑跑时间势必很长，其起降的跑道也将很长。所以飞机都装有减速装置。目前，机轮刹车装置就是其中最主要的、应用最广泛的一种。

飞机刹车系统用来控制机轮刹车装置的工作。飞机着陆滑跑过程中，刹车压力必须根据跑道条件的变化随时进行调节。飞机在地面转弯时，还需要控制左右机轮的刹车压力差。因此，刹车部分的中心问题就是调节刹车压力，所以都装有刹车调压器等附件。现代高速、重型飞机的刹车系统，还普遍装有刹车压力自动调节装置。

刹车系统通鲎产用冷气或液压传动的。轻型飞机大多采用冷气刹车，因为冷气刹车的动作迅速，刹车部分的重量较轻：重型飞机刹车盘的作动腔的容积较大，而且所需的刹车压力也较高，所以普遍采用液压刹车。

冷气和液压刹车系统调节刹车压力的基本原理相同，即根据飞行员操纵刹车轻重程度的不同，使刹车调压器内的调压弹簧受到不同程度的压缩，从而保持不同的刹车压力。

刹车减速原理与最高刹车效率驾驶员操纵刹车时，液压油进入固定在轮轴上的刹车作动筒，推动刹车片，使动片和静片压紧。由于摩擦面之间的摩擦作用，增大了阻止机轮滚动的力矩，所以机轮在滚动中受到的地面摩擦力显著增大，飞机的滑跑速度随之减小。驾驶员刹车越重，进入刹车作动筒内的油液压力就越大，刹车片之间也就压得越紧，阻止机轮滚动的力矩越大，因而作用在机轮上的地面摩擦力也越大。可见，驾驶员可以通过加大刹车压力的办法有效地缩短飞机的着陆滑跑距离。飞机沿水平方向运动的动能，主要是通过刹车装置摩擦面的摩擦作用，转变为热能逐渐消散掉的。

但是，地面摩擦力的增大是有限度的。随着刹车压力的增大，地面摩擦力增大到某一极限值时，即使继续加大刹车压力，它也不会再增加。这时机轮与地面之间产生相对滑动，即出现通常所说的“拖胎”现象。机轮刚要出现拖胎时的这个极限地面摩擦力，称为机轮与地面之间的结合力。飞机在着陆滑跑过程中，如果因刹车过猛而产生拖胎，不仅不能有效地缩短滑跑距离，而且会使轮胎过度磨损。

为了防止拖胎，驾驶员应该适当地控制刹车压力，使地面摩擦力尽量接近结合力。机轮与地面压得不紧，或地面越光滑，结合力就越小。着陆滑跑过程中，飞机的升力要随着滑跑速度的减小而减小，即机轮压紧跑道的程度，要随着滑跑速度的减小而增加。所以，着陆滑跑过程中，正确的刹车方法是：随着飞机滑跑速度的减小而逐渐增大刹车压力。如果跑道有积水或结了冰，就变得比较光滑、结合力要减小，在这种情况下使用刹车，就应该更缓和地增加刹车压力。

着陆滑跑过程中，必须准确控制刹车压力，使刹车力矩在每一时刻都非常接近但又不超过当时的结合力矩。这样的刹车过程，就是获得了最高刹车效率的过程。1

独立的刹车系统独立的刹车系统应用在小型飞机上。这种系统有自己的油箱并且与飞机的主液压系统完全无关。独立的刹车系统是由主油缸供压。此系统由一个油箱，一个或两个主油缸，连接在每个主油缸与相应刹车脚母之间的机械连杆、液压管路，以及在每个主起落架机轮内的刹车装置组成。

踩下刹车脚踏板时，使活塞向右移动。活塞稍向右运动封闭了补偿口，产生压力，并传递到刹车作动筒。当放松脚里时，主油缸活塞被一个复位弹簧返回到不刹车位里。已流入刹车装置的油将被刹车装置里的活塞推回到主油缸内。

典型的主油缸都有一个补偿口，当温度变化使刹车管路中超压时，容许液体从刹车腔回到油箱中去。这能保证主油缸不被锁死或引起刹车滞动。而且通过补偿孔，油箱内的油液可充满主油缸。如果补偿孔被堵死，刹车将不能松开。1

增压刹车系统在这种类型的刹车系统中，主液压系统的压力并不进人刹车装置。主系统压力仅用于协助脚蹬给主油缸油液增压。

如果贺驶员需要比仅用脚蹬产生更大的压力时，驾驶员就继续作动，滑阀过量移动，引导液压系统的压力压向活塞的后面，迫使油液流向刹车装置。当放松刹车时，滑阀向后，回初始位置，使活塞顶部面积上的油液回到系统油箱中。1

液压动力刹车系统动力刹车控制系统用于需要大量油液进行刹车的飞机上。现代大中型民航客机大多采用此种形式。在动力刹车系统中，飞机主液压系统常作为刹车的动力源。液压动力刹车系统的主要组成部件是：刹车脚蹬输入、停留刹车手柄、刹车计量活门（动力刹车控制活门)、防滞控制活门、自动刹车控制组件、刹车蓄压器、液压保险、液压往复活门、单向活门、刹车装盆、防带传感器、防滞控制器、停留刹车回油活门、液压选择活门等。不同飞机的刹车系统的组成部件会有所不同，这里只是分析典型飞机刹车系统。1

动力刹车计量活门动力刹车计量活门(或动力刹车控制活门)的作用是根据驾驶员踩刹车的输入信号，调节压力口、回油口与刹车管路的沟通情况，获得输出与输入信号成正比的刹车压力。典型刹车计量活门由壳体、输入轴、输入摇臂、输入套简、输入柱塞、滑阀、反馈柱塞、感觉弹簧和复位弹簧组成。滑阀可以移动，打开或关闭刹车管路的供压口或回油口。滑阀装有两个弹簧，感觉弹簧用于提供刹车感觉力，复位弹簧用于推动滑阀返回到松刹车的位置。输入柱塞可以克服感觉弹簧的弹簧力相对输入套筒运动。1

刹车减压器现代大中型民航客机的刹车系统大多是高压刹车系统，因而较少采用刹车减压器。刹车减压器主要用于具有高压而刹车又需要低压的飞机上，它可降低供给刹车的压力，且增大液体的流量，故也称为流量放大器。采用刹车减压器可增加刹车灵敏度，松刹车时可使刹车快速松开。1

刹车装置**(1)单圆盘式刹车装置**

如果飞机刹车所必须消耗的动能相对较小时，可以采用单圆盘式刹车装里。它由旋转盘、刹车片及刹车作动筒组成。旋转盘用滑键固定在转轴上，它随着机轮的转动而转动，而且它可相对于转轴移动。C为旋转盘，A为固定刹车片，B刹车片可由刹车作动筒活塞杆推动。

刹车时，刹车作动筒推动B刹车片移动，作用在旋转盘C上。由于旋转盘相对于转轴之间可以沿轴线运动，使B，C , A盘压紧贴合在一起，旋转盘的横向位移保证了作用在刹车圈盘两侧的刹车力相等。

(2)多圆盘式刹车装置

多圆盘式刹车装置采用多个刹车片，从而增大了刹车面积，故能产生更大的刹车摩擦力。现代大中型飞机多采用此种形式的刹车装置。

多圆盘式刹车装置常把多个刹车部件组装在一起形成组件，因而也称为刹车组件。它包括：刹车作动筒及刹车间隙调节器、刹车磨损指示销、刹车片、扭力管、压力盘、液压接头、放气口等。刹车片由多个动片和静片组成，动片和静片是间隔排列的。静片安装于刹车装置的扭力管上，不随机轮转动，但可沿轴向运动。压力盘与刹车作动筒活塞杆固连，支撑片(静片)固定不动。而动片可随机轮转动，也可沿轴向运动。刹车组件固定于轮轴上，当安装上机轮时，动片沿动片滑键深人轮毂内。

当操纵刹车时，刹车压力进入刹车作动筒，使刹车作动筒活塞杆伸出，推动压力盘运动，由于动片和静片都可沿轴向运动，故所有动片和静片压紧到支撑盘上。动片可随机轮转动，而静片不能随机轮转动，当动、静片压紧后会产生巨大的摩捺力。从而达到刹车的目的。松刹车时，刹车作动筒的作动腔通回油，在弹簧力的作用下，使压力盘返回，动、静片分离。

(3)弯块式刹车装置

弯块式刹车装置由刹车盘和刹车套组成。刹车时，液压油推动作动筒活塞，使弯块压住刹车套，利用弯块与刹车套之间的摩擦力形成刹车力矩。解除刹车时，压力消失，弹簧将弯块拉回到原来位里。

①助动式刹车盘

机轮旋转方向与弯块张开方向一致，作用在弯块上的摩擦力是帮助弯块张开的，它使弯块与刹车套压得更紧，因而能加大刹车力矩。

②直接作用式刹车盘

机轮旋转方向与弯块张开方向相反。摩擦力就要阻碍弯块张开，使刹车力矩减小。

飞机上大多采用助动式刹车盘。维护助动式刹车盘时，要注意保持它的刹车间隙适当。间隙过小，弯块与刹车套可能因振动等原因自动接触，一旦接触，由于助动作用的影响，滑行中机轮就会发生卡滞现象；间隙过大，则会降低刹车的灵敏性。

(4)胶囊式刹车装置

由胶囊和刹车片组成。刹车时，冷气进人胶囊，使胶囊鼓起。刹车片紧压在刹车套上，产生摩擦力，形成刹车力矩，解除刹车时，胶囊收缩，刹车片令弹簧的弹力恢复到原来位里。此种刹车装置不适用于机械传动。注意在更换刹车片后要确保径向间距不小于最小允许值。1