CN113044207B - 一种提高飞机防滑刹车系统安全性的方法 - Google Patents

一种提高飞机防滑刹车系统安全性的方法 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种提高飞机防滑刹车系统安全性的方法，方法包括：飞机着陆前，根据着陆跑道情况，将道面状况选择装置(1)选定到对应的道面档位，并将所述道面档位发送至防滑刹车控制器(3)；飞机着陆后，刹车指令传感器(2)发出刹车指令，并将所述刹车指令发送至防滑刹车控制器(3)；判断当前的飞机速度处于飞机最大着陆速度Vmax的速度段；防滑刹车控制器(3)根据所述道面档位、刹车指令以及所述速度段，确定飞机对应状态；根据所述飞机对应状态，确定对应的最大刹车压力值；飞机防滑刹车系统的刹车压力小于等于所述最大刹车压力值。

Description

一种提高飞机防滑刹车系统安全性的方法
技术领域
本发明涉及飞机防滑刹车控制系统技术领域，特别是涉及一种提高飞机防滑刹车系统安全性的方法。
背景技术
飞机刹车系统是飞机上具有相对独立功能的子系统，其作用是承受飞机的静态重量、动态冲击载荷以及吸收飞机着陆时的动能，实现飞机的起飞、着陆、滑行的制动和控制。目前，飞机刹车系统广泛设置有防滑控制功能，保证飞机在刹车过程中不会出现刹车拖胎现象，能够防止飞机刹车爆胎，提高了飞机刹车减速的安全性。
但目前飞机普遍存在一个不足之处在于，飞机的防滑刹车系统通常采用一个恒定控制律，但由于飞机着陆会出现在不同的跑道环境下，其跑道环境包括干跑道、湿跑道和冰跑道，且飞机在着陆时，由于刚开始着陆，飞机速度较大，此时飞机的升力还比较大，起落架纵向载荷较小，刹车主机轮承受的载荷也就较小，使得刹车机轮与地面结合力矩较小，飞机刹车非常容易打滑；在飞机在着陆低速度段，飞机的升力非常小，起落架纵向载荷较大，刹车主机轮承受的载荷也就较大，刹车机轮与地面结合力矩较大，使得飞机在高速度段和湿跑道易出现打滑，在低速度段和干跑道不能最大利用地面结合力矩的情况。这样刹车系统采用单一的防滑刹车控制律就很难使用不同的跑道状况和飞机着陆全速度段的高效控制，这样的设计往往以正常的跑道为基准，在极端跑道状况下，由于防滑刹车控制的适应性不强，导致刹车效率不高，容易出现刹不住而冲出跑道，给飞机着陆带来安全隐患。
发明内容
本发明的目的是：提供一种提高飞机防滑刹车系统安全性的方法，系统通过设置道面状况选择装置，用于选定飞机着陆在不同的道面上采用不同的防滑刹车控制律，同时，通过引入飞机速度，将飞机着陆状态通过速度进行分段，对整个飞机着陆过程，对不同飞机速度段采用不同的控制参数进行防滑刹车控制，这样保证飞机在不同的着陆跑道条件和不同的飞机滑跑速度段，其防滑刹车效率都处于较高的状态，其可提高飞机防滑刹车效率，有效的提高了飞机防滑刹车安全性。
本申请提供一种提高飞机防滑刹车系统安全性的方法，所述方法应用于飞机防滑刹车系统，包括道面状况选择装置(1)，刹车指令传感器(2)，防滑刹车控制器(3)，防滑刹车控制阀(4)，机轮速度传感器(5)和刹车压力传感器(6)；其中，道面状况选择装置(1)安装在驾驶舱，并且道面状况选择装置(1)与防滑刹车控制器(3)电气相连，刹车指令传感器(2)安装在刹车脚蹬上，并且刹车指令传感器(2)与防滑刹车控制器(3)电气相连；防滑刹车控制器(3接收飞机速度信号，防滑刹车控制器(3)与防滑刹车控制阀(4)采用电气连接，机轮速度传感器(5)安装在机轮刹车装置上，机轮速度传感器(5)与防滑刹车控制器(3)采用电气连接，防滑刹车控制阀(4)进油口与液压源供压管路连接，防滑刹车控制阀(4)的回油口与液压源回油管路连接，防滑刹车控制阀(4)的工作口连接到主机轮刹车装置上，刹车压力传感器(6)安装在防滑刹车控制阀(5)的工作口到主机轮刹车装置上的管路上，刹车压力传感器(6)与防滑刹车控制器(3)采用电气连接，所述方法包括：
飞机着陆前，根据着陆跑道情况，将道面状况选择装置(1)选定到对应的道面档位，并将所述道面档位发送至防滑刹车控制器(3)；
飞机着陆后，刹车指令传感器(2)发出刹车指令，并将所述刹车指令发送至防滑刹车控制器(3)；
判断当前的飞机速度处于飞机最大着陆速度Vmax的速度段；
防滑刹车控制器(3)根据所述道面档位、刹车指令以及所述速度段，确定飞机对应状态；
根据所述飞机对应状态，确定对应的最大刹车压力值；
飞机防滑刹车系统的刹车压力小于等于所述最大刹车压力值。
优选的，所述道面档位包括干跑道档位、湿跑道档位和冰跑道档位。
优选的，所述飞机最大着陆速度Vmax包括[80％Vmax,100％Vmax]速度段、[40％Vmax,80％Vmax]速度段和[0,40％Vmax]速度段。
优选的，若道面档位为干跑道档位，则通过实验室惯性台上测量的干跑道情况下飞机滑跑速度与临界打滑状态下的刹车压力曲线；
根据所述刹车压力曲线，分别获得干跑道上[80％Vmax,100％Vmax]段的最大刹车压力值
Figure BDA0002869663580000031
干跑道上[40％Vmax,80％Vmax]段的最大刹车压力值
Figure BDA0002869663580000032
和干跑道上[0,40％Vmax]段的最大刹车压力值
Figure BDA0002869663580000033
优选的，若道面档位为湿跑道档位，则通过实验室惯性台上测量的湿跑道情况下飞机滑跑速度与临界打滑状态下的刹车压力曲线；
根据所述刹车压力曲线，分别获得湿跑道上[80％Vmax,100％Vmax]段的最大刹车压力值
Figure BDA0002869663580000034
湿跑道上[40％Vmax,80％Vmax]段的最大刹车压力值
Figure BDA0002869663580000035
和湿跑道上[0,40％Vmax]段的最大刹车压力值
Figure BDA0002869663580000036
优选的，若道面档位为冰跑道档位，则通过实验室惯性台上测量的冰跑道情况下飞机滑跑速度与临界打滑状态下的刹车压力曲线；
根据所述刹车压力曲线，分别获得冰跑道上[80％Vmax,100％Vmax]段的最大刹车压力值
Figure BDA0002869663580000037
冰跑道上[40％Vmax,80％Vmax]段的最大刹车压力值
Figure BDA0002869663580000038
和冰跑道上[0,40％Vmax]段的最大刹车压力值
Figure BDA0002869663580000039
优选的，若道面档位为干跑道档位，则
Figure BDA00028696635800000310
若道面档位为湿跑道档位，则
Figure BDA00028696635800000311
若道面档位为冰跑道档位，则
Figure BDA00028696635800000312
优选的，在相同的速度段，满足以下要求：
冰跑道对应的最大刹车压力小于湿跑道档位的最大刹车压力；
湿跑道档位的最大刹车压力小于干跑道档位的最大刹车压力。
本发明具有的优点和有益效果是：提供一种提高飞机防滑刹车系统安全性的方法，系统通过设置道面状况选择装置，用于选定飞机着陆在不同的道面上采用不同的防滑刹车控制律，同时，通过引入飞机速度，将飞机着陆状态通过速度进行分段，对整个飞机着陆过程，对不同飞机速度段采用不同的控制参数进行防滑刹车控制，这样保证飞机在不同的着陆跑道条件和不同的飞机滑跑速度段，其防滑刹车效率都处于较高的状态，其可提高飞机防滑刹车效率，有效的提高了飞机防滑刹车安全性。
附图说明
图1为本发明提供的飞机防滑刹车系统的结构示意图；
图2为本发明提供的提高飞机防滑刹车系统安全性的方法的示意图。
具体实施方式
本发明的技术方案是:飞机在着陆前，驾驶员根据着陆跑道的道面状况，选定相应的道面档位，飞机在着陆过程中，根据飞机滑跑速度和道面档位信息以及驾驶员的刹车指令信号，综合判断后实施对应的刹车压力，机轮速度传感器用于判断刹车机轮是否处于抱死状态，如刹车机轮没有处于抱死状态，系统则按照状态实施对应的刹车压力；如刹车机轮处于抱死状态，系统则释放对应机轮刹车压力保证不会刹爆轮胎。这样既保证飞机在不同的着陆跑道条件和不同的飞机滑跑速度段，其防滑刹车效率都处于较高的状态，又保证飞机机轮处于抱死状态时，释放对应机轮刹车压力，保证不会刹爆轮胎，可有效提高飞机防滑刹车效率和飞机防滑刹车安全性。
下面结合说明书附图对本发明作具体说明。
如图1所示，一种飞机防滑刹车系统，包括道面状况选择装置1，刹车指令传感器2，防滑刹车控制器3，防滑刹车控制阀4，机轮速度传感器5和刹车压力传感器6；其中，道面状况选择装置1安装在驾驶舱，并且道面状况选择装置1与防滑刹车控制器3电气相连，刹车指令传感器2安装在刹车脚蹬上，并且刹车指令传感器2与防滑刹车控制器3电气相连；防滑刹车控制器3接收飞机速度信号，防滑刹车控制器3与防滑刹车控制阀4采用电气连接，机轮速度传感器5安装在机轮刹车装置上，机轮速度传感器5与防滑刹车控制器3采用电气连接，防滑刹车控制阀4进油口与液压源供压管路连接，防滑刹车控制阀4的回油口与液压源回油管路连接，防滑刹车控制阀4的工作口连接到主机轮刹车装置上，刹车压力传感器6安装在防滑刹车控制阀5的工作口到主机轮刹车装置上的管路上，刹车压力传感器6与防滑刹车控制器3采用电气连接。
道面状况选择装置1含有三个档位，分别为干跑道档位、湿跑道档位和冰跑道档位，用于选定本次着陆刹车所处的道面状况，并将道面状况信号传送至防滑刹车控制器3。
机轮速度传感器5用于获取对应刹车机轮的转速，并将转速信号传送至防滑刹车控制器3。
刹车压力传感器6用于获取对应刹车机轮的刹车压力，并将刹车压力信号传送至防滑刹车控制器3。
飞机在着陆前，驾驶员获取着陆机场的跑道状况，并将道面状况选择装置1选定在相应的档位，道面状况选择装置1默认的选定档位为干跑道档位。
如图2所示，一种提高防滑刹车系统安全性的方法如下：
在实验室惯性台上，首先设定道面状况选择装置1处于干跑道档，在飞机正常着陆速度下，模拟飞机进行刹车控制，通过控制不同速度下的刹车压力，将飞机滑跑速度与临界打滑状态下的刹车压力测量出来，然后对飞机在不同速度下临界打滑状态下的刹车压力进行分段处理，以便后续工程上面方便实现。
将飞机着陆速度定义为Vmax，分别设置[80％Vmax,100％Vmax]，[40％Vmax,80％Vmax]，[0,40％Vmax]三个速度段，通过上面实验室惯性台上测量的干跑道情况下飞机滑跑速度与临界打滑状态下的刹车压力曲线，获得干跑道上[80％Vmax,100％Vmax]段的最大刹车压力值，定义为
Figure BDA0002869663580000051
干跑道上[40％Vmax,80％Vmax]段的最大刹车压力值，定义为
Figure BDA0002869663580000061
干跑道上[0,40％Vmax]段的最大刹车压力值，定义为
Figure BDA0002869663580000062
通过上面实验室惯性台上测量的湿跑道情况下飞机滑跑速度与临界打滑状态下的刹车压力曲线，获得湿跑道上[80％Vmax,100％Vmax]段的最大刹车压力值，定义为
Figure BDA0002869663580000063
湿跑道上[40％Vmax,80％Vmax]段的最大刹车压力值，定义为
Figure BDA0002869663580000064
湿跑道上[0,40％Vmax]段的最大刹车压力值，定义为
Figure BDA0002869663580000065
通过上面实验室惯性台上测量的冰跑道情况下飞机滑跑速度与临界打滑状态下的刹车压力曲线，获得冰跑道上[80％Vmax,100％Vmax]段的最大刹车压力值，定义为
Figure BDA0002869663580000066
冰跑道上[40％Vmax,80％Vmax]段的最大刹车压力值，定义为
Figure BDA0002869663580000067
冰跑道上[0,40％Vmax]段的最大刹车压力值，定义为
Figure BDA0002869663580000068
飞机着陆前，驾驶员根据着陆跑道情况，将道面状况选择装置1选定到合适的道面档位，飞机着陆后，驾驶员发出通过刹车指令传感器2发出刹车指令，防滑刹车控制器3接收到道面状况选择装置1选定的道面档位信号、刹车指令传感器2发出的刹车指令信号以及飞机速度信号，确定飞机对应状态，从而输出对应刹车压力。例如，当道面状况选择装置1选定为湿跑道档位信号，飞机速度信号值处于[40％Vmax,80％Vmax]段，刹车指令传感器2发出刹车指令信号后，防滑刹车控制器3控制防滑刹车控制阀4，输出
Figure BDA0002869663580000069
压力值。机轮速度传感器5用于监测对应的机轮是否处于抱死状态，当机轮处于抱死状态时，防滑刹车控制器3控制防滑刹车控制阀4解除对应机轮刹车压力，否则，一直按照
Figure BDA00028696635800000610
压力值输出，当飞机减速至[0,40％Vmax]段，此时对应刹车压力调整至
Figure BDA00028696635800000611
同样，机轮速度传感器5用于监测对应的机轮是否处于抱死状态，当机轮处于抱死状态时，防滑刹车控制器3控制防滑刹车控制阀4解除对应机轮刹车压力，否则，一直按照
Figure BDA00028696635800000612
压力值输出。直到飞机减速停止。
其余道面档位和速度段依照此规则执行。
本发明涉及一种提高飞机防滑刹车系统安全性的方法，系统通过设置道面状况选择装置，用于选定飞机着陆在不同的道面上采用不同的防滑刹车控制律，同时，通过引入飞机速度，将飞机着陆状态通过速度进行分段，对整个飞机着陆过程，对不同飞机速度段采用不同的控制参数进行防滑刹车控制，这样既保证飞机在不同的着陆跑道条件和不同的飞机滑跑速度段，其防滑刹车效率都处于较高的状态，又保证飞机机轮处于抱死状态时，释放对应机轮刹车压力，保证不会刹爆轮胎，可有效提高飞机防滑刹车效率和飞机防滑刹车安全性。

Claims (3)

1.一种提高飞机防滑刹车系统安全性的方法，其特征在于，所述方法应用于飞机防滑刹车系统，包括道面状况选择装置(1)，刹车指令传感器(2)，防滑刹车控制器(3)，防滑刹车控制阀(4)，机轮速度传感器(5)和刹车压力传感器(6)；其中，道面状况选择装置(1)安装在驾驶舱，并且道面状况选择装置(1)与防滑刹车控制器(3)电气相连，刹车指令传感器(2)安装在刹车脚蹬上，并且刹车指令传感器(2)与防滑刹车控制器(3)电气相连；防滑刹车控制器(3)接收飞机速度信号，防滑刹车控制器(3)与防滑刹车控制阀(4)采用电气连接，机轮速度传感器(5)安装在机轮刹车装置上，机轮速度传感器(5)与防滑刹车控制器(3)采用电气连接，防滑刹车控制阀(4)进油口与液压源供压管路连接，防滑刹车控制阀(4)的回油口与液压源回油管路连接，防滑刹车控制阀(4)的工作口连接到主机轮刹车装置上，刹车压力传感器(6)安装在防滑刹车控制阀(4)的工作口到主机轮刹车装置上的管路上，刹车压力传感器(6)与防滑刹车控制器(3)采用电气连接，所述方法包括：
飞机着陆前，根据着陆跑道情况，将道面状况选择装置(1)选定到对应的道面档位，并将所述道面档位发送至防滑刹车控制器(3)；
飞机着陆后，刹车指令传感器(2)发出刹车指令，并将所述刹车指令发送至防滑刹车控制器(3)；
判断当前的飞机速度处于飞机最大着陆速度Vmax的速度段；
防滑刹车控制器(3)根据所述道面档位、刹车指令以及所述速度段，确定飞机对应状态；
根据所述飞机对应状态，确定对应的最大刹车压力值；
飞机防滑刹车系统的刹车压力小于等于所述最大刹车压力值；
所述道面档位包括干跑道档位、湿跑道档位和冰跑道档位；
所述飞机最大着陆速度Vmax包括[80％Vmax,100％Vmax]速度段、[40％Vmax,80％Vmax]速度段和[0,40％Vmax]速度段；
若道面档位为干跑道档位，则通过实验室惯性台上测量的干跑道情况下飞机滑跑速度与临界打滑状态下的刹车压力曲线；
根据所述刹车压力曲线，分别获得干跑道上[80％Vmax,100％Vmax]速度段的最大刹车压力值
Figure FDA0003771933670000021
干跑道上[40％Vmax,80％Vmax]速度段的最大刹车压力值
Figure FDA0003771933670000022
和干跑道上[0,40％Vmax]速度段的最大刹车压力值
Figure FDA0003771933670000023
若道面档位为湿跑道档位，则通过实验室惯性台上测量的湿跑道情况下飞机滑跑速度与临界打滑状态下的刹车压力曲线；
根据所述刹车压力曲线，分别获得湿跑道上[80％Vmax,100％Vmax]速度段的最大刹车压力值
Figure FDA0003771933670000024
湿跑道上[40％Vmax,80％Vmax]速度段的最大刹车压力值
Figure FDA0003771933670000025
和湿跑道上[0,40％Vmax]速度段的最大刹车压力值
Figure FDA0003771933670000026
若道面档位为冰跑道档位，则通过实验室惯性台上测量的冰跑道情况下飞机滑跑速度与临界打滑状态下的刹车压力曲线；
根据所述刹车压力曲线，分别获得冰跑道上[80％Vmax,100％Vmax]速度段的最大刹车压力值
Figure FDA0003771933670000027
冰跑道上[40％Vmax,80％Vmax]速度段的最大刹车压力值
Figure FDA0003771933670000028
和冰跑道上[0,40％Vmax]速度段的最大刹车压力值
Figure FDA0003771933670000029
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
若道面档位为干跑道档位，则
Figure FDA00037719336700000210
若道面档位为湿跑道档位，则
Figure FDA00037719336700000211
若道面档位为冰跑道档位，则
Figure FDA00037719336700000212
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在相同的速度段，满足以下要求：
冰跑道对应的最大刹车压力小于湿跑道档位的最大刹车压力；
湿跑道档位的最大刹车压力小于干跑道档位的最大刹车压力。
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