CN113914743B - 一种多舱门协调动作液压收放控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及航空液压系统设计领域，为一种多舱门协调动作液压收放控制系统，包括舱门收放液电阀、第一舱门收放模块、第二舱门收放模块；所述第一舱门收放模块包括第一舱门收放作动筒、连接于第一舱门收放作动筒的放出端与舱门收放液电阀之间的第一单向限流活门；所述第二舱门收放模块包括第二舱门收放作动筒、连接于第二舱门收放作动筒的放出端与舱门收放液电阀之间的第二单向限流活门；所述第一舱门收放作动筒和第二舱门收放作动筒的放出端相互连通并连接于舱门收放液电阀的第一出口、收回端相互连通；所述第一单向限流活门和第二单向限流活门的出口方向相反。具有实现整个控制系统重量小、附件少、控制逻辑简单的技术效果。

Description

一种多舱门协调动作液压收放控制系统

技术领域

本申请属于航空液压系统设计领域，特别涉及一种多舱门协调动作液压收放控制系统。

背景技术

战斗机的单套舱门(例如起落架舱门)收放系统，一般都是由一扇或两扇组成，在没有隐身需求的情况下，舱门的收放都是同时进行。随着飞机隐身技术的发展，当单套舱门收放系统有两个舱门时，一般要求这两扇舱门具有舱门边缘的搭接关系，即一扇舱门先关闭，另一扇舱门后关闭，并使后关闭舱门的边缘压到先关闭舱门的边缘上，以满足飞机的隐身需求。

对于具有先后顺序动作的舱门收放系统，本文以两扇舱门为例，传统的收放方案一般为两种。

系统工作的基本逻辑：舱门1打开→舱门2打开；舱门2关闭→舱门1关闭。

方案(1)：1个电磁阀+2个协调活门+2个气压电磁阀：该方案的主要特点是逻辑顺序完全由机械的协调活门或机构控制，简单可靠，是比较普遍的系统架构。

舱门1收放作动筒和舱门2放作动筒放出，舱门打开；收回，舱门关闭；

协调活门1和2具有两位，一位是通路，一位是单向活门，协调活门不工作为单向活门状态；

换向阀实现正常液压放出和应急气动放出的转换，换向阀1集成于舱门1收放作动筒内部，换向阀2集成于舱门2收放作动筒内部；

应急放舱门1气电阀和应急放舱门2气电阀实现舱门的应急时的放出操作，保证整个系统的余度能力；

舱门收放液电阀实现收放系统的正常状态的液压收放。

舱门打开：舱门收放液电阀放出接通→舱门1收放作动筒放出，活塞放出，舱门1打开，打开到位后压缩协调活门1→协调活门1由单向活门截止状态变为通路状态→液压油进入舱门2收放作动筒放出腔，活塞放出，舱门2打开，同时协调活门2复位到单向活门状态；

舱门关闭：舱门收放液电阀收回接通→舱门2收放作动筒收回，活塞收进，舱门2关闭，关闭到位后压缩协调活门2→协调活门2由单向活门截止状态变为通路状态→液压油进入舱门1收放作动筒收回腔，活塞收进，舱门1关闭，同时协调活门1复位到单向活门状态；

应急舱门打开：应急放舱门1气电阀通电→应急气体经过换向阀1进入到舱门1收放作动筒放出腔，舱门1打开→应急放舱门2气电阀通电→应急气体经过换向阀2进入到舱门2收放作动筒放出腔，舱门2打开。

方案(2)：2个电磁阀+2个气压电磁阀：该方案的主要特点是逻辑顺序由收放作动筒的终点信号机构控制，简单可靠。

舱门1收放作动筒在放出状态时，通过信号机构1发出舱门1打开信号；舱门2收放作动筒在收进状态时，通过信号机构2发出舱门2关闭信号。

舱门打开：舱门1收放液电阀放出接通→舱门1收放作动筒放出，舱门1打开，打开到位后信号机构1触发，发出舱门1打开信号→舱门2收放液电阀放出接通→舱门2收放作动筒放出，舱门2打开；

舱门关闭：舱门2收放液电阀收回接通→舱门2收放作动筒收进，舱门2关闭，关闭到位后信号机构2触发，发出舱门2关闭信号→舱门1收放液电阀收回接通→舱门1收放作动筒收进，舱门1关闭；

应急舱门打开：应急放舱门1气电阀通电→应急气体经过换向阀1进入到舱门1收放作动筒放出腔，舱门1打开→应急放舱门2气电阀通电→应急气体经过换向阀2进入到舱门2收放作动筒放出腔，舱门2打开。

目前收放系统方案具有如下缺点：

1、附件多，无论是电控还是机械控制方案，控制逻辑都是两步，故障模式多，故障率高；2、附件多，重量重。因此如何提高多舱门控制效率、减少控制设备重量是一个需要解决的问题。

发明内容

本申请的目的是提供了一种多舱门协调动作液压收放控制系统，以解决技术中控制逻辑多、附件多、重量大的问题。

本申请的技术方案是：一种多舱门协调动作液压收放控制系统，包括舱门收放液电阀、第一舱门收放模块、第二舱门收放模块；所述第一舱门收放模块包括第一舱门收放作动筒、连接于第一舱门收放作动筒的放出端与舱门收放液电阀之间的第一单向限流活门；所述第二舱门收放模块包括第二舱门收放作动筒、连接于第二舱门收放作动筒的放出端与舱门收放液电阀之间的第二单向限流活门；所述第一舱门收放作动筒和第二舱门收放作动筒的放出端相互连通并连接于舱门收放液电阀的第一出口、收回端相互连通并连接于舱门收放液电阀的第二出口；所述第一单向限流活门和第二单向限流活门的出口方向相反。

优选地，还包括应急放舱模块，所述应急放舱模块包括气瓶、应急放舱门气电阀、第一换向阀、第二换向阀和第二限流活门；所述气瓶与应急放舱门气电阀的入口端相连，所述第一换向阀的第一端与第一舱门收放作动筒的放出端相连、第二端与第一单向限流活门相连、第三端与应急放舱门气电阀的出口端相连，所述第一换向阀的第三端为开口朝向远离应急放舱门气电阀一端的单向阀；所述第二换向阀的第一端与第二舱门收放作动筒的放出端相连、第二端与第二单向限流活门相连、第三端与应急放舱门气电阀的出口相连，所述第二换向阀的第三端为开口朝向远离应急放舱门气电阀一端的单向阀，所述第二限流活门连接于第二换向阀与应急放舱门气电阀之间。

优选地，还包括第三舱门收放模块，所述第三舱门收放模块包括第三舱门收放作动筒、连接于第三舱门收放作动筒的放出端与舱门收放液电阀之间的第一限流活门，所述第三舱门收放作动筒的放出端与舱门收放液电阀的第一出口相连、收回端与舱门收放液电阀的第二出口相连。

优选地，还包括应急放舱模块，所述应急放舱模块包括气瓶、应急放舱门气电阀、第一换向阀、第二换向阀、第二限流活门、第三换向阀和第三限流活门；所述气瓶与应急放舱门气电阀的入口端相连，所述第一换向阀的第一端与第一舱门收放作动筒的放出端相连、第二端与第一单向限流活门相连、第三端与应急放舱门气电阀的出口端相连，所述第一换向阀的第三端为开口朝向远离应急放舱门气电阀一端的单向阀；所述第二换向阀的第一端与第二舱门收放作动筒的放出端相连、第二端与第二单向限流活门相连、第三端与应急放舱门气电阀的出口相连，所述第二换向阀的第三端为开口朝向远离应急放舱门气电阀一端的单向阀，所述第二限流活门连接于第二换向阀与应急放舱门气电阀之间；所述第三换向阀的第一端与第三舱门收放作动筒的放出端相连、第二端与第三单向限流活门相连、第三端与应急放舱门气电阀的出口相连，所述第三换向阀的第三端为开口朝向远离应急放舱门气电阀一端的单向阀，所述第三限流活门连接于第三换向阀与应急放舱门气电阀之间。

优选地，单向限流活门、限流活门和换向阀均采用插装结构。

优选地，所述第一舱门收放作动筒相比第二舱门收放作动筒的收回位置锁的开锁压力较低。

优选地，在系统工作压力为28MPa时，第一舱门收放作动筒比第二舱门收放作动筒的开锁压力小2-3MPa。

优选地，任意相邻两个舱门之间的搭接部分设置有非金属隐身护套。

优选地，所述第一舱门收放作动筒与第一换向阀集成设计，所述第二舱门收放作动筒与第二换向阀集成设计。

优选地，所述第三舱门收放作动筒与第三换向阀集成设计。

本申请的一种多舱门协调动作液压收放控制系统，通过分别在第一舱门收放作动筒和第二舱门收放作动筒的放出端设置第一单向限流活门和第二单向限流活门，并通过将第一单向限流活门和第二单向限流活门设置为出口方向相反来实现第一舱门的快进慢出、第二舱门的慢进快出，附件少、重量小、控制逻辑简单稳定。

优选地，还包括应急放舱模块，通过分别在第一舱门收放作动筒的放出端设置第一换向阀，在第二舱门收放作动筒的放出端设置第二换向阀和第二限流活门，在应急情况下第一舱门收放作动筒能够推动第一舱门快速打开，第二舱门收放作动筒能够推动第二舱门慢速打开，控制简单、高效、稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。

图1为本申请背景技术中方案1结构示意图；

图2为本申请背景技术中方案2结构示意图；

图3为本申请实施例一结构示意图；

图4为本申请实施例二结构示意图；

图5为本申请实施例三结构示意图；

图6为本申请实施例四结构示意图。

1、舱门收放液电阀；2、第一舱门收放作动筒；3、第一单向限流活门；4、第二舱门收放作动筒；5、第二单向限流活门；6、第三舱门收放作动筒；7、第一限流活门；8、气瓶；9、应急放舱门气电阀；10、第一换向阀；11、第二换向阀；12、第二限流活门；13、传感器；14、第三换向阀；15、第三限流活门。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。

实施例一，一种多舱门协调动作液压收放控制系统，包括舱门收放液电阀1、第一舱门收放模块、第二舱门收放模块。第一舱门收放模块用于第一舱门的打开和关闭，第二舱门收放模块用于第二舱门的打开和关闭。

舱门收放液电阀1为三位四通阀，共有两个入口和两个出口，其中一个入口为液压进口，另一入口处设有开口远离入口处设置的单向阀，为封闭口。

第一舱门收放模块包括第一舱门收放作动筒2、第一单向限流活门3，第一单向限流活门3设于第一舱门收放作动筒2的放出端和舱门收放液电阀1之间。

第二舱门收放模块包括第二舱门收放作动筒4、第二单向限流活门5，第二单向限流活门5设于第二舱门收放作动筒4的放出端和舱门收放液电阀1之间。

第一舱门收放作动筒2和第二舱门收放作动筒4的放出端相互连通并连接于舱门收放液电阀1的第一出口、收回端相互连通并连接于舱门收放液电阀1的第二出口。

第一单向限流活门3的出口方向朝向第一舱门收放作动筒2的放出端，第二单向限流活门5的出口方向朝向舱门收放液电阀1的出口端。

液压油从单向限流活门的入口流入至出口时，液压油能够以正常状态流动，不会限流；当液压油从单向限流活门的出口流入至入口时，液压油以限流状态流出，流速较慢，通过调节限流活门的限流孔径，能够调节液压油的流速。通过优选第一单向限流活门3和第二单向限流活门5的孔径，能够有效控制整个舱门收放系统收和放的时间，满足系统的综合使用需求。

舱门收放液电阀1共有三个工作状态，一为关闭状态；二为液压进口与第一出口相连、封闭口与第二出口相连，为放出状态；三为液压进口与第二出口相连、封闭口与第一出口相连，为收回状态。

系统工作逻辑如下：第一舱门打开→第二舱门打开，第二舱门关闭→第一舱门关闭。

当进行舱门打开动作时，舱门收放液电阀1转换至放出状态，液压油分别经过第一单向限流活门3和第二单向限流活门5，液压油从第一单向限流活门3快速流入至第一舱门收放作动筒2内、从第二单向限流活门5慢速流入至第二舱门收放作动筒4内。第一舱门收放作动筒2和第二舱门收放作动筒4的放出端进油，第一舱门收放作动筒2的活塞杆快速伸出以推动第一舱门快速打开，第二舱门收放作动筒4的活塞杆慢速伸出以推动第二舱门慢速打开，第一舱门先打开、第二舱门后打开，满足舱门打开要求。

当进行舱门关闭动作时，舱门收放液电阀1转化至收回状态，液压油分别经过第一舱门收放作动筒2和第二舱门收放作动筒4的收回端，推动第一舱门收放作动筒2和第二舱门收放作动筒4的放出端液压油流入第一单向限流活门3和第二单向限流活门5，第一单向限流活门3的液压油慢速流向第二出口以实现第一舱门慢速关闭，第二单向限流活门5的液压油快速流向第二出口以实现第二舱门快速关闭，第二舱门先关闭、第一舱门后关闭，满足舱门关闭需求。

相比于现有技术，本申请的系统组成附件数量大幅减少，通过舱门收放液电阀1与2个单向限流活门相互配合即可实现第一舱门和第二舱门的收放，原理简单；并且控制逻辑由2步变为1步，系统可靠性高，有效降低系统故障率。

本方案不仅限于飞机的舱门系统，同样能够适用于其他具有类似收放顺序的系统。

优选地，第一单向限流活门3、第二单向限流活门5均采用插装结构，集成于舱门收放作动筒内部，阀体本身体积小、重量轻，安装方便。

优选地，第一舱门收放作动筒2相比第二舱门收放作动筒4的收回位置锁的开锁压力低(2～3)MPa(系统工作压力为28MPa时)，能够保证第一舱门先开锁打开，两扇舱门的打开或关闭依靠第一舱门收放作动筒2和第二舱门收放作动筒4的内装锁锁定并保持打开或关闭位置。

根据液压流动特性，两个舱门在由静止到开始运动的瞬间，利用两个舱门收放作动筒的不同开锁压力，保证第一舱门先开锁打开，第二舱门后开锁打开，当舱门开始运动后，利用两个单向限流活门，第一舱门的运动速度比第二舱门的运动速度块，能够保证两个舱门在整个打开过程中都不发生干涉。在某些特殊情况下，可能会使舱门收到的气动外载荷发生突变，极端情况下会造成两个舱门的受力方向发生变化，舱门开始运动瞬间出现干涉的情况，通过现有试验已经证明铝合金和复合材料的舱门在一定的搭接范围内，材料的变形可以保证舱门的完好，但可能对舱门的整体寿命有影响。通过在搭接部分使用非金属隐身保护套套在搭接位置，能够有效避免两个舱门的干涉和整体寿命问题。

实施例二，作为一种具体实施方式，一种多舱门协调动作液压收放控制系统，其结构与实施例一基本相同，其不同之处在于：还包括第三舱门收放模块，第三舱门收放模块包括第三舱门收放作动筒6、第一限流活门7，第一限流活门7连接于第三舱门收放作动筒6的放出端与舱门收放液电阀1之间，第三舱门收放作动筒6的放出端与舱门收放液电阀1的第一出口相连、回收端与舱门收放液电阀1的第二出口相连。

在进行第三舱门的打开动作时，液压油通过第一限流活门7慢速进入至第三舱门收放作动筒6的放出端，实现第三舱门的慢速关打开，其中调节第二单向限流活门5小于第一限流活门7的限流孔径，能够保证第二舱门后打开，第三舱门先打开。

在进行第三舱门的关闭动作时，液压油进入第三舱门收放作动筒6的收回端，第三舱门收放作动筒6的放出端液压油经过第一限位活门慢速放出，实现第三舱门的慢速关闭，通过调节第一单向限流活门3小于第一限流活门7的限流通孔，能够保证第一舱门后关闭，第三舱门先关闭。

设置第三舱门收放模块，能够实现三个舱门的有序打开和有序关闭。

优选地，第三舱门收放作动筒6和第三电磁阀集成设计，以大幅降低系统重量。

实施例三，作为一种具体实施方式，一种多舱门协调动作液压收放控制系统，其结构与实施例一基本相同，其不同之处在于：还包括应急放舱模块，应急放舱模块包括气瓶8、应急放舱门气电阀9、第一换向阀10、第二换向阀11和第二限流活门12。

气瓶8内存储有应急气体，能够通过充气口冲入，应急放舱门气电阀9的入口与气瓶8的出口相连，应急放舱门气电阀9共有两个工位，一位关闭工位、二为打开工位，气瓶8与应急放舱门气电阀9之间设有压力表或传感器13，能够感应两者之间的压力。第一换向阀10共有三个端口，第一端与第一舱门收放作动筒2的放出端相连、第二端与第一单向限流活门3相连、第三端与应急放舱门气电阀9的出口端相连，第一换向阀10的第三端为开口朝向远离应急放舱门气电阀9一端的单向阀，能够阻挡液压油流入至第一换向阀10与应急放舱门气电阀9之间。

第二换向阀11的第一端与第二舱门收放作动筒4的放出端相连、第二端与第二单向限流活门5相连、第三端与应急放舱门气电阀9的出口相连。第二换向阀11的第三端为开口朝向远离应急放舱门一端的单向阀，能够阻挡液压油流入至第一换向阀10与应急放舱门气电阀9之间，第二限流活门12连接于第二换向阀11与应急放舱门气电阀9之间。

发生紧急情况时，气瓶8内放出气体至应急放舱门气电阀9，应急放舱门气电阀9转换至打开工位，应急气体经过第一换向阀10快速进入到第一舱门收放作动筒2的放出端，第一舱门收放作动筒2快速伸出推动第一舱门快速打开；应急气体经过第二限流活门12和第二换向阀11慢速进入到第二舱门收放作动筒4的放出端，第二舱门收放作动筒4慢速伸出推动第二舱门慢速打开，实现应急放舱门要求。所需步骤少、结构件少、控制稳定。

优选地，第一舱门收放作动筒2与第一换向阀10集成设计，第二舱门收放作动筒4与第二换向阀11集成设计，大幅度降低了系统重量。

实施例四，作为一种具体实施方式，一种多舱门协调动作液压收放控制系统，其结构与实施例二基本相同，其不同之处在于：还包括应急放舱门模块，应急放舱门模块包括气瓶8、应急放舱门气电阀9、第一换向阀10、第二换向阀11、第二限流活门12、第三换向阀14和第三限流活门15。

气瓶8内存储有应急气体，能够通过充气口冲入，应急放舱门气电阀9的入口与气瓶8的出口相连，应急放舱门气电阀9共有两个工位，一位关闭工位、二为打开工位，气瓶8与应急放舱门气电阀9之间设有压力表或传感器13，能够感应两者之间的压力。第一换向阀10共有三个端口，第一端与第一舱门收放作动筒2的放出端相连、第二端与第一单向限流活门3相连、第三端与应急放舱门气电阀9的出口端相连，第一换向阀10的第三端为开口朝向远离应急放舱门气电阀9一端的单向阀，能够阻挡液压油流入至第一换向阀10与应急放舱门气电阀9之间。

第二换向阀11的第一端与第二舱门收放作动筒4的放出端相连、第二端与第二单向限流活门5相连、第三端与应急放舱门气电阀9的出口相连。第二换向阀11的第三端为开口朝向远离应急放舱门一端的单向阀，能够阻挡液压油流入至第二换向阀11与应急放舱门气电阀9之间，第二限流活门12连接于第二换向阀11与应急放舱门气电阀9之间。

第三换向阀14的第一端与第三舱门收放作动筒6的放出端相连、第二端与第三单向限流活门相连、第三端与应急放舱门气电阀9的出口相连，第三换向阀14的第三端为开口朝向远离应急放舱门气电阀9一端的单向阀，能够阻挡液压油流入第三换向阀14与应急放舱门气电阀9之间，第三限流活门15连接于第三换向阀14与应急放舱门气电阀9之间。

发生紧急情况时，气瓶8内防护应急气体至应急放舱门气电阀9，应急放舱门气电阀9转换至打开工位，应急气体经过第一换向阀10快速进入到第一舱门收放作动筒2的放出端，第一舱门收放作动筒2快速伸出推动第一舱门快速打开；应急气体经过第二限流活门12和第二换向阀11慢速进入到第二舱门收放作动筒4的放出端，第二舱门收放作动筒4慢速伸出推动第二舱门慢速打开；应急气体经过第三限流活门15和第三换向阀14慢速进入到第三舱门收放作动筒6的放出端，第三舱门收放作动筒6慢速伸出推动第三舱门慢速打开，同时通过调节第二限流活门12和第三限流活门15的限流孔径，来调节第二舱门和第三舱门的开启速度，以满足舱门应急开启要求。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种多舱门协调动作液压收放控制系统，其特征在于：包括舱门收放液电阀(1)、第一舱门收放模块、第二舱门收放模块；

所述第一舱门收放模块包括第一舱门收放作动筒(2)、连接于第一舱门收放作动筒(2)的放出端与舱门收放液电阀(1)之间的第一单向限流活门(3)；

所述第二舱门收放模块包括第二舱门收放作动筒(4)、连接于第二舱门收放作动筒(4)的放出端与舱门收放液电阀(1)之间的第二单向限流活门(5)；

所述第一舱门收放作动筒(2)和第二舱门收放作动筒(4)的放出端相互连通并连接于舱门收放液电阀(1)的第一出口、收回端相互连通并连接于舱门收放液电阀(1)的第二出口；

所述第一单向限流活门(3)和第二单向限流活门(5)的出口方向相反；

还包括应急放舱模块，所述应急放舱模块包括气瓶(8)、应急放舱门气电阀(9)、第一换向阀(10)、第二换向阀(11)和第二限流活门(12)；

所述气瓶(8)与应急放舱门气电阀(9)的入口端相连，所述第一换向阀(10)的第一端与第一舱门收放作动筒(2)的放出端相连、第二端与第一单向限流活门(3)相连、第三端与应急放舱门气电阀(9)的出口端相连，所述第一换向阀(10)的第三端为开口朝向远离应急放舱门气电阀(9)一端的单向阀；

所述第二换向阀(11)的第一端与第二舱门收放作动筒(4)的放出端相连、第二端与第二单向限流活门(5)相连、第三端与应急放舱门气电阀(9)的出口相连，所述第二换向阀(11)的第三端为开口朝向远离应急放舱门气电阀(9)一端的单向阀，所述第二限流活门(12)连接于第二换向阀(11)与应急放舱门气电阀(9)之间。

2.如权利要求1所述的多舱门协调动作液压收放控制系统，其特征在于：还包括第三舱门收放模块，所述第三舱门收放模块包括第三舱门收放作动筒(6)、连接于第三舱门收放作动筒(6)的放出端与舱门收放液电阀(1)之间的第一限流活门(7)，所述第三舱门收放作动筒(6)的放出端与舱门收放液电阀(1)的第一出口相连、收回端与舱门收放液电阀(1)的第二出口相连。

3.如权利要求1-2任一所述的多舱门协调动作液压收放控制系统，其特征在于：单向限流活门、限流活门和换向阀均采用插装结构。

4.如权利要求1-2任一所述的多舱门协调动作液压收放控制系统，其特征在于：所述第一舱门收放作动筒(2)相比第二舱门收放作动筒(4)的收回位置锁的开锁压力较低。

5.如权利要求4所述的多舱门协调动作液压收放控制系统，其特征在于：在系统工作压力为28MPa时，第一舱门收放作动筒(2)比第二舱门收放作动筒(4)的开锁压力小2-3MPa。

6.如权利要求1-2任一所述的多舱门协调动作液压收放控制系统，其特征在于：任意相邻两个舱门之间的搭接部分设置有非金属隐身护套。

7.如权利要求1所述的多舱门协调动作液压收放控制系统，其特征在于：所述第一舱门收放作动筒(2)与第一换向阀(10)集成设计，所述第二舱门收放作动筒(4)与第二换向阀(11)集成设计。

8.如权利要求2所述的多舱门协调动作液压收放控制系统，其特征在于：所述第三舱门收放作动筒(6)与第三换向阀(14)集成设计。

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