CN115250115A - 反推液压作动系统和防止反推装置空中意外开启的方法 - Google Patents

Abstract

反推液压作动系统包括作动器、第三级防线锁以及电子控制器。作动器包括用于输出运动的作动筒、用于控制输出到作动筒的液压的隔离控制阀、用于控制输出到作动筒的液压方向的方向控制阀和用于锁定多个作动筒的同步轴锁；第三级防线锁用于独立锁定移动外罩；电子控制器根据第一控制信号开启隔离控制阀，根据第三控制信号开启第三级防线锁，根据第二控制信号依次开启同步轴锁以及方向控制阀，上述反推液压作动系统能够有效防止反推装置发生空中意外展开。还提供一种防止反推装置空中意外开启的方法。

Description

反推液压作动系统和防止反推装置空中意外开启的方法

技术领域

本发明涉及反推装置，具体涉及液压作动系统。

背景技术

反推装置用来在飞机着陆和中断起飞时产生反推力，反推展开时，移动外罩后移，同时将外涵气流逆航向喷出，产生反推力实现飞机减速。反推液压作动系统是实现反推运动与控制的系统，其利用飞机液压源实现系统中作动器的作动，从而推动反推移动外罩，最终实现反推装置的展开和收起。

为保证飞行安全，反推装置不允许发生空中展开。若发生空中意外展开则会造成灾难性的后果。因此反推装置液压作动系统应具备多道防线来降低空中意外展开发生的概率。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种反推液压作动系统，能够有效避免反推装置在空中意外展开的情况。

为实现上述目的的反推液压作动系统用于实现移动外罩的开合，包括作动器、第三级防线锁以及电子控制器。作动器包括用于输出运动的作动筒、用于控制输出到所述作动筒的液压的隔离控制阀、用于控制输出到所述作动筒的液压方向的方向控制阀和用于锁定多个所述作动筒的同步轴锁；第三级防线锁用于独立锁定所述移动外罩；电子控制器根据第一控制信号开启隔离控制阀，根据第三控制信号开启第三级防线锁，根据第二控制信号依次开启同步轴锁以及方向控制阀。

在一个或多个实施例中，所述第一控制信号为油门杆第一开关信号，所述第二控制信号为油门杆角度信号，所述第三控制信号为油门杆第二开关信号。

在一个或多个实施例中，所述电子控制器包括第一控制器、第二控制器和第三控制器。

在一个或多个实施例中，所述第一控制器接收所述第一控制信号以开启所述隔离控制阀。

在一个或多个实施例中，所述第二控制器接收所述第二控制信号，并结合飞机轮载信号进行有效性判断后向所述第三控制器传递指令，所述同步轴锁在接收所述指令后解锁。

在一个或多个实施例中，所述第三控制器在所述同步轴锁解锁后再向所述方向控制阀传递指令。

在一个或多个实施例中，所述第三级防线锁包括设置在尾喷管处的挡块。

在一个或多个实施例中，所述第一控制器还包括第一延时控制装置，用于实现所述隔离控制阀的延迟断电，所述第三控制器还包括第二延时控制装置，用于实现所述同步轴锁的延迟断电，所述第三级防线锁和所述第三控制信号之间设置继电器，用于实现所述第三级防线锁的延迟断电。

在一个或多个实施例中，所述第一延时控制装置、第二延时控制装置和继电器设置的延时时间分别为T1、T2和T3，并满足T2>T1>T3。

本发明的另一目的是提供一种防止反推装置空中意外开启的方法。反推装置由作动筒直接开启，配置控制输出到所述作动筒液压的隔离控制阀，配置锁定多个所述作动筒的同步轴锁，在所述反推装置的移动路径上增设第三级防线锁，所述第三级防线锁独立锁定所述反推装置，提供控制所述隔离控制阀、所述同步轴锁和所述第三级防线锁的三级防线，三级防线各自独立，任何一道防线的失效都不会影响其他防线继续发挥作用。

上述反推液压作动系统设三道防线，通过将直接控制移动外罩开启的作动筒设置成在同步轴锁、隔离控制阀和方向控制阀全部开启的条件下才能开启，同步轴锁和隔离控制阀分别设置在独立运行的不同防线中，同时增设了独立锁定移动外罩的第三级防线锁，使得三道防线相互独立，任何一道防线的失效都不会影响其他防线继续发挥作用，只要有一道防线仍然有效，就可以有效防止反推装置出现空中意外展开的情况。该方案有效提高了反推装置的安全性，显著降低反推装置空中意外展开的概率。

附图说明

本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1是液压反推作动系统架构原理图。

图2是第一级防线信号传递路径示意图。

图3是第三级防线信号传递路径示意图。

图4是第二级防线信号传递路径示意图。

符号标记说明

10 油门杆组件

1 油门杆第一开关信号

2 油门杆角度信号

3 油门杆第二开关信号

11 第一控制器

12 隔离控制阀

13 液压源

14 方向控制阀

15 第一传感器

16 压力传感器

20 电子控制器

21 飞机轮载信号

22 第二控制器

23 第三控制器

24 同步轴锁

25 线位移传感器

31 继电器

32 第三级防线锁

40 作动器

41 作动筒

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。需要注意的是，这些以及后续其他的附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本发明实际要求的保护范围构成限制。

反推液压作动系统的架构原理如图1所示，包括作动器40、第三级防线锁32以及电子控制器20。作动器40包括用于输出运动的作动筒41、用于控制输出到作动筒41的液压的隔离控制阀12、用于控制输出到作动筒41的液压方向的方向控制阀14以及用于锁定多个作动筒41的同步轴锁24。作动筒41具有收起腔、展开腔、作动杆，当液压同时输出至展开腔和收起腔时，由于有两腔存在压力差，即展开腔大于收起腔，被解锁的作动杆受液压驱动输出运动，以推动移动外罩，实现反推装置的展开。当液压仅输出到收起腔时，被解锁的作动杆受液压驱动而缩回，以撤回展开的移动外罩。

电子控制器20根据第一控制信号开启隔离控制阀12，根据第三控制信号开启第三级防线锁32。根据第二控制信号依次开启同步轴锁24以及方向控制阀14，也即方向控制阀14在同步轴锁24开启后再开启。第三级防线锁32用于独立锁定移动外罩。

液压源13提供液压，隔离控制阀12控制液压源13内液压的进入。在油门杆收起状态下，也即无反推指令时，隔离控制阀12处于关闭状态，液压源13内的液压被隔离在系统外，也即包括方向控制阀14、作动筒41在内的系统处于液压隔离状态，因此所有的锁定都处于状态。当隔离控制阀12开启后，液压进入系统后，但由于方向控制阀14处于收起位，因此液压只进入作动器40的收起腔，作动器40仍处于锁定状态，且处在收起的趋势中。

在一个实施例中，隔离控制阀12上设置压力传感器16，压力传感器16用于监测系统的通压状态，并将信号反馈至电子控制器20。

作动器40的作动还需要方向控制阀14的换向。开启方向控制阀14后，方向控制阀14换向，从收起位变更至展开位，液压进入到作动筒41的展开腔，在实现作动筒41的解锁之后，作动杆在液压力的作用下伸出，实现反推的展开，从而推动移动外罩移动。方向控制阀14的状态由第一传感器15传递电子控制器20。

继续参照图1所示，第一控制信号为油门杆第一开关信号1，第二控制信号为油门杆角度信号2，第三控制信号为油门杆第二开关信号3。油门杆组件10包括输出油门杆第一开关信号1的油门杆第一开关、输出油门杆第二开关信号3的油门杆第二开关和输出油门杆角度信号2的装置。在操作人员推动油门杆的过程中，油门杆内部组件闭合油门杆第一开关和油门杆第二开关，并产生第一控制信号、第二控制信号和第三控制信号，第一控制信号、第二控制信号和第三控制信号各自独立传递至下一环节。

进一步的，电子控制器20包括各自独立运行的第一控制器11、第二控制器22和第三控制器23。在一个实施例中，第一控制器11为诸如发动机接口控制单元等部件，第二控制器22为诸如发动机电子控制器等部件，第三控制器23为诸如发动机反推控制单元等部件。通过将电子控制器分拆为上述多个控制器，可以保证各个信号传递路线的独立性，避免由于单一电子控制器的失效而导致全部信号传递路线均失效，只要有一条信号传递路线有效，就可以有效防止反推装置发生空中意外展开，保证反推装置的安全性。

第一控制器11接收油门杆第一开关信号1以开启隔离控制阀12，此时液压进入系统。第二控制器22接收油门杆角度信号2，并结合飞机轮载信号21进行有效性判断后向第三控制器23传递指令，第三控制器23向同步轴锁24发出开启指令，飞机轮载信号21用于反映飞机飞行工况，通过飞机轮载信号21判断飞机处于着陆滑跑状态或者空中状态后，同步轴锁24实施相应动作。如通过飞机轮载信号21确认飞机处于落地状态后才允许同步轴锁24的开启，从而避免反推装置在空中意外展开。

同步轴锁24接收第三控制器23发出的指令后解锁。第三控制器23向同步轴锁24发出开启指令后，再向方向控制阀14传递开启指令，实现方向控制阀14的换向。液压将进入作动筒41，从而实现作动器40的解锁。也即，作动筒41的开启需要以同步轴锁24的开启为前提。在一个实施例中，作动筒41中的作动杆由蜗轮蜗杆机构连接，该锁蜗轮蜗杆机构受同步轴锁24的锁定，蜗轮蜗杆机构属于作动筒41的一部分，同步轴锁24例如包括邻近多个作动筒41的轴和轴上设置的卡爪，通过卡爪锁定蜗轮蜗杆机构。当同步轴锁24未开启时，作动杆无法伸出。通过将作动筒41设置成在同步轴锁24开启的条件下再作动，可以避免作动筒41在意外的状态下直接将外推装置开启，只要作动筒41和同步轴锁24任一一道防线有效，即可避免外推装置的意外打开。

此外，第三控制器23还接收来自压力传感器16和第一传感器15的反馈信号。压力传感器16将通压信号反馈给第三控制器23，以使工作人员便于监控液压状态。第一传感器15将方向控制阀14的状态传递给第三控制器23，使工作人员获知方向控制阀14的状态。

作为与作动筒41和同步轴锁24独立的另一道防线，第三级防线锁32独立接收油门杆第二开关信号3后开启，以进一步解锁移动外罩。在一个实施例中，第三级防线锁32包括设置在尾喷管处的挡块，通过阻挡移动外罩的开启，从而避免反推装置的意外展开。进一步的，第三级防线锁32还设置成如图1所示的一对挡块，可以进一步增加锁定效果，避免反推装置的意外展开。

在上述实施例的基础之上，第三级防线锁32的开启状态需要反馈至第三控制器23，以使工作人员获知第三级防线锁32的状态。

下面结合图2至图4对反推液压作动系统的开启过程进行介绍。在以下附图中，沿用附图1中的元件标号与部分内容，其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件，并且选择性地省略了相同信号传递路径的表示。为了对各道防线的传递路径进行说明，图2至图4中对于在某一状态存在信号传递的路径用黑色实线表示，而在该状态下暂不存在信号传递的路径以灰色实线表示。

图2示出了包括油门杆第一开关信号1、第一控制器11和隔离控制阀12的第一级防线的信号传递路径。当需要展开反推时，推动油门杆至反推域，油门杆组件10内的油门杆第一开关和油门杆第二开关会相应闭合。油门杆第一开关的闭合会产生油门杆第一开关信号1，并向第一控制器11传递开启指令，第一控制器11进而给隔离控制阀12提供激励，隔离控制阀12开启，允许液压源13内的液压进入到系统内，也即液压源13与隔离控制阀12和隔离控制阀12与方向控制阀14之间的液压路径为流通状态，但由于方向控制阀14仍闭合，因此液压只进入作动器40的收起腔，作动器40仍处于锁定状态，且处在收起的趋势中。

同时，隔离控制阀12内的压力传感器16将系统通压状态反馈至第三控制器23，使得工作人员可获知系统的通压状态。

图3示出了包括油门杆第二开关信号3、继电器31和第三级防线锁32的第三级防线的信号传递路径。随着油门杆第二开关的闭合，继电器31接收到送电指令，并给第三级防线锁32发送供电激励，实现第三级防线锁32的解锁，以便于移动外罩的后续打开。在一个实施例中，第三级防线锁32包括电磁致动器和由电磁致动器控制的执行机构。在接收供电激励后，执行机构带动挡块移动，以保证反推机构的顺利开启。若未接收供电激励，则执行机构不会带动挡块移动，从而继续锁定反推装置。

需要注意的是，图3示出了信号传递至一对第三级防线锁32的简化路径，一对第三级防线锁32的开启信号传递路径需各自独立，任一一道第三级防线锁32的锁定均将使反推装置无法打开，从而提高装置的安全性。

同时，第三级防线锁32将开启状态通过传感器(图中未示出)反馈至第三控制器23，使得工作人员可获知第三级防线锁32的开关状态。

需要说明的是，由于油门杆第一开关和油门杆第二开关位于油门杆组件10上的位置固定，因此油门杆第一开关闭合后，第一级防线首先被开启，在较短时间内油门杆第二开关随后被开启，此时第三级防线开启。第三级防线为独立路径，仅由来自油门杆第二开关信号3和继电器31的信号决定开启或闭合，而不受其它两级防线的影响。

图4示出了包括油门杆角度信号2、第二控制器22、第三控制器23和同步轴锁24的第二级防线的信号传递路径。在第一级防线和第三级防线开启后，油门杆角度信号2将反推指令传递至第二控制器22，第二控制器22结合飞机轮载信号21进行反推指令有效性判断。当确认飞机处于地面且油门杆处于反推域时，则第二控制器22确认反推指令有效，并向第三控制器23传递展开指令。第三控制器23接收到来自第二控制器22的反推指令后，会给同步轴锁24提供供电激励，实现同步轴锁24的解锁。同步轴锁24的开启，为作动筒41的运动输出提供可能。

在同步轴锁24的开启激励发出后，第三控制器23再给方向控制阀14发送激励，实现方向控制阀14的换向。当方向控制阀14从收起位变更至展开位后，液压进入到作动器40的展开腔，实现作动筒41的解锁，然后作动筒41内的作动杆在液压力的作用下伸出，实现反推的最终展开。且由于第三级防线锁32已在第三级防线中打开，因此移动外罩能顺利开启。

为实现实施监控，作动筒41的状态需通过传感器传递至第三控制器23，展开的位置信息通过线位移传感器25传递至第二控制器22。

需要注意的是，图4中仅以一个作动筒41的反馈路径为示意路线，在实际允许过程中，各个作动筒41均需要向第二控制器22和第三控制器23传递状态信息，以便操作人员观测各个作动筒41的工作状态，避免出现遗漏。

当上述第一级防线、第二级防线和第三级防线全部成功开启后，反推装置才可以开启，任何一道防线的失效都不会影响其他防线继续发挥作用，只要有一道防线仍然有效，就可以有效防止反推装置发生空中意外展开，有效提高了反推装置的安全性。

在反推装置成功开启后，还需实现反推装置的关闭。各个部件关闭时需要按照一定顺序。

在一个实施例中，部件的顺序关闭通过设置延时单元实现。第一控制器11包括第一延时控制装置，用于实现隔离控制阀12的延迟断电，第三控制器23还包括第二延时控制装置，用于实现同步轴锁24的延迟断电，第三级防线锁32和第三控制信号之间设置继电器31，用于实现第三级防线锁32的延迟断电。

优选的，第一延时控制装置、第二延时控制装置和继电器31设置的延时时间分别设置为T1、T2和T3，并满足T2>T1>T3的设定。在一个实施例中，一般可以设定T3＝10秒，T1＝15秒，T2＝18秒。也即，在作动器40主锁关闭后，按照第三级防线锁32—隔离控制阀12—同步轴锁24的关闭顺序依次关闭各个防线。通过上述设计，可以提高反推装置的锁定效果。

下面结合图1对反推液压作动系统的关闭过程进行说明。

当反推要收起时，油门杆推至收起位，第二控制器22首先接收该角度信号，并向第三控制器23发送收起指令，于是第三控制器23断开方向控制阀14的激励，方向控制阀14立刻实现换向，从展开位换至收起位，液压此时只能进入作动器40的收起腔内，实现作动杆收回。在作动筒41完全收回后，反推收起。

在反推收起的时刻，第三控制器23内的第三延时控制装置启动延时断电，在设定的T2时刻后断开同步轴锁24的供电激励。T2时刻的起始点为第三控制器23发出同步轴锁24的断电激励指令时。当接收到该断电激励后，同步轴锁24实现对作动筒41的锁定。

当油门杆第二开关3断开时，继电器31启动延时断电，在T3时间间隔后，停止向第三防线锁32发送供电激励。当断开第三级防线锁32的供电激励后，第三级防线锁32实现锁定。

当油门杆第一开关1断开时，第一控制器11内的第一延时控制装置启动延时断电，在T1时间间隔后，停止向隔离控制阀12发送供电激励。当断开隔离控制阀12的供电激励后，隔离控制阀12关闭，将飞机液压源13同系统隔离开来。

通过将T1、T2和T3按照T2>T1>T3的顺序设定，在作动筒41关闭后，按照第三防线锁32—隔离控制阀12—同步轴锁24的关闭顺序依次关闭部件，最终完成反推液压作动系统的关闭过程。

结合上述对反推液压作动系统的介绍，还可以理解到一种防止反推装置空中意外开启的方法。

反推装置由作动筒41直接开启，配置控制输出到作动筒41液压的隔离控制阀12；配置锁定多个作动筒41的同步轴锁24，作动筒41在隔离控制阀12和同步轴锁24全部开启的条件下输出运动。同时在反推装置的移动路径上增设第三级防线锁32，第三级防线锁32独立锁定反推装置。提供控制隔离控制阀12、同步轴锁24和第三防线锁32的三级防线，三道防线各自独立，任何一道防线的失效都不会影响其他防线继续发挥作用。

因此，作动筒41的开启需要在隔离控制阀12、方向控制阀14和同步轴锁24全部开启的前提条件下才会打开，且方向控制阀14的开启需要以同步轴锁24的开启为先决条件。上述三个部件均分布在不同的防线中，只要有任何一道防线的失效，反推装置就不能打开，且每道防线相互独立，任何一道防线的失效都不会影响其他防线继续发挥作用，因此有效提高反推装置的安全性，极大地降低空中意外展开的概率。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种反推液压作动系统，用于实现移动外罩的开合，其特征在于，包括：

作动器(40)，包括：

作动筒(41)，用于输出运动，

隔离控制阀(12)，用于控制输出到所述作动筒(41)的液压，

方向控制阀(14)，用于控制输出到所述作动筒(41)的液压方向，

同步轴锁(24)，用于锁定多个所述作动筒(41)；

第三级防线锁(32)，用于独立锁定所述移动外罩；以及

电子控制器(20)，根据第一控制信号开启所述隔离控制阀(12)，根据第三控制信号开启第三级防线锁(32)，根据第二控制信号依次开启同步轴锁(24)以及方向控制阀(14)。

2.如权利要求1所述的反推液压作动系统，其特征在于，所述第一控制信号为油门杆第一开关信号(1)，所述第二控制信号为油门杆角度信号(2)，所述第三控制信号为油门杆第二开关信号(3)。

3.如权利要求2所述的反推液压作动系统，其特征在于，所述电子控制器包括第一控制器(11)、第二控制器(22)和第三控制器(23)。

4.如权利要求3所述的反推液压作动系统，其特征在于，所述第一控制器(11)接收所述油门杆第一开关信号(1)以开启所述隔离控制阀(12)。

5.如权利要求3所述的反推液压作动系统，其特征在于，所述第二控制器(22)接收所述油门杆角度信号(2)，并结合飞机轮载信号(21)进行有效性判断后向所述第三控制器(23)传递指令，所述同步轴锁(24)接收所述第三控制器(23)发出的指令后解锁。

6.如权利要求5所述的反推液压作动系统，其特征在于，所述第三控制器(23)向所述同步轴锁(24)发出指令后再向所述方向控制阀(14)传递指令。

7.如权利要求1所述的反推液压作动系统，其特征在于，所述第三级防线锁(32)包括设置在尾喷管处的挡块。

8.如权利要求1所述的反推液压作动系统，其特征在于，所述第一控制器(11)还包括第一延时控制装置，用于实现所述隔离控制阀(12)的延迟断电，

所述第三控制器(23)还包括第二延时控制装置，用于实现所述同步轴锁(24)的延迟断电，

所述第三级防线锁(32)和所述第三控制信号之间设置继电器(31)，用于实现所述第三级防线锁(32)的延迟断电。

9.如权利要求8所述的反推液压作动系统，其特征在于，所述第一延时控制装置、第二延时控制装置和所述继电器(31)设置的延时时间分别为T1、T2和T3，并满足T2>T1>T3。

10.一种防止反推装置空中意外开启的方法，反推装置由作动筒(41)直接开启，其特征在于，

配置控制输出到所述作动筒(41)液压的隔离控制阀(12)，

配置锁定多个所述作动筒的同步轴锁(24)，

在所述反推装置的移动路径上增设第三级防线锁(32)，所述第三级防线锁(32)独立锁定所述反推装置，

提供控制所述隔离控制阀(12)、所述同步轴锁(24)和所述第三级防线锁(32)的三级防线，三级防线各自独立，以使任何一道防线的失效都不会影响其他防线继续发挥作用。

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