文档介绍:西安航空职业技术学院
毕业设计(论文)
论文题目:飞机刹车系统故障与修理技术
所属系部:航空维修工程系
指导老师:王俊高 职 称:副教授
学生姓名: 班级、学号:14504716
专 业:航空机电设备维修
西安航空职业技。飞机刹车装置是飞机的关键部件之一,刹车 装置的优劣对飞机的安全性影响很大,航空工业发达国家一惯重视飞机刹车装置 和刹车材料。飞机刹车装置的核心一般由多个刹车片组成,其中动片和静片交叠 安装,形成较大的摩擦面积,可显著提高刹车效率。国外专业称这一部分为He atPack,国内有的翻译为“热库”。从字面上理解,就是刹车时热量的产生源。
2刹车装置的重要性
民用航空器的飞行安全,是民航工作的重中之重,而航空器在降落过程刹 车性能的好坏,则是危及飞行安全的严重隐患之一,必须严格预防、控制和排 除。
飞机机轮刹车系统的主要功用是制止机轮旋转,使机轮减速和停止,从而使 飞机安全起飞、着陆和停放。刹车系统工作正常与杏,直接影响飞机的正常起飞 和着陆。刹车系统的常见故障可归结为两种:机轮抱死和刹不住车。但对于同一 种故障,不同型号的飞机存在不同的故障原因,必须根据其工作原理和系统组成 进行具体分析。
刹车装置不仅关系到飞机能否安全着陆,在地面能否正常行驶,以便完成各 种地面工作,更重要的是它关系到飞机和人们的安全,所以要做好刹车装置的检 查维护和修理,懂得刹车装置的工作原理和修理,这对我们来说都是必须要做好 的。
碳刹车材料具有高比热、高熔点、高强度的特点,具有良好的抗冲击力和较 高的导热性,同时能使飞机刹车装置减少30%-40%左右的重量,在发达国家已 被广泛应用于军民用飞机。
同时,碳刹车材料也有它很娇气的一面,过重的碰撞、硬物划伤、化学液体、 油膏油脂、液压油侵蚀污染等等都会降低其可靠性,缩短使用寿命。
2影响刹车装置的因素
碳刹车较钢刹车具有重量轻、耐磨损、比热高、高温不粘接等突出优点,在 航空机轮刹车领域得到了广泛应用,大大提高了飞机的制动性能和可靠安全性。 但由于c/c材料的本身及制造工艺的特点,在使用中往往出现“早晨病”,大 动能热衰退、摩擦系数随着制动初速增加而降低等缺点[2]
2. 1. 1原因分析
碳刹车材料属多孔材料,从与外界大气连通来看,其孔隙有开孔(显孔)和 闭孔(暗孔)两种。飞机停放一段时间,或者雨中着陆,刹车盘被雨水打湿,材 料就会吸水。开口孔隙越多吸水量就越大。刹车过程中水和蒸汽起润滑作用,导 致刹车力矩衰退[2]。
当飞机大动能着陆时(超载着陆、着陆速度过高),碳刹车盘在飞机制动 过程中吸收过多的能量,从而引起摩擦系数降低,造成刹车力矩的热衰退。由此 可见非正常着陆刹车状态下冲出跑道主要是因为碳刹车盘摩擦系数衰减,刹车盘 所能提供的刹车力矩严重偏离跑道和轮胎间的地面结合力矩,使得飞机制动减速 率低于预期,制动距离超过跑道长度,造成飞机冲出跑道。
改进碳刹车盘性能,研制出高性能的C/C复合材料[3、4]。具有高的抗 湿态力矩衰减和高能热衰退的C/C复合材料。
研制新型刹车材料,如使用C/SiC材料,文献[3、4、7]指出C/SiC具 有密度低、摩擦系数稳定、磨损量小、制动比大和使用寿命长等优点,可有效克 服现阶段C/C刹车材料的缺点。
研制智能刹车控制系统,建立刹车盘材料数据库,飞机刹车控制系统根据 实际使用情况,自动调整刹车压力,以动态补偿C/C的力矩衰退,从而到达飞 机制动过程的整体平稳、安全。
总的来说,碳刹车的磨损与刹车次数而不是与所耗能量成正比的,刹车磨
损主要与以下几点原因有关:
2. 2. 1刹车温度
事实上,碳刹车的磨损与温度之间并不是一个简单的线性关系,而是如下图所示, 一个典型的刹车循环包括三个阶段:滑出,着陆,滑入,图2-1为MessierBugatti 公司碳刹车系统的典型温度特性曲线。
图2-1碳刹车系统温度特性曲线
无数试验表明,约50%的碳刹车磨损发生在起飞前用冷刹车滑行时。冷刹车 极其敏感,尤其对刹车的大量使用将进一步加剧磨损。飞机滑出时,尽管刹车温 度不高,磨损率却呈逐渐增大趋势,甚至会比滑入时刹车温度比较高时的磨损率 大。这就是为什么尽管明显缺乏一套刹车程序,空客公司还是要提醒飞行员 起飞前滑行时,不应过多的使用刹车。
着陆阶段,即便是在最大反推推力和扰流板的帮助下,刹车系统也将吸收飞 机分别26% (自动刹车一LO档)和50% (自动刹车一MED档)的能量。如果只 使用慢车反推推力的话,刹车系统将要吸收的能量当是以上数值的1 .5倍。在 这一阶段,由于刹车温度的上升,磨损率也将升至最大的范围区间。
滑入阶段