1、空客 A320- 液壓系統(tǒng) 李桃山 南昌航空大學 飛行器工程學院 100631 班 10 號 摘 要 ：A320系列飛機成功的設(shè)計理念及架構(gòu)奠定了空中客車公司在民機市場 中的地位。從系統(tǒng)構(gòu)成、 工作性能、可靠性及維修性等方面對 A320液壓系統(tǒng)進行 了詳細介紹和分析。 該機型液壓系統(tǒng)架構(gòu)簡潔 , 具有一定的先進性 , 對相近民用機 型設(shè)計而言 , 具有重要的參考意義。 關(guān)鍵字 ：A320液壓系統(tǒng);主液壓系統(tǒng) ;輔助液壓系統(tǒng)1、引言： 裝有兩臺噴氣式發(fā)動機、可供大約 150 個座位的空中客車 A320， 是首次安裝了數(shù)字式電子飛行操縱系統(tǒng)的民用客機。 由于飛機操縱、 增升裝置和 起落架操縱需要較

2、大功率， 所以其液壓系統(tǒng)是個復雜、 多余度、 大功率的液壓系 統(tǒng)。該液壓系統(tǒng)最鮮明的特點是突出了它的可靠性。2、A320系列飛機介紹空中客車 A320系列飛機是歐洲空中客車工業(yè)公司研制生產(chǎn)的雙發(fā)中短程 150 座級飛機。 A300310 寬體客機在獲得市場肯定并打破美國壟斷客機市場的局面 后。空中客車公司決定研制與波音 737 系列和麥道 MD80系列進行競爭的機型， 在 1982年 3月正式啟動 A320項目。1987年 2月22日首飛。截至目前世界上共 有 200 多家運營商運營著 3700 多架 A320 系列飛機， 其中包括 A318、A319、A320 和 A321 在內(nèi)。訂購的飛機

3、總量突 破 6300 架。A320 飛機具有更寬大 的座椅、更寬敞的客艙空間、更 好的使用經(jīng)濟性和更高的可靠性 等優(yōu)點 , 是一種真正經(jīng)過創(chuàng)新的 飛機。A320系列客機在設(shè)計中“以 新制勝”, 采用了先進的設(shè)計和生 產(chǎn)技術(shù)以及新型的結(jié)構(gòu)材料和先 進的數(shù)字式機載電子設(shè)備 , 是第 一款使用電傳操縱飛行控制系統(tǒng)的大型客機。此外空中客車公司還在該系列飛機中使用了動態(tài)運力管理系統(tǒng)。 飛行員只需 參加一種機型的培訓課程就可駕駛該系列所有的飛機。 在經(jīng)過極短時間的額外培 訓后，飛行員就可迅速從單通道飛機換飛較大型的遠程飛機。 同樣， 一個機械師團隊也可維護該系列的所有飛機。3、A320液壓系統(tǒng)概述及工作原

4、理A320 飛機安裝有三個相互獨立的液壓系統(tǒng) （ 沒有液壓油的交換 ） , 分別稱為綠 系統(tǒng)、黃系統(tǒng)和藍系統(tǒng)。每一系統(tǒng)都有各自的液壓油箱 （引氣增壓 ） 。三個系統(tǒng) 的正常工作壓力均為 3 000p si （ 沖壓空氣渦輪作動時為 2 500p si） 。液壓系 統(tǒng)功能如圖 1 所示。3.1 主液壓系統(tǒng)主液壓系統(tǒng)包括綠系統(tǒng)、 黃系統(tǒng)和藍系統(tǒng)這三個系統(tǒng) , 向飛機的用戶系統(tǒng)提供 液壓動力。圖 1 A320 液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能框圖如圖 1所示, 綠系統(tǒng)（圖 1中左系統(tǒng) ）由左發(fā)動發(fā)動機驅(qū)動泵 （ EDP）供壓, 藍系 統(tǒng)（圖 1 中中間系統(tǒng) ）由電動泵供壓 ,當發(fā)動機工作時這三個主系統(tǒng)自動供壓。 兩

5、 個 EDP通過附件機匣直接連接在對應的發(fā)動機上 , 當任何一個發(fā)動機運轉(zhuǎn)時 , 藍 系統(tǒng)的電動泵都會自 動起動。所有系統(tǒng)的正常工作壓力均為 3 000p si 。綠系統(tǒng)主要提供液壓動力給起落架 （包括前輪轉(zhuǎn)向操縱 ） 、正常剎車、左 （1 號）發(fā)動機反推、部分飛行操縱系統(tǒng)、動力轉(zhuǎn)換組件等。系統(tǒng)的大多數(shù)部件都安 裝在主起落架艙內(nèi) , 與另外兩個系統(tǒng)完全隔離。黃系統(tǒng)主要提供液壓動力給貨艙門、備用剎車、右 （2 號） 發(fā)動機反推、部分 飛行操縱系統(tǒng)以及動力轉(zhuǎn)換組件等。 黃系統(tǒng)的大部分組件都安裝于機腹整流罩右 側(cè)的黃液壓艙上 ,位于主輪艙前方。 黃系統(tǒng)隨右 （2 號）發(fā)動機起動自動工作 ,必要 時可

6、以在駕駛艙對系統(tǒng)進行操作。藍系統(tǒng)主要給部分飛行操縱系統(tǒng)以及恒速馬達等提供液壓動力。 藍系統(tǒng)艙位 于機腹整流罩左側(cè)的主起落架艙前方 ,系統(tǒng)大多數(shù)部件安裝于此艙 , 只有油箱和 低壓過濾器安裝于主起落架艙尾部的機腹整流罩左側(cè)。3.2 輔助液壓系統(tǒng)當主泵不能供壓時 , 由輔助液壓系統(tǒng)對飛機供壓。輔助液壓系統(tǒng)及相關(guān)的部件有藍輔助系統(tǒng) （RAT） 、動力轉(zhuǎn)換 組件（ PTU） 、對黃系統(tǒng)供壓的電動 泵以及一個僅對貨艙門供壓的手動 泵。動力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)有一個雙向動力 轉(zhuǎn)換組件 （ PTU） , 在綠系統(tǒng)和黃系 統(tǒng)之間傳輸動力。當綠系統(tǒng)和黃系 統(tǒng)的壓力差超過設(shè)定值時 , 壓力大 的系統(tǒng)通過 PTU將壓力傳輸給另

7、一 個系統(tǒng)。綠、黃系統(tǒng)分別使用電磁 閥來打開或關(guān)閉 PTU,另外還有機械隔離接頭用于防止 PTU在維修時因意外工作而導致的危險。藍系統(tǒng)的 RAT安裝于機腹整流罩左側(cè)艙內(nèi) , 它在雙發(fā)失效條件下為飛控系統(tǒng)提供動力 ,并通過恒速馬達 / 發(fā)電機(CSM/ G)產(chǎn)生的電力作為應急電源。 當兩個發(fā) 動機都出現(xiàn)故障 , 或者一個發(fā)動機出現(xiàn)故障而另一個發(fā)動機的發(fā)電機出現(xiàn)故障,或者飛機電源失效時 , RAT能自動 展開, 但只有在飛機飛行速度大于 100knot ( 節(jié)) 時自動功能才有效。 飛行和維修人員亦可在駕駛艙內(nèi) 人工展開 RAT,一旦展開 , 只有在 地面時才能進行收回。黃系統(tǒng)的電動泵安裝于黃液

8、壓系統(tǒng)艙內(nèi) , 當發(fā)動機或發(fā)動機泵, 且可以通過 PTU向出現(xiàn)故障時 , 該電動泵給黃系統(tǒng)提供液壓動力作動其所有部件 綠系統(tǒng)供壓。此外 , 安裝于黃系統(tǒng)地面維修面板上的手動泵也可以通過選擇活門 提供液壓動力進而操縱前后貨艙門。3.3 分述三個系統(tǒng)各自功能三個主系統(tǒng)互相是液壓式隔離的。 液壓油不可能從一個主系統(tǒng)到任何其他的 主系統(tǒng)。發(fā)動機驅(qū)動 泵(EDP)提供給綠 和黃主系統(tǒng)液壓 源。綠系統(tǒng)連接左 發(fā)動機黃系統(tǒng)連 接右發(fā)動機。藍系 統(tǒng)是由電動泵驅(qū) 動的。當發(fā)動機運 轉(zhuǎn)時, 三個主系統(tǒng) 自動供給液壓源 直接連接兩個 EDP 到他們相關(guān)的發(fā)動機 ( 通過附件齒輪箱 ), 且當兩個發(fā)動機中的 一個起動

9、時 , 藍電動泵操作。如果主泵不能使用 , 也可以用一個或多個的輔助系統(tǒng)增壓每個主系統(tǒng)。在三個液壓艙中有系統(tǒng)里的大部份部件。 綠系統(tǒng)部件是主起落架艙里。 黃系 統(tǒng)部件在右機腹整流罩的液壓艙內(nèi)。 藍系統(tǒng)組件在左機腹整流罩的液壓艙里。 兩個液壓艙 （藍和黃） 是在主起落架艙前部個。藍和綠地面勤務面板位于左機腹整流主起落架艙后。1. 綠系統(tǒng)主要的供給對象有： 左右副翼、左右 5號擾流板、水平 安定面、左側(cè)升降舵、左右縫翼翼 尖剎車、右側(cè)襟翼翼尖剎車、偏航 阻尼器、左發(fā)反推、正常剎車、襟 翼縫翼、起落架、前輪轉(zhuǎn)彎 （ 傳統(tǒng) 型） ，現(xiàn)代加強型都是由黃系統(tǒng)供 壓，因為在重力釋放起落架的時候三個地面勤務面

10、板 , 每個主系統(tǒng) 罩處。黃地面勤務面板是在右機腹 整流罩內(nèi)。 所有地面勤務面板都在綠系統(tǒng)有可能會失效導致前輪不能轉(zhuǎn)彎，只能拖出跑道。綠系統(tǒng)可由發(fā)動機驅(qū)動泵， 動力轉(zhuǎn)換組件 （ptu ），地面共給接頭三個來源來 增壓高壓系統(tǒng)。綠系統(tǒng)的額定工作壓力為 3000 psi（206 bar） 。系統(tǒng)的回油部分 通常增壓到 50psi 。當綠系統(tǒng)和黃系統(tǒng)壓差在 500psi 以上時 PTU工作，像一個泵一 樣從壓力低的那側(cè)油箱里抽油 供給高啊系統(tǒng)，從而達到提高 壓力低側(cè)壓力的目的。2. 黃系統(tǒng)的主要供給對象 有：方向舵、偏航阻尼器、俯 仰配平、右側(cè)升降舵、右側(cè)襟 翼馬達、左側(cè)襟翼翼尖剎車、 左右 2號、

11、 4號擾流板、備用停 留剎車、前后貨艙門、右側(cè)反 推。黃系統(tǒng)可由發(fā)動機驅(qū)動泵，動 力轉(zhuǎn)換組件（ ptu ），地面供給 接頭、手搖泵、黃電動泵五個 來源來增壓高壓系統(tǒng)。貨艙門在黃電動泵失效的情況下可以通過手搖泵打開和關(guān)閉3. 藍系統(tǒng)的主要供 給對象 有：方向舵、左右升降舵、左右 襟翼縫翼翼尖剎車、左右 3號擾 流板、左右副翼、應急發(fā)電機、 左側(cè)縫翼馬達。藍系統(tǒng)可由：地面共給接 頭、藍電動泵、沖壓渦輪三個來 源來增壓高壓系統(tǒng)。在空中雙發(fā)停車的緊急情 況，藍系統(tǒng)可通過沖壓渦輪來緊 急提供液壓壓力， 優(yōu)先供給應急 發(fā)電機和左側(cè)縫翼馬達。4、A320液壓系統(tǒng)性能介紹A320 液壓系統(tǒng)基本性能指標主要包括

12、以下幾 個方面:(1) 系統(tǒng)壓力 : 3 000p si;(2) 液壓流體 :AS1241, 合成阻燃液壓 油;(3) 液壓流體工作溫度 : - 54 + 107,給 定功率要求下為 - 55 + 60; 沒有 定義功能和 功率要求下為 - 60 + 110 ;(4) 環(huán)境溫度:處于工作狀態(tài)的裝置為 - 55 + 90 ; 不工作的裝置為 - 65 + 110 ; ( 發(fā) 動機輻射區(qū)內(nèi)的裝置高出 20) ;(5) 污染度控制水平為 NAS1638 - 8級; 濾芯過濾精度為高壓 15m,低壓 3m;(6) 系統(tǒng)總?cè)莘e : 約為240 L;(7) 能源系統(tǒng)共安裝了約 110種253個元件 ;(8

13、) 裝置測試最大飛行高度 : 13716 m;(9) 工作壽命 : 20 年。A320飛機液壓系統(tǒng)功率分配如表 1所示。5、指示和告警A320 飛機的三個液壓系統(tǒng)均裝有各類傳感器 , 用于監(jiān)控油箱的油量、系統(tǒng)的 壓力、泵的輸出壓力、 液壓油的溫度以及油箱內(nèi)的壓力等。 這些數(shù)據(jù)用于系統(tǒng)告 警指示、操作、維護。告警包括音頻報警 , 燈光報警以及由 ECAM顯示警告信息。6、A320 液壓系統(tǒng)重量A320 飛機液壓能源系統(tǒng)共安裝了約 110種液壓元件 ,總計253個; 不包括液壓 油和固定裝置情況下 , 液壓能源系統(tǒng)總重量約為 410kg, 其中液壓元件約為 193 kg。7、A320 飛機液壓部件

14、外漏檢查標準部件工作后檢查，如果有外漏與下表比較部件正常標準放行標準1液壓泵 發(fā)動機驅(qū)動泵 EDP 電動泵 EMP 應急沖壓渦輪 RAT 動力組件 PTU靜態(tài)封嚴無滲漏2 滴 /10 分鐘靜態(tài)殼體1 滴 /10 分鐘1 滴 / 分鐘軸封嚴（系統(tǒng)增壓）2滴/ 分鐘RAT：2 滴/ 小時8 滴 / 分鐘RAT：6滴/ 小時軸封嚴（工作中）EDP：5 滴/ 分鐘EMP：5 滴/ 分鐘RAT：1 滴/ 分鐘PTU：5 滴/ 分鐘EDP：60滴/ 分鐘EMP：30滴/ 分鐘RAT：1滴/ 分鐘PTU：30滴/ 分鐘2伺服控制升降舵 副翼 方向舵 擾流板 偏航阻尼器偏航阻尼見注 4見注 4靜態(tài)封嚴（系統(tǒng)增

15、壓）無滲漏2 滴 /10 分鐘動力封嚴（系統(tǒng)增壓）1 滴 /10 分鐘升降舵： 6 滴/10 分鐘（見注 1）副翼： 6 滴/10 分鐘（見注 1）方向舵： 30 滴/ 分鐘擾流板： 30 滴/ 分鐘偏航阻尼器： 30 滴 / 分鐘動力封嚴（工作中）1 滴 /10 循環(huán)升降舵： 3 滴/10 循環(huán)（見注 1）副翼： 3 滴/10 循環(huán)（見注 1）方向舵： 15 滴/ 循環(huán)擾流板： 15 滴/ 循環(huán)偏航阻尼器： 15 滴/ 循環(huán)3作動筒如：起落架作動筒起落架艙門作動筒貨艙門作動筒封嚴無滲漏2 滴 /10 分鐘桿體封嚴（系統(tǒng)增壓）1 滴/ 分鐘30 滴/ 分鐘桿體封嚴（工作中）1 滴/ 循環(huán)2 滴

16、 / 循環(huán)4接頭管路對管路接頭無滲漏2 滴 /10 分鐘（見注 2）管路無滲漏無滲漏旋轉(zhuǎn)接頭無滲漏30滴/ 分鐘組件連接處無滲漏2 滴 /10 分鐘（見注 2）線軸連接無滲漏2 滴 /10 分鐘（見注 2）5其他靜態(tài)封嚴無滲漏2 滴 /10 分鐘動態(tài)封嚴無滲漏1 滴 / 分鐘（系統(tǒng)增壓）如：分配器開鎖作動器液壓馬達軸封嚴5滴/ 分鐘30滴/ 分鐘縫翼 襟翼THS（增壓和工作中）CSMG恒速馬達發(fā)電機1滴/ 分鐘6 滴 / 分鐘剎車系統(tǒng)（見注 3）（見注 3）剎車組件無滲漏無滲漏（放松狀態(tài)）剎車組件1滴/ 分鐘2 滴 / 分鐘（供壓狀態(tài)）地面滲漏計量組件（放松狀態(tài)）2滴/天4滴/天（系統(tǒng)增壓）1

17、 滴 /5 個循環(huán)2 滴 /5 個循環(huán)（增壓和操縱后）1 滴 /15 分鐘2 滴 /15 分鐘手搖泵5滴/ 分鐘30滴/ 分鐘（貨艙門、油箱加油）優(yōu)先活門無滲漏2 滴 /10 分鐘注：1，對于升降舵和副翼伺服控制， 同一個操縱面上超過兩處漏油超標是不允許的。2，確定連接處的擰緊力矩正確3，整個系統(tǒng)和接頭處總的滲漏不大于 10 滴/ 分鐘4，偏航阻尼作動器滲漏標準：- 若小于 4 滴/ 分鐘，無須采取任何措施- 若在 4 滴/ 分鐘和 14 滴/ 分鐘之間，在后續(xù) 600 個飛行小時內(nèi)，更換偏航阻尼 作動器（參照 AMM TASK27-26-51-000-001和 AMM TASK27-26-5

18、1-400-001）-若在 15 滴/ 分鐘和 30滴/分鐘之間，在后續(xù) 100 個飛行小時內(nèi)，更換偏航阻尼 作動器（參照 AMM TASK27-26-51-000-001和 AMM TASK27-26-51-400-001）- 若大于 30 滴 / 分鐘，立即更換偏航阻尼作動器 （參照 AMMT ASK27-26-51-000-001 和 AMM TASK27-26-51-400-001）5，若溫度低于 -40 度，允許 10滴/ 分鐘。8、系統(tǒng)可靠性及維修性A320 設(shè)定的可靠性指標為飛機在投入運行兩年內(nèi)使用可靠性達99%,這意味著故障率必須限制在 1%范圍內(nèi)。為此 ,設(shè)計人員將 1%的故

19、障率在各個系統(tǒng)中進行 分解 , 從而確定液壓系統(tǒng)的故障率范圍。按照計算 , 整個液壓裝置失效的概率為 1 / (1E- 9 飛行小時 ) , 超過飛機壽命。飛機工作時間大致為 20年, 約60 000 工作小 時。A320 液壓系統(tǒng)通過以下系統(tǒng)配置細節(jié) , 達到較 高的維護性水平。(1) 機外供壓接頭 : 3 個系統(tǒng)的壓力管路和回油管路都安裝有自封接頭 ;(2) 通過黃 / 藍系統(tǒng)的電動泵以及 PTU配置, 可以實現(xiàn)在不需啟動發(fā)動機及地 面液壓源的情況下也能進行系統(tǒng)維護和調(diào)試 ;(3) 快卸接頭和單向閥保證了泵的迅速更換而不產(chǎn)生實質(zhì)性的液壓流體泄 漏;(4) 為了方便系統(tǒng)檢測和調(diào)整 , 在易于

20、接近的地方設(shè)置控制面板且將主要維 護設(shè)施集中于“維護板”上 ;(5) 借助于機外供油的油箱加油接頭 ;(6) 隨機配備的系統(tǒng)加油手動泵以及具有油箱狀態(tài)監(jiān)視的選擇閥使得系統(tǒng)維 護易于實現(xiàn) ;(7) 每個蓄壓器都安裝有氮氣充氣閥和用于壓力監(jiān)視的壓力表 ;(8) 油濾都裝有油污染指示器 , 污染油濾的更換可在不用工具和無液壓流體 損耗的情況下進行 ;(9) 每個系統(tǒng)都安裝一個液壓油采樣閥 ;(10) 借助于開關(guān)閥和一個機外測量裝置可檢查每個執(zhí)行機構(gòu) ( 特別是伺服操 縱系統(tǒng) )的內(nèi)部是否有泄漏情況 ;(11) 系統(tǒng)在正常工作狀態(tài)下具有自動排氣功能 , 同時油箱增壓系統(tǒng)的管路中 設(shè)有液體分離器 , 使得系統(tǒng)具有較高的污染度自控制能力 ;(12) 每個系統(tǒng)都安裝了一個手動操縱的油箱卸壓閥 ;(13) 各種連接和元件的物理結(jié)構(gòu) , 保證了其在安裝和更換時不會混淆 ;(14) 通過一個安裝在維護板上的裝置實施 RAT功能的測試和收回 ;(15) 為減少更換元件的工作量 , 在必要的位置空間里 , 元件總是安裝在分體 座上;(16) 在使用標準工具安裝元件的情況下 , 不必移開相鄰