飞机液压刹车系统的自激振动分析与抑制

飞机液压刹车系统为压力控制系统,采用压力伺服阀将刹车指令转化为对应的输出压力,驱动刹车作动器进行刹车。某型飞机刹车系统遇到压力振荡问题,存在周期性的压力波动,严重影响刹车系统的控制性能。建立飞机液压刹车系统数学模型,开展振动原理分析,提出振动机理为一种含有正反馈的阀-管路系统非线性自激振动。采用龙格库塔法对建立的微分方程数学模型求解计算,得到相轨迹为稳定的极限环,即自激振动。提出增大回油容腔和取消回油反馈两种抑制方法,基于AMESim软件进行仿真分析,并开展了试验验证,证明自激振动理论的正确性和抑制方法的有效性。提出的理论方法,可分析和判别压力伺服阀的自激振动风险,对飞机液压刹车系统设计具有良好的指导意义。

基于气液耦合原理的飞机液压系统流体脉动消振器

飞机液压系统具有高可靠与高安全的需求,然而液压泵的输出流体脉动会导致管路振动,甚至元件损坏,是制约系统寿命和可靠性提升的瓶颈因素。机载液压系统对流体脉动抑制装置提出了宽频率范围、宽温度范围、高效减振、紧凑体积等要求,传统减振方式难以满足。从理论上给出了气液耦合消振数学原理,提出了一种宽频宽温的流体脉动消振器,用于飞机液压系统的脉动抑制应用。建立了该消振器的数学模型,研究了影响频率和温度范围的参数规律和设计准则,并讨论了安装位置的影响。研制了消振器样机,并针对航空液压泵开展了脉动抑制实验,验证了该消振器的宽频性能和宽温性能。实验结果表明,消振器在394.2~1540 Hz频率范围内有消振效果,且插入损失最大可达29.6 dB。常温下,压力脉动幅值时域上最大可降低75.7%,频域上最大可降低89.3%;高温下,压力脉动幅值时域上最大可降低68.0%,频域上最大可降低88.0%。提出的设计方法与消振器模型的有效性和准确性得到了实验验证,研制的消振器装置在宽频、宽温范围内具有良好的压力脉动衰减性能。

液压元件及系统智能化发展现状及趋势思考

第四次工业革命利用信息化技术促进产业变革,将带我们进入智能化时代。由于液压系统作为核心动力和控制部分,广泛应用于先进制造、航空航天、海洋等重大装备,工业装备的智能化必然会要求液压元件及系统实现智能化。所以,近年来智能液压一直是液压领域的研究热点,推动液压领域进入智能时代,也给液压系统的研究带来新的活力,但也遇到了新的挑战,包括对智能液压系统的理解不一致,缺乏系统综合的研究,成碎片化的点突破等。分析智能液压系统的内涵与演进历程,阐述智能液压系统的架构体系,总结出智能液压系统具有的智能感知、智能调控、智能运维三大特征,并从这三个方面综述国内外的研究进展,揭示智能液压存在的问题和挑战;最后讨论应对挑战的研究路径和发展趋势。

基于LNG的高速飞机热管理系统设计建模与分析

针对高速飞机长时高速飞行过程中面临的机载热管理系统潜在超温问题,引入消耗性冷源液化天然气(LNG)设计了一种新型的热管理系统架构。面向最高巡航马赫数为7的完整飞行剖面,通过热管理系统动态仿真,对比分析了引入LNG前后,不同初始条件下机载设备、机身结构和发动机滑油冷却系统的温度。结果表明高速飞机通过引入LNG来提升热管理系统性能具有可行性。在未引入LNG并以燃油为主要热沉时,热管理系统在高速段和返航时由于热沉不足导致系统温控能力下降,机载系统可能存在长时间的超温现象。引入LNG后在高速段和返航时解决了超温问题,并得到了不同起飞环境温度下LNG的消耗量及引入LNG后的体积和重量代价,通过数据拟合得到LNG消耗量与起飞环境温度的经验公式,可为同类型系统设计提供了参考。

复合材料伺服液压缸精准摩擦特性测试方法研究

复合材料伺服液压缸是液压缸轻量化的创新解决方案,能否利用其替代传统液压缸,摩擦特性是核心因素之一,它对电液伺服系统的控制精度和动态性能产生影响。传统液压缸摩擦测试一般采用粗放的启动压力测量法,针对新研制的复合材料液压缸,提出一种宽速高效的精准摩擦测试方法。该方法采用对顶拖动原理,向位置拖动缸施加控制指令,使位置拖动缸拖动被测缸进行变速运动,获得被测缸在宽速范围内的摩擦力、速度实测值,然后拟合摩擦力-速度曲线,辨识获得被测液压缸的摩擦特征参数。提出高频段摩擦力-速度特征点标记方法与变步长宽速拖动方法,提升摩擦特性测试精度。搭建碳纤维液压缸摩擦试验台,验证该测试方法的有效性,测试结果指导碳纤维液压缸筒的刚度匹配设计。