[發明專利]一種航空機輪加速壽命試驗阻力矩加載裝置

在審

• 申請號: 201710490986.9
• 申請日: 2017-06-26
• 公開（公告）號: CN107389338A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 鄧偉林;張煒;肖繼平;支強;楊薇;馬曉軍;宋杰書;劉曉東;黃芮;王雷
• 申請（專利權）人: 西安航空制動科技有限公司
• 主分類號: G01M13/02
• 分類號: G01M13/02
• 代理公司: 西北工業大學專利中心61204
• 代理人: 慕安榮

技術領域

本發明涉及航空機輪試驗技術，具體是一種用于飛機機輪加速壽命試驗的阻力矩加載裝置。

背景技術

航空機輪壽命試驗臺是在航空機輪產品設計定型前，考核其設計壽命能否滿足技術規范要求試驗設備，機輪在壽命試驗臺上按照載荷譜要求進行加載滾轉試驗，累計滾轉試驗里程，對其壽命進行評估。目前國內航空機輪疲勞滾轉壽命試驗方法是：調速電動機通過減速器驅動模擬飛機跑道的鼓輪旋轉，鼓輪規定速度條件下，被試機輪通過液壓加載系統按規定載荷緊靠在鼓輪表面，并隨鼓輪同速滾轉，機輪的壽命按滾轉里程來評估，試驗記錄被試機輪在規定載荷條件下總滾轉里程。

隨著我國航空技術的迅速發展，飛機性能不斷提高，對航空機輪的使用壽命要求大幅度提高，特別是碳剎車機輪使用壽命指標均超過1000起落，某些軍用飛機的機輪使用壽命要求達到3000起落、民用飛機的機輪使用壽命要求達到5000起落。我國航空機輪壽命試驗現行的國軍標、航標和企業標準基本上是沿用前蘇聯和美國軍用標準的疲勞壽命試驗方法,如繼續按照HB5651和GJB1184A所規定的試驗方法評估機輪使用壽命，需要耗費很長的時間，每個型號的機輪至少需要一年以上的試驗時間進行壽命評估試驗，試驗周期長影響新機研制。

美國在上世紀九十年代，ARP597(C)《民用運輸機機輪和剎車設計耐久性補充準則》規定了航空機輪加速疲勞壽命試驗方法，該方法在美國軍用標準的基礎上增大了偏航側向載荷，并增加滾轉阻力載荷，按此載荷譜方法，機輪在進行加速壽命試驗時，場內試驗1個起落，相當外場飛行使用5個起落的壽命，這樣可大大的縮短航空機輪疲勞壽命試驗時間，且加速壽命試驗方法西方發達國家也大量采用，國內在TY154民航飛機國產化機輪上也采用了ARP597(C)方法進行了壽命評估，按此方法現有試驗臺難以完成試驗內容，因此需新建造航空機輪加速壽命試驗臺。

由于機輪的使用壽命要求增長，原有試驗方法的試驗周期很長，試驗成本高，根據國外機輪加速壽命試驗方法，機輪疲勞滾轉壽命試驗時，給機輪施加一定的阻力扭矩進行滾轉試驗，按此規定要求的載荷譜滾轉試驗的里程相當于常規試驗的五倍，達到加速測試機輪的疲勞壽命。為了實現機輪加速壽命試驗，在現有機輪滾轉疲勞壽命試驗中，是通過機輪剎車裝置直接給被試機輪加載阻力扭矩，但這種加載方式有兩個缺點：一是由于剎車裝置的熱庫是按飛機起飛著陸剎車過程設計，剎車裝置設計的熱庫重量小，如果長時間帶剎車進行滾轉疲勞試驗，剎車能量會致使剎車裝置的剎車盤溫度越來越高，溫度升高容易造成輪胎爆破，因此，在試驗一段時間后必須中斷試驗，等待剎車裝置溫度降低，然后繼續試驗，結果是延長試驗周期。二是機輪剎車裝置剎車產生阻力扭矩過程中，剎車盤會磨損，機輪疲勞試驗會消耗大量的剎車盤，剎車盤的制造成本高，最終導致試驗費用增加、產品研制周期加長。

中國發明專利CN201210123879.X公開了一種航空機輪疲勞阻力加載試驗臺及試驗方法，其實現阻力矩加載的方式是：當機輪轉動時，機輪速度通過傳動齒輪和增速器的兩級加速，再驅動液壓泵；而液壓泵、軟管、液壓馬達和散熱器構成一個液壓的閉環系統，液壓泵輸出的液壓功率通過軟管傳送給地面的液壓馬達，液壓馬達的出口油液經散熱器冷卻后再由軟管把油液送回到液壓泵的進油口，這個閉環的液壓系統由液壓泵將機械能轉化為液壓能，再由液壓馬達將液壓能轉化為機械能，軟管的連接使加載托架在移動加載過程中能不受結構剛性的約束，并減輕加載托架的自重和負載；液壓馬達驅動變頻發電機發電，把機械能轉化為電能，在變頻發電機受到的拖動力矩確定的情況下，它輸出的電功率與其轉速呈正比。輸出的電能經過發電逆變單元轉化為直流電送到整流單元的輸出端，整流單元把電網送來的交流電變成直流電與發電逆變單元送來的直流電一起給第一逆變器供電，用以驅動鼓輪。變頻發電機工作在恒力矩模式，力矩的大小通過控制器改變施加在變頻發電機勵磁繞組上的勵磁電流實現連續可調，調節力矩的大小使由力矩傳感器檢測到的作用在機輪導軌上的阻力矩與規定的試驗技術要求值相同，實現對剎車阻力矩的閉環控制；同時通過控制器改變液壓泵的斜盤角度來改變液壓泵的輸出流量，對應調整變頻發電機的工作頻率，使變頻發電機始終處于有效工作頻率范圍內。