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可维护的液压系统设计:冗余系统

安全系统设计液压元件的位置对可维护性和长使用寿命至关重要。组件的适当位置使其易于访问,易于维护。液压系统只有在组件以及应用程序的流体选择。

严格遵守网络安全需求, AS9100D认证和Nadcap认证的配件和其他关键液压部件在设计和维护期间的安全选择是必不可少的。然而,为了确保系统安全运行,设计师、制造商和维护人员必须指定使用的正确流体(矿物油、合成或半合成冷却剂等)。

除了正确的流体选择,流体过滤器的正确位置,频繁激活或振动的软管连接,以及任何需要频繁更换或维护的组件都必须在设计中指定。积极主动的设计和制造,使部件易于访问,确保更长的系统寿命,降低维护成本和保护工人。在组装前使用3D-CAD实体建模和其他设计软件可以帮助制造商找到最佳的组件安排。

飞机液压冗余系统的必要性

飞机的飞行控制系统、襟翼、起落架和刹车都依赖于流体动力,以确保飞机安全起飞、飞行和降落。液压系统在今天的飞机上比几十年前更加安全,很大程度上是由于内置冗余,结合了两个或更多的液压子系统。

例如,2010年11月,澳航一架空客A380-842从新加坡飞往澳大利亚悉尼,机上载有440名乘客和26名机组人员。飞机刚起飞6分钟,就从新加坡飞到印尼巴淡岛,乘客们听到一声巨响,旋翼盘爆炸,金属喷入二号引擎。一块碎片被击中机翼,切断了液压管路,导致液压回路失去流体。爆炸甚至导致一些带有澳航标志的残骸坠落在下面的道路上。

这架空客飞机几乎马上就将燃料倾倒,返回新加坡,液压控制系统完好无损地安全着陆。即使是在一个看似灾难性的系统故障期间,襟翼也会张开,板条也会缩回,齿轮门也会像往常一样打开。由于冗余的液压和电气系统提供了备份,本可以避免一场可怕的事故。

冗余系统通过两种主要方法实现:在同一系统内的多个系统或多个压力源。

  • 多个液压系统-飞行操纵面通常是液压驱动的。作为备份,每个表面上有多个执行器,由多个液压系统提供动力。这对于确保一个液压系统的故障不会导致失去控制至关重要。在今天的许多商用飞机中,飞行控制面由三个独立的液压系统提供动力,允许两个系统出现故障,同时能够通过第三个系统保持控制。
  • 多个压力源-液压系统通常设计有多个泵来给系统加压。一个系统有一个以上的发动机驱动泵,加上一个或多个电动泵作为备用也是很常见的。

备份系统不能总是克服错误的设计或维护

2019年5月16日F-16战斗猎鹰坠毁进入加州里弗赛德县三月空军储备基地附近的一个仓库。飞机失去了液压,飞行员无法控制飞机。幸运的是,飞行员弹射并跳伞降落到地面,只受了轻伤。

后来的调查得出结论,两个进口止回阀安装不当,导致液压油泄漏,导致飞行员无法控制这架价值2400万美元的飞机,飞机后来在坠机中被毁。该报告没有明确指出,是包含止回阀的部件的OEM存在故障,还是进行大修的机组人员存在故障。然而,在任何一种情况下,正确的设计和维护的极端重要性都不能被夸大。

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