飞机液压导管破裂故障分析及措施

详细分析了导致飞机液压导管破裂的原因，并在此基础上有针对性地提出预防液压导管破裂的措施。 飞机液压导管犹如人体的血管，如果 破裂，轻则影响战训任务的完成，重则危及飞行安全。由于飞机机体的限制使液压导管布局有些地方不合理，有时一段导管有几处弯曲；而且飞机液压系统工作压力较高，流量脉冲大，存在液压撞击并伴随有高频压力振荡；加之液压油的循环使用也使其极易被污染；所以飞机液压导管较其他飞机管路系统的导管更易破裂。据近几年统计，各种机型的飞机都曾出现多次液压导管破裂的故障。由于飞机液压导管绝大部分是金属导管…     

锥套式无扩口导管连接件

一 概述 近代航空,由于高空高速飞机的不断出现,对航空导管的性能和使用要求越来越高。导管接头是飞机管路系统的重要构件,接头的结构形式和性能直接关系着飞机的性能。 目前国内主要有三种类型的无扩口管接头,即卡套式、锥套式、挤压式。这三种管接头与传统扩口式管接头相比有很多优点,如强度高,密封性和抗振性好以及维护方便等。 某型机所采用的锥套式无扩口管接头,应用于全机液压管路连接,管路系统工作压力为23MPa。要求这种管接头具有承受高压、弯曲振动、液压冲击、高空低温、发动机高温等能力。 锥套式无扩口导管连接件于1987年通过部级鉴定。至今已为数架飞机提供了全部液压系统所需无扩口导管,并为导弹发射转塔液压系统管路连接提供了所需无扩口导管。     

导管扩口刚性连接

飞机的某些管路系统(如燃油系统、液压回油系统等)中,工作介质压力较低,但流量较大,为了满足其流量及压力损失的要求,往往需要采用较大管径的导管(外径为26～75毫米),以保证管路系统安全可靠的工作。为此,我们研制了导管扩口刚性连接标准,现简要介绍如下:     

超薄翼型上液压系统布置的设计分析

超薄翼型飞机后梁空间狭小,无法为液压管路系统提供足够的空间。分别从液压系统泄漏、液压油介质的腐蚀性、穿燃油箱的密封性、对燃油箱温度的影响以及对液压能源系统本身的影响等设计问题进行分析,提出了将部分液压管路布置在燃油箱内的方案。试验证明此设计方案能满足系统要求和适航要求。     

液压系统中的压力冲击研究

通过理论计算和仿真分析,研究影响阀控液压系统压力冲击的关键因素,得出阀控液压系统中的压力冲击与管路长度、阀开启时间的关系,并进行试验验证。结果表明,管路长度、阀开启时间直接影响着阀控液压系统中的压力冲击。缩短管路长度和适当延长阀开启时间,都能有效减小阀控系统中的压力冲击。这为飞机液压系统中元部件的布局和设计提供了方向,为飞机液压系统的完善和优化提供了依据。     

28MPa导管连接件标准研究

目前我国飞机使用的液压系统,其工作压力尚未超过２１ＭＰａ。为满足今后新机研制的需要,开展了对工作压力为２８ＭＰａ的液压管路连接件标准的研究。工作压力的提高必将涉及导管及其连接件的材料强度和连接件的结构密封问题。对此,文章结合导管及其连接件的选材问题、导管连接件的结构形式对预装的影响以及对密封的难点等问题,提出了在目前情况下,建立２８ＭＰａ导管连接件标准体系的实施方案。     

飞机导管标志研究与改进

分析了飞机各管路系统中导管标带识别、涂色识别和印章识别传统方法的不足，提出了采用激光刻制导管图号标记的新方法，阐明其基本原理和方法，并与传统方法作了比较分析。激光刻制方法使设计人员不用再在图样上注明导管的标志和辅助标志，减轻了设计的工作量，提高了工作效率，缩短了导管制造周期；同时减轻了飞机的重量，改善飞机性能；标记清晰、美观易认，有利于飞机的检查和维修。     

导管无扩口内径滚压连接接头连接强度性能研究

无扩口连接技术是飞机液压管路系统重要的连接技术之一,具有较高的密封性和连接强度,可以满足飞机安全可靠性的要求,越来越广泛地用于航空领域.以钛合金导管无扩口内径滚压连接件为例,采用有限元模拟和试验相结合的方法,阐明连接强度的产生是由导管与管套径向接触力和管材嵌入管套凹槽形成的轴向抗拉脱阻力共同形成的;同时得出了管套结构对连接强度的影响规律,指出凹槽深度适当加深可以提高连接强度,凸台过宽会阻止管材嵌入凹槽降低抗拉脱阻力而使连接强度降低,对提高飞机液压管路可靠性具有重要的指导意义.     

锥套式无扩口导管连接

随着飞机性能的不断提高,飞机管路系统的连接形式也在日益更新。三十年代初期,飞机上开始使用扩口式导管连接。随着飞机管路系统压力的提高,扩口式导管连接也不断地作了改进。当飞机管路系统压力提高到210kg/cm~2时,这种连接形式已很难适应,即使采取了一些技术上的措施,也经常发生漏油、管扩口挤薄、掉头、裂纹等现象。     

飞机液压管路系统振动应力测试研究

飞机液压管路系统振动不仅影响液压系统的工作性能及寿命,还将严重影响飞机的飞行安全。在首次飞行前,必须对其液压管路系统进行振动和应力测试分析。采用加速度和应力测试相结合的方法,通过仿真确定实测点,并将实测结果与仿真结果比较,获得飞机液压管路振动的合理测试方法与判据,为判断飞机液压管路振动是否在正常范围内提供便捷、可靠的数据。     

民机液压系统安全阀下游回油管路动态压力分析

针对民机液压系统中液压泵持续大流量输出导致安全阀开启后瞬时向回油管路泄压这种回油管路压力较高的典型场景,基于AMESim软件平台建立了安全阀下游回油管路动态压力分析模型,对一些可能影响安全阀下游回油管路动态压力的液压系统元件及参数进行了分析。仿真结果分析表明:液压系统中元件的液容和液阻效应可以降低回油管路动态压力峰值;系统安全阀开启快慢对下游回油管路动态压力峰值有明显影响。当溢流阀开启时间在一定范围内时,溢流阀开启速度越快,回油管路动态压力峰值越低。当溢流阀开启时间超过一定范围时,溢流阀开启速度越慢,回油管路动态压力峰值越低;系统中增加蓄压器回油管路动态压力峰值明显降低,且蓄压器体积越大,回油管路动态压力峰值越低,但变化相对较小。蓄压器的有无对回油管路动态压力峰值的影响较大,其体积大小相对来说影响较小。仿真结果能够为民机液压系统设计初期回油管路设计压力确定提供参考。     

Vibration analysis and control technologies of hydraulic pipeline system in aircraft: A review

Vibrations in aircraft hydraulic pipeline system, due to multi-source excitation of high fluid pressure fluctuation and serious vibration environment of airframe, can cause the pipeline system vibration failures through overload in engineering field. Controlling the vibrations in hydraulic pipeline is a challenging work to ensure the flight safety of aircraft. The common vibration control technologies have been demonstrated to be effective in typical structures such as aerospace structures, shipbuilding structures, marine offshore structures, motor structures, etc. However, there are few research literatures on vibration control strategies of aircraft hydraulic pipeline. Combining with the development trend of aircraft hydraulic pipeline system and the requirement of vibration control technologies, this paper provides a detailed review on the current vibration control technologies in hydraulic pipeline system. A review of the general approaches following the passive and active control technologies are presented, which are including optimal layout technique of pipeline and clamps, constrained layer damping technique, vibration absorber technique, hydraulic hose technique, optimal pump structure technique, and active vibration control technique of pipeline system. Finally, some suggestions for the application of vibration control technologies in engineering field are given.     

卡箍对飞机液压管道动态应力的影响分析

以某型飞机液压管道为研究对象,使用六面体实体单元对管道进行有限元建模,并结合真实的发动机舱载荷曲线、飞机导管极限工作压力脉冲和管道压力脉动,计算了管道的动力响应;研究了卡箍对管道动态应力的影响,并与国军标《GJB 3054-97飞机液压管路系统设计、安装要求》提出的施加卡箍的原则进行了对比,结果达到了较好的一致性;在国军标的基础之上,提出了管道中的弯管卡箍配置原则。所得研究结果为管道振动抑制技术中卡箍优化配置提供了依据。     

液压管路系统随机振动下疲劳分析

民用飞机液压管路系统受到飞机振动环境的影响,可能产生振动引发的管路及安装结构疲劳破坏。为了分析液压管路系统在飞机振动环境下的承受能力,参考RTCA/DO-160G中对于固定翼飞机振动环境的定义及要求,对某民用飞机液压管路进行振动模态和随机振动响应分析。通过有限元分析得出了液压管路及安装结构的随机振动Von Mises均方根应力,采用基于高斯分布和Miner线性累计损伤定律的三区间法,计算管路系统的随机振动疲劳损伤,得到了疲劳薄弱部位及疲劳分析结果,为民用飞机液压管路在随机振动环境下的疲劳分析提供参考。     

飞机轮胎爆破喷流模式下管路的强度计算方法

飞机起落架作为飞机唯一的支撑结构,是不可或缺的飞机部件,而轮胎作为飞机起落架的重要部件,在飞机起飞、降落到滑跑过程中承受着巨大的冲击力和摩擦力,从而可能导致轮胎爆破的事故发生,也可能引起轮胎的空气喷流效应,导致其空气喷流效应影响范围内的液压管路破坏。而液压管路的破坏将会导致飞机液压能源系统和与之相关联的液压设备非正常工作,进而威胁飞机的飞行安全。在进行喷流模式下的液压管路的强度计算时,由于该模式下轮胎爆破产生的喷流是瞬间的、巨大的,因此计算其喷流载荷是非常困难的。针对该模式下提出一种喷流载荷拟合方法,并将拟合后的载荷加载到管路的有限元模型中,从而计算出液压管路的强度,为轮胎爆破下喷流模式的液压管路计算提供了工程实用的方法。     

飞机管道颗粒碰撞阻尼器设计与试验验证

飞机管道振动超标是严重威胁飞机飞行安全的重要故障,降低飞机管道振动水平,对于提高飞机可靠性和安全性具有重要意义。针对难于施加管道卡箍约束的飞机管道结构的减振问题,设计了一种基于颗粒碰撞阻尼技术的管道减振器。该减振器通过特定的结构设计,在不影响现有管道结构的基础上,很方便地安装到管道上进行减振。其减振原理是基于减振器内部的颗粒碰撞而导致的能量耗散,从而提高管道结构的阻尼效应。因此,将此颗粒碰撞阻尼器安装在振动管道上,在管道发生共振的情况下,管道振动峰值将明显降低。本文基于所设计的管道减振器,利用振动台试验研究了颗粒填充率对减振效果的影响,发现改变阻尼器内部颗粒的填充率,管道的振动随颗粒填充率的增加有先减小后增大的趋势,同时利用EDEM颗粒流仿真软件计算了减振器振动过程中颗粒的能量耗散情况,发现颗粒能量耗散速率最大时所对应的颗粒填充率与试验过程中管道振动加速度降到最低时所对应的颗粒填充率达到了一致,仿真结果与试验结果取得了很好的一致性。最后,将所设计的颗粒阻尼减振器安装在液压动力源管道上进行实际减振试验,测试了在安装减振器前后,试验管道在X、Y、Z三个方向的振动加速度,经过对比分析,发现安装颗粒阻尼减振器后,液压管道的压力脉动频率下的振动水平得到了明显抑制,试验结果充分表明了本文所设计的飞机管道颗粒减振器的有效性和实用性。     

燃气轮机燃烧室中的管路设计

燃气轮机燃烧室中的管路主要用于供油、引气和测试等,其重要性往往易被忽视,而成为故障易发部位。为了提高燃气轮机燃烧室管路部件的可靠性,从实际应用出发,分析总结了燃烧室的管路设计中需要考虑的管路材料、直径以及壁厚的选择,形状的确定,相配件的热膨胀协调、卡箍与支架的设计,振频及动应力计算与测试,焊接方式的选择与工艺控制,后期校形控制等主要因素。通过对以上各设计细节的控制,可以从根本上解决管路易出现的各种问题,降低燃烧室管路故障发生的概率。     

民用飞机液压管路系统设计流程与方法

飞机液压管路系统设计的优劣直接影响着液压系统及用户系统的性能.为了形成设计指导,根据民用飞机的设计思路,从需求入手,总结民用飞机研制各阶段液压管路系统设计输入、输出信息的捕获、设计方法及应达到的设计目标.通过实例,验证了所采用的压降曲线谱快速分配、调整压降及管径方法简单有效,本文所总结的设计流程与方法能够指导民用飞机液压管路系统的设计.     

有限厚度变截面管道噪声的数值研究

为了研究航空发动机消声短舱声传播的物理机制,采用快速声散射方法计算管道风扇远场散射问题,使用该方法不但可计算变截面管道风扇的噪声,还可计算有限厚度对声散射的影响.通过数值模拟分析了两种不同简化管道形状(等截面圆管、变截面圆管)中管道厚度对散射声场的影响,当管道厚度超过半径的2%时,管道厚度对散射声场的影响不能忽略,研究成果为声学预测中管道厚度的选择提供了参考依据.      

飞机液压管路冲击响应分析

分析了液压冲击引起管路系统振动的机理和原因,给出了水击压强和水击波速的计算公式。利用有限元软件ABAQUS建立了某型飞机液压管路系统的三维模型,运用显式积分计算液压冲击下管路系统的振动响应,考虑了不同管道材料和边界条件对管路系统振动响应的影响。结果表明,液压冲击能引起悬空管束剧烈的振动响应,在管接头加卡箍和提高管道材料的刚度能较好地改善管路系统的抗振性能。