发布时间 : 星期日 文章飞机刹车系统故障与修理技术 毕业论文设计更新完毕开始阅读2e2fb67f6fdb6f1aff00bed5b9f3f90f76c64ddb
油膏油脂、液压油侵蚀污染等等都会降低其可靠性，缩短使用寿命。
2影响刹车装置的因素
2.1 刹车材料引起的刹车疲软
碳刹车较钢刹车具有重量轻、耐磨损、比热高、高温不粘接等突出优点，在航空机轮刹车领域得到了广泛应用，大大提高了飞机的制动性能和可靠安全性。但由于 C/C 材料的本身及制造工艺的特点，在使用中往往出现“早晨病”，大动能热衰退、摩擦系数随着制动初速增加而降低等缺点[2] 。
2.1.1 原因分析
碳刹车材料属多孔材料，从与外界大气连通来看，其孔隙有开孔（显孔）和闭孔（暗孔）两种。飞机停放一段时间，或者雨中着陆，刹车盘被雨水打湿，材料就会吸水。开口孔隙越多吸水量就越大。刹车过程中水和蒸汽起润滑作用，导致刹车力矩衰退[2]。
当飞机大动能着陆时 （超载着陆、着陆速度过高），碳刹车盘在飞机制动过程中吸收过多的能量，从而引起摩擦系数降低，造成刹车力矩的热衰退。由此可见非正常着陆刹车状态下冲出跑道主要是因为碳刹车盘摩擦系数衰减，刹车盘所能提供的刹车力矩严重偏离跑道和轮胎间的地面结合力矩，使得飞机制动减速率低于预期，制动距离超过跑道长度，造成飞机冲出跑道。
2.1.2 解决及预防措施
①改进碳刹车盘性能，研制出高性能的 C/C 复合材料[3、4]。具有高的抗湿态力矩衰减和高能热衰退的 C/C 复合材料。
②研制新型刹车材料，如使用 C/Si C 材料，文献[3、4、7]指出 C/Si C 具有密度低、摩擦系数稳定、磨损量小、制动比大和使用寿命长等优点，可有效克服现阶段 C/C刹车材料的缺点。
③研制智能刹车控制系统，建立刹车盘材料数据库，飞机刹车控制系统根据实际使用情况，自动调整刹车压力，以动态补偿 C/C 的力矩衰退，从而到达飞机制动过程的整体平稳、安全。
2.2 碳刹车磨损
总的来说，碳刹车的磨损与刹车次数而不是与所耗能量成正比的,刹车磨 损主要与以下几点原因有关：
2.2.1刹车温度
事实上，碳刹车的磨损与温度之间并不是一个简单的线性关系，而是如下图所示，一个典型的刹车循环包括三个阶段：滑出，着陆，滑入，图2-1为MessierBugatti公司碳刹车系统的典型温度特性曲线。
图2-1碳刹车系统温度特性曲线
无数试验表明，约
50% 的碳刹车磨损发生在起飞前用冷刹车滑行时。冷刹车
极其敏感，尤其对刹车的大量使用将进一步加剧磨损。飞机滑出时，尽管刹车温度不高，磨损率却呈逐渐增大趋势，甚至会比滑入时刹车温度比较高时的磨损率大。这就是为什么尽管明显缺乏一套刹车程序，空客公司还是要提醒飞行员 起飞前滑行时，不应过多的使用刹车。
着陆阶段，即便是在最大反推推力和扰流板的帮助下，刹车系统也将吸收飞机分别26%（自动刹车—LO档）和50%（自动刹车— MED 档）的能量。如果只使用慢车反推推力的话，刹车系统将要吸收的能量当是以上数值的1 .5 倍。在这一阶段，由于刹车温度的上升，磨损率也将升至最大的范围区间。
滑入阶段，如图所示，刹车系统将进入最佳温度范围，磨损率将保持在一个较低的水平。当温度升至50 0℃以上时，由于碳刹车本身的热氧化特性，碳刹
车本身的质量损失将会增大，而数据显示，5%的质量损失相当于25% 的强度损失，这对碳刹车的破坏也将是巨大的。值得注意的是，在A320 驾驶舱中ECAM 上显示的温度是滞后于实际刹车核心温度的。
2.2.2 天气条件
在湿度比较高时，刹车寿命也会增加。数据显示，在东南亚海洋湿润气候地区，碳刹车片的使用循环就要相对高一些。而在环境比较恶劣的机场运行时，当刹车接触到冰雪水，特别是除冰液里的钾、钠、碱，都会对刹车造成比较严重的 接触性氧化。因此空客公司建议：不用的时候要加装刹车保护罩，在过站维护时要去除刹车上的冰。
2.2.3 刹车使用次数
以下条件将导致刹车次数增加:
（1）繁忙的机场：中国的航空市场日益繁荣，在比较大的机场现在都有进出港高峰期，由于离港排序，飞机在跑道头等待时，需要频繁的启动再制动。 （2）长时间的滑行：如在上海浦东和广州白云机场使用多跑道平行运行时，不可避免的要使用到飞机所在候机坪对侧的跑道起降，这时候经常要进行飞行员常说的绕场半周甚至一周，滑行路线很长，由于飞机滑行速度的限制，飞行员不得不频繁使用刹车。
（3）发动机的慢车状态：由于发动机的选型不同，最小慢车推力也有所不同。以笔者所在的南航湖南分公司为例，公司同时运行A320 和A321 机型，A320选装的CFM发动机，而A321 选装的IAE发动机， I A E 发动机的慢车要高CFM。如在运行基地长沙黄花机场离港时，A320 飞机从停机坪到跑道头只需要一个增速过程，进入跑道前进行减速就可以了；A321 则不然，由于IAE 的高慢车状态，飞机的增速很快，限于滑行速度的规定，从机坪到跑道头可能要经历数次加减速过程。
（4）飞行员的刹车使用习惯：毋庸置疑，这点与刹车的使用次数有直接关系。由于不能超过滑行速度限制，飞行员将使用a 和b 两种方式（如图2-2 所示）。很明显，a 方式要比b 方式刹车使用次数少得多，对刹车的磨损也要少一些。另外，着陆时过早的解除自动刹车也是使用刹车的不良习惯，由于急于脱离跑道，过早的人工接管自动刹车也将导致磨损增大。
图2-2
2.2.4减少碳刹车损耗的一些方法
（1）单发滑行：使用一台发动机滑行就如同低的发动机慢车状态，可减少碳刹车部件的磨损，同时带来燃油上的经济性。由于公司政策的不允许，此处不再做过多解释。
（2）自动刹车：尽量多的使用自动刹车，可以减少刹车的使用次数，从而减少刹车的损耗。如果使用的自动刹车LO 方式不能达到需要的减速率，可考虑使用MED 方式。而在高速时人工接管自动刹车更可能导致刹车温度超过碳刹车氧化保护层的破坏温度——闪点，超过这一临界点后，氧化保护层将不再起作用，这一过程也不可逆转。
（3）最大反推：前面讲过，飞机着陆时，巨大的动能是要靠扰流板、反推和刹车系统来共同吸收的，而最大反推的使用可帮助减少刹车系统吸收的能量。使用慢车反推固然可以带来燃油上经济性和低的噪音（某些国际机场会有降噪规定），而在轮胎的维护和刹车磨损上的影响确是负面的，甚至会导致碳刹车的氧化，也不利于刹车的冷却，可能导致航班延误。事实上，使用慢车反推时节约的燃油成本要小于碳刹车消耗带来的维护费用，这是得不偿失的。因此建议在机场规定允许的情况下，飞机接地后，可按飞行操作手册要求按需使用最大反推。
（4）刹车风扇根据飞行操作手册的使用建议，滑出时如果温度大于100℃，打开刹车风扇；起飞前如果温度大于150 ℃，使用刹车风扇，没有装刹车风扇的飞机刹车温度高于300℃不能起飞，，这个限制是因为刹车风扇开启时和实际温度最大有150℃的差别。我们要知道的是，即便在刹车温度300℃时，刹车效应也足以使飞机安全的停住，温度限制主要是防止在起落架轮舱里的液压油泄漏遇到高温的刹车而燃烧起来；滑入时要在着陆后五分钟或者进位前打开风扇；如果是短停或者温度马上要超过500℃，可立即使用刹车风扇。碳刹车使用过程中的氧化是不容忽视的，因此空客公司建议着陆后应延迟大约五分钟再开风扇，从