一种飞机防滑刹车系统落地保护方法
【专利摘要】一种飞机防滑刹车系统落地保护的方法，包括确定系统状态、确定飞机落地状态和确定是否进行飞机落地状态初始化。通过所述确定飞机落地状态和对飞机落地状态初始化，即可全面覆盖飞机各种空中和地面状态，在空中时进行落地保护，在地面时进行防滑刹车，形成落地保护的闭环控制。本发明提高了飞机防滑刹车系统落地保护的可靠性，实现了对在空中连续供电飞机的落地保护。
【专利说明】一种飞机防滑刹车系统落地保护方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及飞机刹车控制【技术领域】，具体是一种飞机刹车系统防止带刹车压力着 陆控制方法。
【背景技术】
[0002] 落地保护是飞机刹车系统的重要功能。落地保护功能是为了防止带压力着陆引起 爆胎等危险而设设置，是确保飞机安全着陆的重要功能。通常只有在轮载开关接通或主轮 充分转动后，才允许输出刹车压力。在轮载开关没有接通且主轮没有充分转动时，不输出收 起落架刹车压力以外的。
[0003] 落地保护是对飞机着陆安全性至关重要，因此，在各种类型的飞机刹车系统中，均 首先要考虑设设置落地保护功能。这些刹车系统包括早期的模拟防滑系统和如今数字防滑 刹车系统。所述模拟防滑系统主要包括电磁防滑系统和电子防滑系统等；所述数字防滑刹 车系统主要包括电传防滑刹车系统和全电防滑刹车系统等。
[0004] 在模拟防滑系统中，在系统中的控制盒中设设置有落地保护工作电路，落地保护 工作电路接收机轮速度和落地信号，判断是否输出最大防滑电流。当机轮速度小于设定值 且落地信号为低电平信号时，系统输出最大防滑电流信号，不允许刹车压力输出，该状态为 飞机处于空中状态。当机轮速度大于或等于设定值或落地信号为高电平信号时，系统允许 输出刹车压力，该状态为飞机处于地面状态。当飞机处于地面状态后，不再判断轮速度是否 小于设定值或落地信号是否为低电平信号，均允许输出刹车压力。允许输出刹车压力后，在 系统重新上电后，落地保护功能重新起效。
[0005] 所述落地信号来自飞机起落架的轮载开关信号，轮载开关接通时，为高电平信号， 轮载开关断开时，为低电平信号。
[0006] 在数字防滑刹车系统中，落地保护功能的实现不在单独依靠电路实现，落地保护 功能逻辑的实现主要依靠软件，但判断依据依然与模拟防滑系统相同。当机轮速度小于设 定值且落地信号为低电平信号时，系统输出最大防滑电流信号，不允许刹车压力输出，该状 态为飞机处于空中状态。当机轮速度大于或等于设定值或落地信号为高电平信号时，系统 允许输出刹车压力，该状态为飞机处于地面状态。当飞机处于地面状态后，不再判断轮速度 是否小于设定值或落地信号是否为低电平信号，均允许输出刹车压力。允许输出刹车压力 后，在系统重新上电后，落地保护功能重新起效。
[0007] 在模拟防滑系统中，机轮速度大于或等于设定值或落地信号为高电平信号时，使 刹车系统判断飞机为地面状态的时间就是落地保护工作电路响应工作时间，通常为几毫 秒。在数字防滑刹车系统中，判断飞机为地面状态的时间依据软件控制周期，落地信号为高 电平信号一个控制周期即判断飞机落地，机轮速度通常需要数个周期连续大于或等于设定 值才判断飞机落地。
[0008] 总上所述，不管模拟防滑系统还是数字防滑刹车系统，大多数飞机的落地保护没 有对机轮速度和落地信号进行实时判断，均为只要判断为地面状态，不再对机轮速度和落 地信号判断，判断飞机一直处于地面状态直至防滑刹车系统断电才重新判断。
[0009] 大多数飞机的落地保护没有对机轮速度进行实时判断是因为飞机在低速或静止 状态无法刹车；大多数飞机的落地保护没有对落地信号进行实时判断是因为轮载开关存在 失效可能，若轮载开关失效，也无法刹车。当然，部分飞机迫不得已也采用对机轮速度和轮 载开关进行实时判断，实现落地保护功能，但采用这种方法降低了防滑刹车系统的可靠性 和安全性。
[0010] 随着技术的发展，如今不断涌现出防滑刹车系统在空中连续供电的飞机，这些飞 机涉及无人机、舰载机、歼击机等多种机型。如果防滑刹车系统在空中连续供电，那么基于 以上常规的落地保护逻辑显然毫无意义，飞机在起飞前的地面状态将一直保留，所设设置 的落地保护功能将丧失，带来飞机着陆安全风险。
[0011] 常规的防滑刹车系统落地保护功能可基本保证飞机着陆安全，但该方法适应性不 强，存在以下缺点：
[0012] 1.控制方法简单，不能闭环控制；
[0013] 2.不适用于在空中连续供电的飞机，通用性差；
[0014] 3.存在安全隐患，可靠性低，安全性差。
[0015] 经检索"中国期刊全文数据库"论文数据库有HB6761-1991《飞机机轮刹车系统设 计要求》等标准中提到落地保护概念，1993年发布，2013年9月24日更新。
【发明内容】
[0016] 为了提高飞机防滑刹车系统落地保护功能的通用性，为了提高飞机防滑刹车系统 落地保护功能的可靠性和安全性，本发明提出了一种飞机防滑刹车系统落地保护的方法。
[0017] 本发明通过三个方面实现：第一，确定系统状态，只有在防滑刹车系统正常工作 时，防滑刹车系统落地保护才工作。第二，确定飞机落地状态，是指飞机防滑刹车系统初步 供电工作后，飞机防滑刹车系统根据轮载开关信号和机轮速度传感器信号的不同组合条 件，确定飞机处于空中还是地面，如果在空中，则飞机防滑刹车系统落地保护工作。第三，确 定是否进行飞机落地状态初始化，落地状态初始化是指飞机在地面状态时允许进行防滑刹 车，但飞机由地面起飞后，由于飞机防滑刹车系统具有记忆功能，将一直允许防滑刹车，故 飞机起飞后，需重新判断飞机是在空中还是在地面。重新判断飞机在空中时即进行飞机落 地状态初始化，通过判断轮载开关信号和收放起落架位动开关信号进行飞机落地状态初始 化。通过所述确定飞机落地状态和对飞机落地状态初始化，即可全面覆盖飞机各种空中和 地面状态，在空中时进行落地保护，在地面时进行防滑刹车，形成落地保护的闭环控制。
[0018] 所述确定系统状态，是由防滑刹车系统中防滑刹车控制盒发出BIT故障检测信 号，防滑刹车系统中各部件响应BIT故障检测信号并产生反馈信号。防滑刹车控制盒接收 反馈信号。若防滑刹车系统无故障，落地保护功能响应工作；若防滑刹车系统有故障，落地 保护功能不响应工作。
[0019] 所述确定飞机落地状态时，防滑刹车系统根据轮载开关信号和机轮速度传感器信 号确定飞机的落地状态。所述落地状态指飞机处于空中状态或飞机处于地面状态。轮载开 关信号为开关量信号，" 1"表明轮载开关接通，"〇"表明轮载开关断开。" 1"和"〇"为防滑 刹车控制盒控制软件根据轮载开关信号生成的数字量值。机轮速度传感器信号范围为0? 300km/h〇
[0020] 所述落地状态的响应如下：
[0021]I在轮载开关信号设置于"0"且机轮速度传感器信号设置于30km/h情况下，刹车 指令传感器输出4. 5VAC刹车指令信号给防滑刹车控制盒，测定防滑刹车系统控制压力如 下：
[0022] 电液压力伺服阀接收到防滑刹车控制盒的刹车电流I= 0mA，电磁液压锁关闭，防 滑刹车系统输出刹车压力为〇MPa。表明飞机处于空中状态，飞机处于落地保护状态。
[0023] II在轮载开关信号设置于"1"且机轮速度传感器信号设置于30km/h情况下，刹车 指令传感器输出4. 5VAC刹车指令信号给防滑刹车控制盒，测定防滑刹车系统控制压力如 下：
[0024] 电液压力伺服阀接收到防滑刹车控制盒的刹车电流I=7. 5mA，电磁液压锁开启， 防滑刹车系统输出刹车压力为8MPa。表明飞机处于地面状态。
[0025] III在轮载开关信号设置为"l"20ms后，轮载开关信号设置于"0"且机轮速度传感 器信号设置30km/h情况下，刹车指令传感器输出4. 5VAC刹车指令信号给防滑刹车控制盒， 测定防滑刹车系统控制压力如下：
[0026] 电液压力伺服阀接收到防滑刹车控制盒的刹车电流I=7. 5mA，电磁液压锁开启， 防滑刹车系统输出刹车压力为8MPa。表明飞机处于地面状态并具有记忆能力。
[0027] IV在轮载开关信号设置于"0"且机轮速度传感器信号连续设置于50km/h情况下， 刹车指令传感器输出4. 5VAC刹车指令信号给防滑刹车控制盒，测定防滑刹车系统控制压 力如下：
[0028] 电液压力伺服阀接收到防滑刹车控制盒的刹车电流I=7. 5mA，电磁液压锁开启， 防滑刹车系统输出刹车压力为8MPa。表明飞机处于地面状态。
[0029] V在轮载开关信号设置于"0"且机轮速度传感器信号设置于50km/h持续时间为 100ms后，机轮速度传感器信号设置30km/h情况下，刹车指令传感器输出4. 5VAC刹车指令 信号给防滑刹车控制盒，测定防滑刹车系统控制压力如下：
[0030] 电液压力伺服阀接收到防滑刹车控制盒的刹车电流I= 7. 5mA，电磁液压锁开启， 防滑刹车系统输出刹车压力为8MPa。表明飞机处于地面状态并具有记忆能力。
[0031] VI在轮载开关信号设置于"1"且机轮速度传感器信号连续设置于50km/h情况下， 刹车指令传感器输出4. 5VAC刹车指令信号给防滑刹车控制盒，测定防滑刹车系统控制压 力如下：
[0032] 电液压力伺服阀接收到防滑刹车控制盒的刹车电流I=7. 5mA，电磁液压锁开启， 防滑刹车系统输出刹车压力为8MPa。表明飞机处于地面状态。
[0033] 所述确定是否进行飞机落地状态初始化是防滑刹车系统根据轮载开关信号和收 放起落架位动开关信号确定落地状态初始化。收放起落架位动开关信号为开关量信号，"1" 表明起落架收上，"〇"表明起落架放下，" 1"和"〇"为防滑刹车控制盒控制软件根据收放起 落架位动开关信号生成的数字量值。
[0034] 所述是否进行落地状态初始化的响应如下：
[0035]I设置收放起落架位动开关信号为"0"，即起落架放下，设置轮载开关信号为 "1"，即飞机着陆，且设置机轮速度传感器信号为30km/h，刹车指令传感器输出4. 5VAC刹车 指令信号给防滑刹车控制盒，测定防滑刹车系统控制压力如下：
[0036] 电液压力伺服阀接收到防滑刹车控制盒的刹车电流I=7. 5mA，电磁液压锁开启， 防滑刹车系统输出刹车压力为8MPa。表明飞机处于地面状态。
[0037] II设置收放起落架位动开关信号由"0"转换至"1"，即起落架处于从打开到收 起的过程，8s后设置轮载开关信号为"0"，即飞机在空中，且设置机轮速度传感器信号为 30km/h，刹车指令传感器输出4. 5VAC刹车指令信号给防滑刹车控制盒，测定防滑刹车系统 控制压力如下：
[0038] 电液压力伺服阀接收到防滑刹车控制盒的刹车电流I= 2. 5mA，电磁液压锁关闭， 防滑刹车系统输出刹车压力为2. 5MPa。表明飞机处于空中状态，落地状态已初始化，飞机重 新处于落地保护状态。此时仅允许输出收起落架刹车压力。
[0039]III落地状态已初始化后，设置收放起落架位动开关信号由"1"转换至"0"，设置轮 载开关信号为"〇"且设置机轮速度传感器信号为30km/h，刹车指令传感器输出4. 5VAC刹车 指令信号给防滑刹车控制盒，测定防滑刹车系统控制压力如下：
[0040] 电液压力伺服阀接收到防滑刹车控制盒的刹车电流I= 0mA，电磁液压锁关闭，防 滑刹车系统输出刹车压力为〇MPa。此时由于起落架已放下，无刹车压力输出，表明飞机处于 空中状态。
[0041] IV设置收放起落架位动开关信号为"0"，设置轮载开关信号为"1"且设置机轮速 度传感器信号为30km/h，刹车指令传感器输出4. 5VAC刹车指令信号给防滑刹车控制盒，测 定防滑刹车系统控制压力如下：
[0042] 电液压力伺服阀接收到防滑刹车控制盒的刹车电流I= 7. 5mA，电磁液压锁开启， 防滑刹车系统输出刹车压力为8MPa。表明飞机处于地面状态。
[0043] 本发明的防滑刹车系统落地保护方法采用常规的电传防滑刹车系统。采用电传防 滑刹车系统涉及的执行部件有：收放起落架位动开关、轮载开关、机轮速度传感器、防滑刹 车控制盒、刹车指令传感器、电液压力伺服阀及电磁液压锁等。
[0044] 本发明的飞机防滑刹车系统落地保护方法与常规的飞机防滑刹车系统落地保护 方法对比见表1。
[0045] 表1本发明与常规控制方法的对比表
[0046]
【权利要求】
1. 一种飞机防滑刹车系统落地保护方法，其特征在于，所述飞机防滑刹车系统落地保 护通过三个方面实现：第一，确定系统状态，只有在防滑刹车系统正常工作时，防滑刹车系 统落地保护才工作；第二，确定飞机落地状态，是指飞机防滑刹车系统初步供电工作后，飞 机防滑刹车系统根据轮载开关信号和机轮速度传感器信号的不同组合条件，确定飞机处于 空中还是地面，如果在空中，则飞机防滑刹车系统落地保护工作；第三，确定是否进行飞机 落地状态初始化，落地状态初始化是指飞机在地面状态时允许进行防滑刹车，但飞机由地 面起飞后，由于飞机防滑刹车系统具有记忆功能，将一直允许防滑刹车，故飞机起飞后，需 重新判断飞机是在空中还是在地面；重新判断飞机在空中时即进行飞机落地状态初始化， 通过判断轮载开关信号和收放起落架位动开关信号进行飞机落地状态初始化；通过所述确 定飞机落地状态和对飞机落地状态初始化，即可全面覆盖飞机各种空中和地面状态，在空 中时进行落地保护，在地面时进行防滑刹车，形成落地保护的闭环控制。
2. 如权利要求1所述飞机防滑刹车系统落地保护方法，其特征在于，所述确定系统状 态，是由防滑刹车系统中防滑刹车控制盒发出BIT故障检测信号，防滑刹车系统中各部件 响应BIT故障检测信号并产生反馈信号；防滑刹车控制盒接收反馈信号；若防滑刹车系统 无故障，落地保护功能响应工作；若防滑刹车系统有故障，落地保护功能不响应工作。
3. 如权利要求1所述飞机防滑刹车系统落地保护方法，其特征在于，所述确定飞机落 地状态时，防滑刹车系统根据轮载开关信号和机轮速度传感器信号确定飞机的落地状态； 所述落地状态指飞机处于空中状态或飞机处于地面状态；轮载开关信号为开关量信号，"1" 表明轮载开关接通，"〇"表明轮载开关断开；"1"和"〇"为防滑刹车控制盒控制软件根据轮 载开关信号生成的数字量值；机轮速度传感器信号范围为〇?300km/h。
4. 如权利要求3所述飞机防滑刹车系统落地保护方法，其特征在于，所述落地状态的 响应如下： I在轮载开关信号设置于"〇"且机轮速度传感器信号设置于30km/h情况下，刹车指令 传感器输出4. 5VAC刹车指令信号给防滑刹车控制盒，测定防滑刹车系统控制压力如下： 电液压力伺服阀接收到防滑刹车控制盒的刹车电流I = 0mA，电磁液压锁关闭，防滑刹 车系统输出刹车压力为OMPa ;表明飞机处于空中状态，飞机处于落地保护状态； II在轮载开关信号设置于" 1"且机轮速度传感器信号设置于30km/h情况下，刹车指令 传感器输出4. 5VAC刹车指令信号给防滑刹车控制盒，测定防滑刹车系统控制压力如下： 电液压力伺服阀接收到防滑刹车控制盒的刹车电流I = 7. 5mA，电磁液压锁开启，防滑 刹车系统输出刹车压力为8MPa ;表明飞机处于地面状态； III在轮载开关信号设置为"l"20ms后，轮载开关信号设置于"0"且机轮速度传感器信 号设置30km/h情况下，刹车指令传感器输出4. 5VAC刹车指令信号给防滑刹车控制盒，测定 防滑刹车系统控制压力如下： 电液压力伺服阀接收到防滑刹车控制盒的刹车电流I = 7. 5mA，电磁液压锁开启，防滑 刹车系统输出刹车压力为8MPa ;表明飞机处于地面状态并具有记忆能力； IV在轮载开关信号设置于"0"且机轮速度传感器信号连续设置于50km/h情况下，刹车 指令传感器输出4. 5VAC刹车指令信号给防滑刹车控制盒，测定防滑刹车系统控制压力如 下： 电液压力伺服阀接收到防滑刹车控制盒的刹车电流I = 7. 5mA，电磁液压锁开启，防滑 刹车系统输出刹车压力为8MPa ;表明飞机处于地面状态； V在轮载开关信号设置于"0"且机轮速度传感器信号设置于50km/h持续时间为100ms 后，机轮速度传感器信号设置30km/h情况下，刹车指令传感器输出4. 5VAC刹车指令信号给 防滑刹车控制盒，测定防滑刹车系统控制压力如下： 电液压力伺服阀接收到防滑刹车控制盒的刹车电流I = 7. 5mA，电磁液压锁开启，防滑 刹车系统输出刹车压力为8MPa ;表明飞机处于地面状态并具有记忆能力； VI在轮载开关信号设置于"1"且机轮速度传感器信号连续设置于50km/h情况下，刹车 指令传感器输出4. 5VAC刹车指令信号给防滑刹车控制盒，测定防滑刹车系统控制压力如 下： 电液压力伺服阀接收到防滑刹车控制盒的刹车电流I = 7. 5mA，电磁液压锁开启，防滑 刹车系统输出刹车压力为8MPa ;表明飞机处于地面状态。
5. 如权利要求1所述飞机防滑刹车系统落地保护方法，其特征在于，所述确定是否进 行飞机落地状态初始化是防滑刹车系统根据轮载开关信号和收放起落架位动开关信号确 定落地状态初始化；收放起落架位动开关信号为开关量信号，" 1"表明起落架收上，"0"表 明起落架放下，" 1"和"〇"为防滑刹车控制盒控制软件根据收放起落架位动开关信号生成 的数字量值。
6. 如权利要求5所述飞机防滑刹车系统落地保护方法，其特征在于，所述是否进行落 地状态初始化的响应如下： I设置收放起落架位动开关信号为"〇"，即起落架放下，设置轮载开关信号为"1"，即 飞机着陆，且设置机轮速度传感器信号为30km/h，刹车指令传感器输出4. 5VAC刹车指令信 号给防滑刹车控制盒，测定防滑刹车系统控制压力如下：电液压力伺服阀接收到防滑刹车 控制盒的刹车电流I = 7. 5mA，电磁液压锁开启，防滑刹车系统输出刹车压力为8MPa ;表明 飞机处于地面状态； II设置收放起落架位动开关信号由"0"转换至" 1"，即起落架处于从打开到收起的过 程，8s后设置轮载开关信号为"0"，即飞机在空中，且设置机轮速度传感器信号为30km/h， 刹车指令传感器输出4. 5VAC刹车指令信号给防滑刹车控制盒，测定防滑刹车系统控制压 力如下： 电液压力伺服阀接收到防滑刹车控制盒的刹车电流I = 2. 5mA，电磁液压锁关闭，防滑 刹车系统输出刹车压力为2. 5MPa ;表明飞机处于空中状态，落地状态已初始化，飞机重新 处于落地保护状态；此时仅允许输出收起落架刹车压力； III落地状态已初始化后，设置收放起落架位动开关信号由" 1"转换至" 0 "，设置轮载开 关信号为"〇"且设置机轮速度传感器信号为30km/h，刹车指令传感器输出4. 5VAC刹车指令 信号给防滑刹车控制盒，测定防滑刹车系统控制压力如下： 电液压力伺服阀接收到防滑刹车控制盒的刹车电流I = 0mA，电磁液压锁关闭，防滑刹 车系统输出刹车压力为OMPa;此时由于起落架已放下，无刹车压力输出，表明飞机处于空 中状态； IV设置收放起落架位动开关信号为"0"，设置轮载开关信号为" 1"且设置机轮速度传 感器信号为30km/h，刹车指令传感器输出4. 5VAC刹车指令信号给防滑刹车控制盒，测定防 滑刹车系统控制压力如下： 电液压力伺服阀接收到防滑刹车控制盒的刹车电流I = 7. 5mA，电磁液压锁开启，防滑 刹车系统输出刹车压力为8MPa ;表明飞机处于地面状态。
【文档编号】B60T8/32GK104494815SQ201410659553
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年11月18日 优先权日:2014年11月18日
【发明者】张仲康 申请人:西安航空制动科技有限公司