“空中客车”的演习

作者：撼神（北京）分公司

欢迎访问e展厅 展厅 8 航空与航天设备展厅 直升机, 无人机, 航空发动机, 航空材料, 飞机座椅, ... 在地面做2 - 3 飞机飞行寿命长的实验 在一个飞机能够实际起飞前，必须在液压实验台上证明它的杰出功能。它必须经受一套过硬的实验，这些实验代替在所有可以想到的“真实情况”，并至少持续做2-3 个飞机的寿命长的时间。为此，不少于90个液压缸需要在高精度的控制下协调动作。演习是制约所有飞机的。实验机的Hänchen液压缸不仅保证“真实的”飞行感觉，而且使所有运动持续不断的和高精度重复性得以实现。 “空中客车340”已经飞行20,000 次, 这中间包括在跑道上滑行, 在不平的地面起落架的操作,起飞, 飞行和着路, 而且这些动作既要在良好气候时做,也要在有7.6 m/s 速度的阵风的垂直干扰下做. 实验方案是在慕尼黑附近的Ottobrunn 城IABG 的液压实验台上产生的.“从1970 年 对“空中客车A300”的第一次疲劳强度实验开始，我们一直采用Hänchen 的液压缸. 我们一起确定、开发和测试必需的装置.即使极其特殊的构件, 如5 米行程6 米长同步的液压缸, 与其他公司不同, Swabian 液压缸生产厂是绝不言败的.” IABG 的液压着路设备组的组长Dipl.-Ing. Siegfried Schmid 报告说. 用于“空中客车”测试的液压装置是最高级的流体系统: 90 个液压缸和2 个液压马达由6 个液压泵供给2,000 l/min 的流量, 总功率达1.2 MW. 实验站成兆计的特性曲线都反映在细目里. 在210 bar 的工作压力时, 液压缸传递给结构件高达1600kN 的负载(取决于液压缸的尺寸). 这使工作条件被仿真, 在此条件下因为“空中客车”A300 是翼展60 米的宽体远航程的飞机, 所以其两机翼要承受高达250 吨的负荷. 整个双翼和中间机身完整地建造在Ottobrunn Tech-nical Inspectorate (TÜV)的大厅里, 此外还对European launch vehicle Ariane V 和其他飞机的元件进行测试. 虽然包含了巨大的容量, 但测试设备的许多问题较多得归于细目中. 协调90 个动力源需要高度精细地控制系统, 尤其是当运动必须精确地反映真实情况时. 昂贵的伺服阀和尽可能低的爬行, 且在10%到100%公称负载时摩擦力显然小于1%负载的液压缸. 即使倾斜安装和在横向力达10%负载力时, 液压缸也不倾斜. 液压缸象复杂的控制技术一样重要. 实际的测试程序, 一个循环是2,000 次具有不同特性的飞行, 运行20 次,并根据“空中客车”生产厂提供的技术规范，绘出测试的数值. 因为纯静态飞行状态与动态测试是不相干的, 所以每次仿真飞行持续5 分钟至2 小时, 其间动态部分是综合的. 测试的数值存储在一个矩阵中, 此矩阵确定每个液压缸当前规定的力. 大型计算机的基本功能 为建立上述矩阵, 昂贵的专家知识和大的计算机容量是必需的. 矩阵的数值是经每个液压缸的微处理机分配给一个专用的电子控制单元, 由其来控制相应的调节器或比例阀. 于是触发的活塞运动反过来通过一个堵头施加作用给压力测头的均衡器上, 这目的是引起尽可能相等地分配力的冲击.在堵头和液压缸活塞杆之间有一个带两个敏感元件的负载传感器. 第一个敏感元件关闭控制回路并将实际值送给相应的的电子控制单元, 第二个敏感元件将它的信号送给中心测试计算机. 冗余度容许控制通过两个分别的系统, 在错误事件里 冗余度可以使测试停止,且彼此无关. 试验策略的决定性观点很明确：在得到被试单元的数值，试验的持续时间，包括重复试验的工作和处理过程的复杂性等之后，严禁在试验程序中没有设想到的因素损坏被测试单元. 这与自动工业中处理的试验不同. 仿真起落架着路的两个液压缸需要特殊地开发，这甚至对Hänchen 的设计人员也曾是一种挑战：因为实验室内并没有起落架而且既然起飞的位置也要仿真，此位置低于其正常的位置，则着路位置的活塞不是活塞的到头的位置. 占据微小空间的锁紧系统曾经必须被找到以确定此位置. 假设最大的负载为90 吨就不能使用一个加紧装置. 其次, 活塞到头的位置因此曾集成到液压缸内, 在工作时此液压缸是隐藏在主液压缸的底部. 在其他位置此液压缸从主液压缸底部伸出, 于是提供了主液压缸的到头的位置。 一个横向装配的辅助液压缸推动一个阻止垫到活塞到头位置和较低液压缸底部之间以使系统静态稳定. 四个接受器(容器)、配对的液压缸和一个控制板保证即使液压源失效系统能回到静止状态. 这保证了如果系统失效, 没有不规范的负载产生. 如果不规范的负载使起落架在跑道表面下10 厘米，则起落架就会延长触地的时间.对如此复杂的测试项目, 采用独特的液压缸系统, 这是在欧洲技术领先的IABG 公司的杰作. 在这样的情况下Munich-based 公司把他们自己看作是完成试验工作的供货者. 大约1,500 名员工, 他们根据客户的技术规范提出并完成了专门的一套完整的静态和动态试验工作. 专门的试验工作作为一套服务 有经验的研究开发队伍、编程人员、电子测试专家、流体技术工程师和维修专家们以昂贵的试验永久基地、计算机和测量系统能力、建立试验超大型系统和昂贵的液压设备作为后援来满足客户要求.以有经验的单位作后盾, 得到上述的设备, 任何种类的试验都可以实现.IABG 的市场部经理Dipl.-Ing. Wolfgang Mohr 报告说, “我们客户特别感兴趣的是不在昂贵的为满足质量控制方面新要求的试验设备上投资，又不在得不到充分利用的专家方面投资，他们就没法设立完整的各种试验项目并完成它们. 另外要完成试验, 我们也可以掌控任何部分的任务、设计理念或工厂的分派.”项目种类从摩托车插销头的动态疲劳试验到复杂的新型运输技术 如, 超高速车辆, 的试验. 这表明已经完成的试验种类是多么多和试验的内容是多么不同. 就液压测试系统来说也不例外. 液压专家Schmid 解释说“测试用液压缸代表了核心技术.”虽然在这方面竞争性极强，但是Hänchen 仍然提供了经得住考验的解决措施. 因为Swabian 液压公司对实际液压缸结构专门化程度已经极高, 以至于在Ostfildern 已存在这样的独特的技术,尤其是对测试用液压缸. 测试公司和液压缸生产厂的多年合作已经产生了许多详细的办法来解决各种难题. Hänchen.销售经理Hans-DieterFabrowsky 报告说, “早在1970年左右IABG 以它的严格的要求促使我们制定开发自己的测试用液压缸计划，因此我们能在初期阶段占领主要市场位置从而今天能供应测试用液压缸，例如给所有占主导地位的德国的汽车制造厂供货. 然而，为‘空中客车’测试提供的那些液压缸是对我们最大的挑战.” 完美的技术来自不屈不挠的试验 为掌握这些特殊的事物, 试验也曾是在合作伙伴关系中实现的. 例如,Schmid 已经做了一个液压缸的试验, 试验中被试液压缸的负载循环达100,000 次还包括在典型条件出现的横向力, 而后拆除了试验设备. 对Hänchen 设计工程师来说, 这就能做出精确的技术规范从而为进一步需要的开发应用 做好了技术准备. Schmid 说“所有这些年来我们一直与液压缸生产厂做买卖，因为Ostfildern-Ruit 的设计工程师总是已经设法满足我们相当大需求和灵活地适应我们的期望.”

文章内容仅供参考 (投稿) (10/9/2008)