浅谈飞机液压系统设计中的压力冲击问题

　　0 引言

　　液压系统为飞机飞控系统、高升力系统、起落架系统等系统提供液压能作为动力，是现代大型军用和民用飞机中不可或缺的系统。液压系统的压力作为其关键指标，对用户系统的正常操纵有重大影响。因此，在飞机液压系统设计中，减少系统中的压力冲击，对于提高飞机的操纵品质和安全性，具有重要意义。

　　1 需求来源

　　1.1 适航条款要求

　　对于民用飞机设计，满足适航条款规定是基本要求。在CCAR25.1435c（2）液压系统中，要求“每个液压系统必须”“具有确保系统压力在每一元件的设计容量之内的措施，以满足CCAR25.1435（a）（1）至（a）（5）的要求。系统压力包括瞬态压力和由于元件内流体体积变化造成的压力，该元件能够在变化发生时保持密闭足够长的时间过程”[1]。

　　因此液压系统设计中需避免过大的压力冲击，保证系统内部和用户所有元件都在设计正常工作压力范围内工作。

　　1.2 系统设计规范要求

　　液压系统设计初期需确定系统规范，其中包括对系统正常压力范围和最大压力冲击的规定。该规范作为整个系统及元件的设计基础，其中规定的压力冲击范围必需保证，以避免设计过程中反复更改，影响项目进度。

　　1.3 液压系统用户要求

　　飞机设计作为一项大型系统工程，在设计中是分为许多工作包并行开展的。在设计初期，液压系统用户会与液压系统确定双方分界面处的压力冲击范围作为设计依据。该要求也是液压系统设计中必须保证的[2]。

　　2 产生机理分析

　　飞机液压系统压力冲击主要来自泵源和用户动作，在压力冲击的传递过程中，又会受到管路、油滤、阀、蓄压器等系统元件的影响，呈现复杂的特性。下面根据产生机理不同，对各种压力冲击产生机理和传递过程进行分析。

　　2.1 泵的压力冲击

　　飞机液压系统一般选用柱塞泵作为主要泵源。流量脉动是柱塞泵的固有特性。在柱塞泵及其附近的管路中，柱塞泵流量脉动产生的压力冲击占主导地位。其压力冲击频率与流量脉动频率相同，在相应液压泵工作过程中持续存在，呈现高频持续冲击的特性[3-6]。

　　在传递过程中，泵产生压力冲击受到管路振动特性和外部振动（如发动机振动）的影响。由于油滤的高阻抗，泵产生的压力冲击在油滤中衰减明显。在油滤之后的管路中，泵产生的压力冲击已经很难测量到。

　　2.2 用户动作产生的压力冲击

　　液压系统用户动作会产生流量需求，相应会产生压力波动。对于飞控系统和高升力系统，其作动器广泛采用伺服控制，其产生的压力冲击为作动器运动过程中反复的高频冲击。对于起落架系统，其选择阀打开会造成瞬时的大流量，对液压系统会造成瞬时压力冲击。