某型飞机功率杆电磁止动锁控制系统的优化改进

傅方园

摘要：发动机功率杆电磁止动锁是用于在空中将功率杆锁止在飞行慢车以上位置，确保功率杆不会收至低功率位置使飞机失去动力的重要设备，原某型飞机功率杆电磁止动锁控制系统仅依靠单侧主起落架的轮载信号进行开/闭锁控制，存在着陆时解锁不及时的缺陷，为了提高开锁的灵敏度和闭锁的可靠性，在系统中增加了轮速解锁信号、双轮载信号等判断信号和控制逻辑，使本系统既提高了灵敏度又保证了上锁的可靠性。

关键词：电磁锁;灵敏度;安全性

0 引言

某型飛机在外场使用过程中，由于频繁出现飞机着陆时发动机功率杆电磁止动锁开锁时机滞后于飞机触地时机的现象，故飞行员在感觉飞机触地后不能在第一时间将功率杆拉至反桨减速。这种问题会导致飞行员为了在着陆过程中为排除电磁锁对操作功率杆的干扰，在落地前手动解除了电磁锁，给飞机操作带来了巨大隐患，最终在2015年5月10日酿成了飞行员在空中将功率杆误收至飞行慢车以下位置、导致飞机发生重着陆的事故。这起事故不但给用户造成了巨大的经济损失，而且严重制约了某型飞机的市场竞争力和长远发展，为此，必须对控制方式进行彻底有效的改进。

1 发动机功率杆止动系统简介

为了保证某型飞机飞行安全，设计限定了发动机空中最低功率，对应的发动机功率杆位置为“飞行慢车”以上位置。为了防止飞行员在空中误将功率杆拉至飞行慢车以下位置（含反桨负拉力位置），在发动机操纵台设置了功率杆飞行慢车机械挡块和飞行慢车电磁止动锁两种防误操作的机构以保证防误收系统的可靠性可以达到适航法规要求的安全等级。发动机操纵台分解图见图1.

当功率杆推至飞行慢车以上位置后，再拉动功率杆至飞行慢车位置将受到飞行慢车机械挡块的阻挡，要越过它需要飞行员扣动解锁手柄（图1，3项），这样可以通过机械结构起到防误收作用，这种防误收装置无论在空中和地面均会起到阻挡功率杆的作用。飞行慢车电磁止动锁（图1，1项）为单向锁，前推功率杆不受其限制，在空中状态时后拉至飞行慢车位置将受到电磁止动锁的阻挡，电磁止动锁受左主起落架轮载开关的控制，在飞机离地后自动上锁，在飞机落地后自动解锁。当电磁锁故障时，电磁锁故障红色指示将燃亮，飞行员可根据提示手动将电磁止动锁解锁。

2 解锁迟滞原因分析

原电磁止动锁控制逻辑较简单，只受左主起落架轮载信号控制，轮载信号接通则开锁，轮载信号消失则上锁。在这种控制方式下，当右主起落架先触地会导致飞行员感觉飞机已经触地，但此时电磁止动锁并未解锁，飞行员收油门动作将受到电磁锁的阻碍。另外某型飞机机翼升力较大，飞机在触地后，在机翼升力作用下起落架减震支柱并不能立即压缩至轮载信号开关接通状态，因此导致飞行员感觉飞机触地后一段时间后电磁锁才能解锁。为了印证分析结论，抽取了12个飞参样本数据进行分析。从12个飞参样本数据中判读出：1）轮载信号相对发出较晚，一般在飞机接地后4s左右发出，最长延迟超过6s;2）左右主起轮载信号不一致;3）轮速信号在飞机触地后很快就会发出，最长延迟不超过2s;这些数据说明了上述分析合理正确。

3 改进方案

3.1增加轮载信号

为了增加轮载信号接通的可靠性，保证飞机在着陆时任意主起落架先接地均能接通电磁止动锁解锁信号，除使用左主起轮载信号外又增加了右主起轮载信号，两路轮载信号并联控制电磁止动锁，着陆时左右主起任意一个先触地接通轮载信号均能接通电磁锁解锁电源，使其解锁。

3.2 增加轮载信号延时断开控制

由于轮载信号在起飞速度达到决断速度前的临界状态会出现断开的情况，如果中断起飞，飞行员需要将功率杆拉至飞行慢车以下位置，此时如果轮载信号不能稳定的接通会出现功率杆不能顺畅的拉至飞行慢车以下位置的情况。为了解决此问题，在轮载信号线路中增加了延时断开继电器，当左、右轮载信号任意一个接通时，继电器立即接通发出解锁信号，当左右轮载信号均消失后，继电器延时1秒断开，使解锁信号继续发出1秒，保证飞机在颠簸状态轮载信号可以稳定输出，电磁锁可以持续解锁。

3.3 增加轮速解锁信号

针对轮载信号延迟接通问题，我们在分析飞参数据时发现轮速信号可以更快的被触发并且信号源稳定适合作为飞机触地的判断信号，因此新研制了轮速信号转换盒，它将监控左右主起落架上四个机轮转速，当任意一个机轮转速大于90Km/h时输出解锁信号，当机轮转速低于70Km/h时输出上锁信号。

3.4 轮速、轮载解锁信号并联控制

以上增加的轮速解锁信号和轮载信号并联控制电磁止动锁解锁，任意一路信号均可触发电磁锁解锁功能。具体原理图见图2。

3.5 轮速信号的控制

由于飞机起飞离地后的几分钟内机轮还在持续转动，轮速信号仍将持续发出，此时电磁止动锁仍旧会处于开锁状态，此时如果误操作功率杆将会导致危险出现。为了在起飞阶段屏蔽掉轮速解锁信号同时，还要保证飞机在着陆、复飞、飞行训练等状态下均可以可靠输出，我们在电气线路中增加了轮速信号自锁继电器，继电器与发动机功率杆63°微动开关信号交联，使功率杆达到起飞状态后触发对轮速信号的屏蔽，直至轮速信号消失后解除屏蔽。

4. 改进后系统在飞机各状态下工作分析

改进后的系统需要在起飞、复飞、着陆、飞行训练阶段均能满足可靠上锁和及时解锁的功能，以下对系统在各状态下工作方式进行分析说明。

4.1 起飞阶段

起飞时，双功率杆推至63°以上后进入起飞状态，继电器348K、347K接通，向自锁继电器给出“地”通路。此后飞机滑跑加速至轮速信号接通门槛值约90Km/h时，轮速信号控制盒发出解锁信号至自锁继电器的线圈+和触点2，由于功率杆给出了地，此时自锁继电器工作，断开由2至1的通路，轮速解锁信号被切断（从此时飞机仍处于滑跑阶段至飞机起飞离地，电磁锁受主起轮载信号控制处于解锁状态），同时触点8、9接通给出了另一路地信号，继电器持续工作。当飞机离地，轮速减至门槛值以下时，轮速解锁信号停止输出，自锁继电器失电释放，1、2点再次接通，给出轮速解锁信号的通路，8、9点断开，自锁地消失，为下一次轮速解锁信号发出做好准备。

在起飞离地过程中当左右功率杆一旦均超过63°，即使功率杆再收至63°以下，自锁继电器由于自身还有一路接地，因此不会释放，会一直保持到轮速解锁信号消失为止。

4.2 复飞阶段

当飞机复飞时，由于机轮不触地，不会引发轮速解锁信号，空地信号也不会接通，因此，复飞阶段对解锁无影响。

4.3着陆阶段

当飞机着陆时，功率杆必定低于63°，此时断开了自锁继电器的地通路，当飞机触地，轮速信号给出时，自锁继电器线圈仅有正电信号，没有地通路，不会动作，自锁信号可以通过继电器的1、2点通路给至电磁止动锁的解锁电源，使电磁锁解锁。

4.4飞行训练模式

当飞机进行飞行训练时，会出现主起机轮触地后立即拉起的状态，此状态的特点是，功率杆在降低高度时必定低于63°，在触地拉起时，功率杆又必须在大于63°的位置上才可实现。轮载信号在机轮触地瞬间不一定会接通，轮速信号可能会接通。

在飞机进场降低高度阶段，功率杆低于63°，断开了自锁继电器的地，轮速信号控制盒没有信号输出，自锁继电器处于释放状态，轮速解锁信号的通路接通。当飞机触地后，如果飞行员选择拉起飞机，那么必定要将功率杆推至63°以上，此时给出了自锁继电器的地，当轮速信号大于门槛值发出解锁信号时，电路同起飞阶段。

5. 结束语

经过改进设计的功率杆电磁止动锁控制系统完成了装机验证和适航审批。经过试飞实践，改进后的系统可有效提高功率杆电磁止动锁解锁的灵敏度和准确性，减少了飞行员在着陆过程操作电磁止动锁的动作，达到了飞行员预期的效果。对提高飞机的安全性、可靠性和操作性起到了积极的作用。同时为大升力翼型飞机在需要准确获得飞机触地信号系统设计中积累了宝贵经验。

参考文献：

[1]中国民用航空局，《运输类飞机适航标准》[M]，北京：2011.11.07。

[2]西安飞机工业（集团）有限责任公司，《设计、试验规范-第六分册-飞机特设系统》