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Eaton高压5000-psi商用液压动力系统用于空客A380
空中客车公司是业界领先的飞机制造商。总部在法国,由欧洲宇航防务集团拥有。2008 年,空中客车公司的营业额超过了270 亿欧元,目前已牢固地掌握了全球约一半的民用飞机订单。
当空客公司开始着手设计世界上最大的客机——空客A380 时,如何减轻重量成为项目目标的关键。A380 飞机的液压系统, 将用来控制世界上最大的一些控制界面、起落架和公用系统。A380 的机尾与普通150 座客机的机翼一样大。要想提高液压系统的动力,同时又能降低飞机重量,就需要创新而独特工程解决方案。空客公司希望此创新系统不仅能大幅削减重量,还能提升可靠性、燃油效率和运行性能。
技术处方:
Eaton航空集团全球首个高压5000-psi商用液压动力系统
治疗效果:
这款全球首个高压5000-psi 商用液压动力系统,将商用客机液压系统的压力标准从3000 psi 提升到至5000 psi(20,685 kPa - 34,475 kPa),有助于空客公司通过减小液压传动管线直径和操控主飞行控制系统的部件尺寸,大幅削减飞机重量,显著影响燃油效率和减排目标。
A380 油耗比比其最接近的竞争对手还低13%左右,也是首架每名乘客百公里油耗低于3 升的长途飞机(95 英里/ 英制加仑),燃油经济性可媲美采用现代小型涡轮增压柴油发动机的车辆。
整个Eaton 系统包括每架飞机配备的8 发动机驱动液压泵、四台5000 - psi(34475 kPa)交流电动泵及相关电子控制和保护系统。液压泵为飞机的主飞行控制系统、起落架、前轮转向和其它飞机公用系统提供了液压动力。
Eaton 高压泵也是第一款设计包含了手动和电动脱开离合机构的商用设备,可以从机械上脱开主发动机变速箱,可防止进入液压系统导致流体污染,并能显著改善航空公司的使用可用度。不管是在飞行中,还是在地面上,都可以安全完成这一动作。
虽然这种情况一般不太可能出现,但万一检测到泵出现问题时,Eaton 拥有专利技术的离合器可使飞机维修技师以手动阀方式,将泵与发动机变速器脱开。这种不同于以往系统架构的特性,有助于航空公司准时调度飞机出港,从而避免乘客延误。
如在飞行中发现液压泵出问题,飞行员可以电动脱开发动机泵,以最大限度减少硬件进一步的损伤,并避免可能产生的昂贵维修费用。A380 四台发动机中每台都有双发动机驱动泵, 以及主要在着落期间使用的四台21.3 千瓦电动泵、采用了双向变量液压电动机的缝翼驱动系统,后者也是用于商用飞机的另一项首创。
除了提供高压泵,Eaton 设计的泵的压力脉动水平明显较低,甚至低于传统的3000 psi 飞机系统。通过增加泵活塞数目, Eaton 降低了压力脉动水平,提高了泵的纹波性能,并在泵的设计中结合了一个内嵌衰减器。衰减器可使泵的出口压力脉动最多降低98%。
将飞机系统与泵压力脉动隔开,可降低液压系统组件中运动零部件的磨损率,并减小液压管路及接头的变形。公司对泵所作的创新,有助于航空公司通过提高液压系统可靠性,降低整体系统运行成本。
Eaton 引入了大量的产品和技术创新,以配合A380 新的性能要求。公司为A380 提供液压流体分配技术标准,包括Rynglok 管配件系统和软管产品。这是一种专门为高压液压电力系统设计的管配件系统。
全金属轻质钛合金架构和无缝隙设计,成为配合A380 整体式液压流体输送系统的完美标准配件技术,其中包括一级和二级飞行控制和起落架。公司还为A380 开发出了新的机翼传送燃料泵技术。每架飞机共有21 个电动燃油泵及相关容器,可在飞行过程中将燃油从不同油箱传送给飞机发动机。
传送系统包含三台不同类型泵,即传送、发动机供油和纵倾平衡泵,并采用变频电源。这是燃油泵系统的设计中的一项创新。燃料泵使用的无刷直流电动机,泵的设计中结合了电力调节和控制电子元件。
燃料本身即可作为冷却介质。泵安装在油箱安装容器内, 使其无需排空燃料箱即可移除。公司提供的技术提高了A380 安全性,如燃料和惰化系统和火灾切断阀。惰化系统提高飞机安全性,通过向燃料箱注入惰性气体,显著减少了其成为引火源的可能性,而火灾切断阀用于在主系统或发动机发生故障的情况下,在泵入口处切断液压管线。
一种配备了Eaton 开发的发动机叠加系统的机型, 其9 个子系统中含有超过85 个Eaton 设计的组件。这些发动机子系统支持客舱空气、起动空气、热防冰、液压系统、变频发电机电缆和冷却器管线、排水管和灭火。
两款发动机都配备了Eaton 油料颗粒监测技术,通过检测润滑系统中的颗粒,以侦测即将发生的发动机关键部件故障。这些技术包括碎屑检测仪,它采用磁塞吸取润滑油中的铁质颗粒, 当碎屑增加时指示灯会发出信号;Eaton 定量颗粒监测系统,通过捕获、控制和分析油料中的碎屑颗粒,从而提高发动机的健康和飞机的安全。
定量颗粒监测系统不仅从油中分离颗粒和空气,而且还采用了磁性感应粒子传感器,通过分析颗粒的数量和大小, 对发动机的运行进行更精确和详细的评估。 传感器将信号发送到一个调节器,当颗粒量超过预设的阈值时,便会产生数字脉冲。
Eaton 油料颗粒监测系统,还包括了专利的Lubriclone 三相旋涡碎屑分离器,业界唯一配备QDM 的高效除气器。可减小贮油器,从而减轻重量,并更早、更精确地提供发动机状态信息。这些数据会被传送给飞行员和维护人员,以便采取必要行动, 防止发动机受损,提高飞行安全性。
愈后感言:
Eaton 航空集团全球首个高压5000-psi 商用液压动力系统, 被空客美洲公司董事长Allan McArtor 赞誉为空客、Eaton 乃至整个行业历史上的一项巨大成就。Eaton 为A380 贡献了大量原创设计,有助于空客公司实现其计划目标,并为下一代飞机实现性能突破铺平道路。
5000 - PSI 系统仅仅是Eaton 在A380 上创新的开始。公司已经开发出一系列产品和技术,实现了效率、可靠性、安全性和轻质化方面的优化。它还与发动机制造商协作,以满足在燃油效率、减轻重量和发动机故障预测方面的新的性能标准。 9/27/2014


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